首頁 365夜親子共讀:寫給男孩子的經典智慧故事全集

不斷進行科學探討的祖衝之

祖衝之出生在429年,正值南北朝劉宋王朝時代。他是個偉大的數學家、天文學家和物理學家,有許多卓越的成就,其中之一就是圓周率的計算。

圓周率就是圓周的長度和直徑的長度的比。這是一個無限不循環的小數,也就是說它是個沒完沒了的小數,各位數字的變化又沒有規律。通常在計算的時候,我們把圓周率定為3.1416,這個數字實際上比圓周率稍微大一點。祖衝之在一千五百年以前就確定,圓周率在3.1415926至3.1414927之間,比3.1416精確得多。在他之後一千年,阿拉伯數學家才打破了這個精確程度的紀錄。

計算圓周率是一件很不容易的事。我們知道,在一個圓裏內接正多邊形,計算這個正多邊形的總的邊長,就可以得到圓周的近似值。正多邊形的邊數越多,總長跟圓周就越是接近。祖衝之必須從圓的內接正六邊形開始,先算內接正十二邊形的邊長,再算出內接正二十四邊形的邊長,再算內接正四十八邊形的邊長……邊數一倍又一倍地增加,一共翻十一番,直到算出了內接正一萬二千二百八十邊形的邊長,才能得到這樣精密的圓周率。

內接正多邊形的邊數翻十番,看起來好像還簡單,其實不然。邊數每翻一番,至少要進行七次運算,其中除了加和減,有兩次是乘方,兩次是開方。祖衝之算出來的結果有六位小數,估計他在運算的過程中,小數至少要保留十二位。加和減還好辦,十二位小數的乘方,尤其是開方,運算起來極其麻煩。祖衝之要是沒有熟練的技巧和堅強的毅力,是無法完成這上百次的繁難複雜的運算的。

祖衝之提出了一個圓周率的近似值,稱之為“密率”,因為它比較精密,跟圓周率更相接近了。過了一千年,德國人奧托和荷蘭人安托尼茲才先後提出π這個圓周率的近似值,歐洲人當時不知道祖衝之已經提出了“密率”,在他們寫的數學史上,把它叫做“安托尼茲”。日本數學家主張把π稱為“祖率”,這是十分公允的。