祖沖之簡介:南北朝數學家,把圓周率精准到小數點後七位

圓周率π,大家都學過,它是一個在數學及物理學中普遍存在的數學常數,現時已精確到小數點後31.4萬億比特。說到圓周率,很多人可能以為它最早是歐洲算出來,其實這是錯誤的,因為早在魏晋時期,數學家劉徽就計算出圓周率是3.14,接著南北朝數學家祖沖之又把圓周率精准到小數點後七位,接下來就隨小編一起去認識一下祖沖之。

圓周率π,大家都學過,它是一個在數學及物理學中普遍存在的數學常數,現時已精確到小數點後31.4萬億比特。說到圓周率,很多人可能以為它最早是歐洲算出來,其實這是錯誤的,因為早在魏晋時期,數學家劉徽就計算出圓周率是3.14,接著南北朝數學家祖沖之又把圓周率精准到小數點後七位,接下來就隨小編一起去認識一下祖沖之。

一、祖沖之簡介

祖沖之(429年-500年),字文遠,南北朝時期傑出的數學家、天文學家,中國第一個把圓周率精准到小數點後七位的人,他撰寫的《大明曆》還是當時最科學最進步的曆法。除了鑽研自然科學,祖沖之還在做官,可惜當時南北朝之間連年戰爭,他良好的政治主張無法在國家內部施行,永元二年(500年),這位卓越的大科學家去世,享年七十二歲。

1、家庭背景,做官經歷

429年,祖沖之出生在東晉國都建康(今江蘇省南京市),其祖父祖昌任劉宋朝大匠卿,父親祖朔學識淵博,常被邀請參加皇室的典禮、宴會。在這種家庭背景下,祖沖之從小勤奮好學,並對自然科學和文學、哲學產生濃厚的興趣。後來,由於祖沖之博學多才的名聲,被南朝宋孝武帝派至總明觀任職(相當於現在的中國科學院);461年擔任南徐州(今江蘇鎮江)刺史府裏的從事,464年被調到婁縣(今江蘇昆山縣東北)作縣令,之後又到建康(今江蘇南京),擔任謁者僕射的官職。

2、發明家,晚年生活

祖沖之一生鑽研自然科學,除數學、天文曆法外,他在機械製造方面也有重大貢獻。從464年起,一直到南朝齊初年,祖沖之花了較大的精力來研究機械製造,製造出指南車、千里船、木牛流馬、水碓磨、漏壺、欹器等,其成就堪比東漢的張衡。祖沖之晚年重點研究文學和社會科學,同時也比較關心政治,可惜當時南北朝之間連年戰爭,他良好的政治主張無法在國家內部施行,永元二年(500年),這位卓越的大科學家去世,享年七十二歲。

二、祖沖之與圓周率的故事

3世紀中期,魏晋時期數學家劉徽首創割圓術(不斷倍增圓內接正多邊形的邊數求出圓周率的方法),並用割圓術求圓周率只算到96邊,得出3.14後就沒再繼續算下去。祖沖之則在劉徽的基礎上,利用割圓術把圓周率精准到小數點後七位。這件事情說說是容易,可真正做起來就難了,因為當時還不會現在的筆算,只能用籌算(有點象珠算)。

祖沖之先在房間的地板上畫了個直徑為一丈的大圓,然後和孫子祖一齊動手,廢寢忘食地計算了十幾天才算到96邊,得出了與劉徽同樣的結果,之後爺孫倆又繼續向下計算。時間也不知過了多久,祖沖之算到了12288邊形,得出結果是3.14159251丈,之後又算到了24576邊形,得出結果是3.14159261丈。這時,算籌已經從桌上擺到了地上,擺滿了一屋,祖沖之還想向下計算,但已經實在無法計算了,只好就此停止。祖沖之首次將“圓周率”精算到小數第七位,即在3.1415926和3.1415927之間,他提出的“祖率”對數學的研究有重大貢獻。

三、祖沖之推算出圓周率比歐洲早多少年

祖沖之得出的結論,用現代數學符號表示就是:3.1415926<π<3.1415927,他的這個結論處於世界領先的地位,直到十五世紀,阿拉伯人阿爾·卡西才超過了祖沖之,把圓周率推算到17比特有效數字。但這已經是祖沖之以後一千年了,所以祖沖之推算出圓周率比歐洲早一千多年。除了圓周率外,祖沖之的貢獻還包括:測定一年的實際天數是365.24281481天,與近代科學家量測的結果相差不到50秒。

本文標題: 祖沖之簡介:南北朝數學家,把圓周率精准到小數點後七位
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