丘成桐對於數學史應該是個門外漢,歐洲數學和希臘關係其實並不大_風聞
HG版CHERRY-2022-06-27 21:04
這段本來是想回在某篇討論數學家丘成桐關於“中國自古對數學並不重視”的言論的帖子裏的,但似乎字數超標了
以前看過一個説法,叫“一個文明歷史上對π值的計算精度,可以視為該文明在當時歷史條件下數學水平的標杆”,然後我們按時間列一下圓周率的計算精度發展
先是具體時間不可考的上古
古巴比倫認為圓周比是25比8,
古埃及認為圓周比為16比9的商的平方,
中國《周髀算經》(成書於公元前1世紀左右)記錄大禹將“徑一而週三”,即3比1,作為圓周比
而古希臘阿基米德(公元前287年—公元前212年)據説利用割圓法,算出求出圓周率的下界和上界分別為223/71 和22/7,並取它們的平均值3.141851 為圓周率的近似值。(這一紀錄其實是16世紀以後才普遍出現的,因為就差200年隔壁羅馬精度反而掉到了只有小數點後一位)
公元元年前後,羅馬的建築師馬可·維特魯威的著作《建築十書》中記載圓周率為3.125
同時期,西漢經學家劉歆(約公元前50年—公元23年)使用3.15471為π值進行天文計算,並著《三統曆譜》
東漢張衡(78年—139年)通過研究球形的外接立方體體積和內接立方體體積,將10的平方根即3.162為π的約值
希臘數學家克羅狄斯·托勒密(約90年—168年)使用3.141666循環小數為π值構建其地心説天文模型,精確到小數點後3位
魏晉劉徽(約225年—約295年)通過割圓法,從內接正六邊形開始,一直計算到3072邊形的面積,得到π=3927/1250=3.1416,稱為‘徽率’,同時著有《九章算術注》和《海島算經》
南北朝祖沖之(429年-500年)使用優化過的割圓法算出圓周率π的真值在3.1415926和3.1415927之間,相當於精確到小數第7位,簡化成3.1415926。祖沖之是世界第一位將圓周率值計算到小數第7位的科學家。祖沖之還給出圓周率π的兩個分數形式:22/7(約率)和355/113(密率),其中密率精確到小數第7位。祖沖之對圓周率數值的精確推算值,對於中國乃至世界是一個重大貢獻,後人將“約率”用他的名字命名為“祖沖之圓周率”,簡稱“祖率”。
之後嘛
公元499年,印度數學家、天文學家阿耶波多在《阿里亞哈塔曆書》中使用3.1416為π值
公元598年,印度數學家婆羅摩笈多算為3.162277,小數點後1位精確
公元800年,花拉子模數學家花拉子米算為3.1416,小數點後3位精確
公元1220年,意大利 斐波那契算為3.141818,小數點後3位精確
公元1400年,印度科學家瑪德哈瓦算為3.14159265359,小數點後7位精確,趕上南北朝祖沖之
公元1424年,波斯科學家賈姆希德·阿爾·卡西到小數點後16位精確值
公元1523年,法國弗朗索瓦·韋達到小數點後9位精確值
公元1596年和1615年,德國魯道夫·範·科伊倫分別求出小數點後20位和32位精確值
公元1621年,荷蘭人威理博·司乃耳(魯道夫的學生)求出了小數點後35位精確值
列到這裏我們就能發現,從150年左右的希臘到公元1220年的意大利,整個歐洲在圓周率計算精度上居然沒有任何進步
之後16世紀歐洲雖然數學發展開始加速,但要到1523年才超過中國南北朝時期的數學水平,1596年才超過波斯人百年前的水準(波斯和歐洲的聯繫可比歐洲和中國緊密的多)
所以歐洲的數學發展其實是從16世紀左右開始的,之前基本是一潭死水,而16世紀前後正好是歐洲大航海時代,是航海和殖民需求催生了歐洲數學的發展,不是什麼希臘。