tft每日頭條

 > 圖文

 > 為什麼科學家要将圓周率算盡

為什麼科學家要将圓周率算盡

圖文 更新时间:2025-04-09 05:09:32

每年3月14日是“國際數字節”,這個節日是在2011年時,國際數字協會為紀念我國南北朝科學家祖沖之而設。祖沖之對世界數學最大的貢獻,就是把“圓周率”精确到了小數點後7位數。

從公元前三世紀,歐幾裡德提出圓周率是個常數開始,到中國人提出“徑一周三”的概念,再到由《九章算術》的“割圓術”,再到祖沖之的精确演算圓周率小數點兒後7位數。

最後到了如今,圓周率已被計算至三十萬億位了。可是,科學家們仍然沒有止步。那麼,計算圓周率對人類來說,究竟有什麼意義呢?答案是:有意義,也沒有意義。

為什麼科學家要将圓周率算盡(圓周率已算至三十萬億位)1

說它無意義,是因為它好像除了計算圓的周長和面積,并沒有太大的用處。但是,科學研究本身不是以功利為目的在短期内看不到實用價值的東西,從長遠來說未必無用。

說它有意義,是因為對圓周率的精确計算,展現了一個國家在數學領域的實力。同時,也是一個國家“人文精神”的體現。

圓周率是一個沒有極限的數字,對“無限”領域孜孜不倦地追求,既是為人類作貢獻,也是為民族争榮譽。

一、中國人對圓周率的認識

在古希臘歐幾裡得《幾何原本》中提到圓周率是一個常數後不久,阿基米德找出了計算圓周率的方法。與此同時,中國人、古巴比倫人都關注了這個問題,并且都認為圓周率等于3。

《周髀算經》是中國最早的天文學書籍,在這本書裡,中國古代數學家提出了“徑一周三”的說法。意思是:一個圓形的直徑為圓周長的3倍有餘。但是“餘”是多少呢,就不知道了。

為什麼科學家要将圓周率算盡(圓周率已算至三十萬億位)2

後世的人一般認為,中國古人不愛思考這種“不切實際”的問題。但是,如今我們從西漢時期出土的“規矩圖”中,卻能看到古代測量圓形的工具。

它們分别是拿在伏羲手中的“矩”,和拿在女娲手中的“規”。這是當時的人,從更古老的文獻或者岩石畫中“拓印”下來的。

公元1世紀,“穿越者”王莽準備制作新的測量工具,他找到了一個叫劉歆的經學家來負責這項工作。劉歆查閱了《周禮·考工記》的相關記載,最後運用智慧造出一種銅斛,并計算出圓周率約等于3.1547。

這個結果雖然不準,卻正代表着中國古人對圓周率的認識,已突破了“徑一周三”的限制,開始往下發展。東西方關于圓周率計算的研究,像兩條平行線一樣,并列前行。

時間來到魏晉時期,一個叫劉徽的數學家出現了。他通過“割圓術”,把一個六邊形裝進圓形,再來算圓周。最後得到了3.14的近似值。

為什麼科學家要将圓周率算盡(圓周率已算至三十萬億位)3

時間繼續往前走,大約又過了一百多年,來到了南北朝。數學家祖沖之終于出現了,他在劉徽“割圓術”的啟發下,繼承深入研究。

最終,祖沖之算出了圓周率(π)≈3.1415926至3.1415927之間,他的這個圓周率被稱為“祖率”。“祖率”的出現,讓中國在圓周率的研究上一騎絕塵,比歐洲早了一千多年。

二、打破中國人的傳統思維

網友們總是愛讨論:中國古代為什麼沒有科學。

有人說,這是因為中國人偏向于“實用主義”,因此科學得不到發展。而中國人偏向于“實用主義”的原因,是因為“抽象思維”不發達。對于那些離生活較遠的東西,就不太關心。

為什麼科學家要将圓周率算盡(圓周率已算至三十萬億位)4

不過,事實并非如此,中國人在古代也非常重視科學發展。在春秋時期,每一位學子都要學習“禮、樂、射、禦、書、術”六禮,其中的“術”就是指“算術”。

但是在隋唐以後,“科舉制度”慢慢興盛起來了。普通人提升階層,完全依賴文科知識,與數理無關。于是中國人“集體偏科”,不再重視數理知識。

歐洲人沒有“科舉制度”,他們在古代隻有貴族才能當官,在近代隻有富人和社會活動才能當官。沒有“學而優則仕”,就沒有人限制歐洲人學習的“科目”和方向。于是,最終導緻他們實現了“開挂人生”。

當然,“科舉制度”的出現對中國曆史的發展是有利有弊的,在這裡就不展開讨論了。再說回圓周率的計算,看似無用,為什麼一直在繼續。

其實,隻要看看現代科學的産生方式就會發現。科學誕生于科學家們一次又一次“無意義”的實踐活動中。與科技相關的很多發明與發現,既有偶然性,又有必然性

為什麼科學家要将圓周率算盡(圓周率已算至三十萬億位)5

電和磁的關系,是丹麥科學家偶然發現的,青黴素也是英國科學家偶然發現的。就連中國的火藥和豆腐,都是在修道者“無意義”活動下被發現的。

其中最有說服力的,還要算中國古代“徑一周三”的發現。原來是基于中國古代一個錯誤的天文學說,這個說法認為:地是一個平面,天就是一大鍋蓋蓋着它,它就是“蓋天說”。

假如沒有這些無聊兼扯淡的古代天文學家,“徑一周三”的提法都不知道要再晚出幾百年。

總之,今人要搞科研,要想在世界上領先,就得有一種犧牲與奉獻的精神。勇敢地投身于科研事業當中,不要為短期的利益所迷惑。

隻要肯鑽研它,難保某一天不會發現圓周率的新用途。在暫時沒有發現它的實際用途前,很多人已經為它想到了多種有趣的用途。

為什麼科學家要将圓周率算盡(圓周率已算至三十萬億位)6

比如用來檢測超大型計算機的性能,用它來鍛煉孩子的數字記憶能力等。還有人說,圓周率的精确計算,對美學、對三角函數都産生了有益的影響。甚至還有人說,圓周率裡面暗藏的奧秘和金字塔有關。

結語

随着科技的發展,計算圓周率時使用的工具,早就不用古代的“規”和“矩”了。

圓周率計算的真相是:現代采用超大型計算機來進行運算,根本不需要消耗人類大量的時間。隻要條件允許,就可以一直進行下去

一面用它檢測超大型計算機的性能,一面用它來鑽研“無限”的奧秘。說不定在哪一天,就會有“偶然”的科學發現,何樂而不為呢?

,

更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!

查看全部

相关圖文资讯推荐

热门圖文资讯推荐

网友关注

Copyright 2023-2025 - www.tftnews.com All Rights Reserved