圆周率这个词差一点不能用,要叫“祖率”

发表时间:2018-04-26 15:03:01 文章来源:芒果教育网 www.a615.com

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说到圆周率这个词,几乎是无人不晓无人不知。圆周率是圆的周长与直径的比值,用字母π(读pài)来表示,是一个约等于3的无理数,即无限不循环小数。

1706年英国数学家威廉·琼斯最先使用希腊字母π来表示圆周率。

1737年瑞士大数学家欧拉也开始用π表示圆周率。

从此,π便成了圆周率的代名词,但是很多却不知道的是圆周率差点被命名为“祖率”,这是怎么回事?一起来看看。

在我们中国说到圆周率必须提到一位伟大的数学家祖冲之。祖冲之(429-500),字文远,出生于建康(今南京),祖籍范阳郡遒县(今河北涞水县),中国南北朝时期杰出的数学家、天文学家,其主要贡献在数学、天文历法和机械制造三方面。

西晋末期,北方发生大规模战乱,祖冲之的先辈从河北迁徙到江南,并在江南定居下来。祖冲之就出生在江南,其祖父祖昌任刘宋朝大匠卿,是朝廷管理土木工程的官吏,父亲祖朔之做“奉朝请”,学识渊博,常被邀请参加皇室的典礼、宴会。

祖冲之从小就受到很好的家庭教育。爷爷给他讲“斗转星移”,父亲领他读经书典籍,家庭的熏陶,耳濡目染,加之自己的勤奋,使他对自然科学和文学、哲学,特别是天文学产生了浓厚的兴趣,在青年时代就有了博学的名声。青年时进入华林学省,从事学术活动。一生先后任过南徐州(今镇江市)从事史、公府参军、娄县(今昆山市东北)令、谒者仆射、长水校尉等官职。

一次祖冲之参加权臣戴法兴的寿宴上因测报月蚀得罪了对方,无法在京城立足,便应邀到南徐州(今江苏镇江)作了刺史刘延孙的助手。之后祖冲之历时三年之久来研究天文历法,于公元462年(大明六年)编写一部比较科学的《大明历》呈献给孝武帝,请求颁用。孝武帝命令懂得历法的官员对《大明历》的优劣进行讨论,但因其得罪戴法兴,遭到以戴法兴为代表的反对,不但新历法《大明历》不能颁行,到大明八年,就连祖冲之的刺史助理官职也被革去。

之后祖冲之闲赋在家,无所事事,空有一副才华但又不能报效祖国。祖冲之在感叹怀才不遇同时,就想做些与官场牵涉不大的事,如研究数学。他在研究古代数学名著《九章算术》时发现一个问题,那就是圆周率(用现代名称来替代),古时称“径一周三”。

王莽在新朝时把圆周率精确到3.1547,东汉时张衡推算出的圆周率值3.1466,魏晋的著名数学家刘徽在为《九章算术》作注时创立了新的推算圆周率的方法——割圆术,将圆周率的值为边长除以2,其近似值为3.14,并且说明这个数值比圆周率实际数值要小一些。四百多年来众说不一,这就给祖冲之造成困扰,圆周率应该为多少呢?有问题就去研究,这就是中国古代数学家最值得敬佩地方之一。

在祖冲之的家里,无论是墙上、地上、桌上等等个地方都画了一堆不同大小的圆,而他自己不断在各圆中来回穿梭,乱麻一团。之后祖冲之研究了刘徽开创的探索圆周率的方法,感叹道:刘徽这里不是明明写着割圆术吗?只要将一个圆不断地割下去,内接上正多边形,求出多边形的周长,不就有了圆周率了吗?但当时既没有阿拉伯数字可以用来笔算,更没有算盘可以珠算,运算全靠一种叫算筹的原始工具。它是用竹木削成的一根根小棍,用来拼摆成各种数字,进行一切加、减、乘、除全靠用这些木棍在桌上摆来摆去。

计算圆周率计算量是多么大,加上当时条件简陋,运用算筹这个方法需要大量的竹子,祖冲之就叫上他的儿子祖暅一起加入这个活动。据史料记载,当时祖冲之父子为了计算圆周率,两只手被竹子磨出血。

经过祖冲之不断努力,他首次将圆周率的值确定在3.1415926和3.1415927之间,相当于精确到小数第7位,简化成3.1415926。直到16世纪,阿拉伯数学家阿尔·卡西才打破了这一纪录。

祖冲之因此入选世界纪录协会世界第一位将圆周率值计算到小数第7位的科学家。祖冲之还给出圆周率的两个分数形式:22/7(约率)和355/113(密率),其中密率精确到小数第7位。祖冲之对圆周率数值的精确推算值,对于中国乃至世界是一个重大贡献,后人将“约率”用他的名字命名为“祖冲之圆周率”,简称“祖率”,国际上曾提议将“圆周率”定名为“祖率”。

圆周率的应用非常广泛,尤其是在天文、历法方面,凡牵涉到圆的一切问题,都要必须使用圆周率来推算。

华罗庚对祖冲之做出这样评价:祖冲之不仅是一位数学家,同时还通晓天文历法、机械制造、音乐,并且还是一位文学家。祖冲之制订的《大明历》,改革了历法,他将圆周率算到了小数点后七位,是当时世界最精确的圆周率数值,而他创造的“密率”闻名于世。

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