祖沖之盜竊牛頓的微積分成果才計算出圓周率_風聞
烟雨迷城-异次元封控中59分钟前
綴的本義是縫合,轉義就是將細小的東西連起來。南北朝時期的劉宋國人祖沖之(429年-500年)編寫《綴術》,寓意就是將細小的東西連結起來,形成一個整體,將計算圓周率的方法定名《綴術》,就是説計算圓周率要將圓周細分,然後合計起來得到圓周率。
就是牛頓(1643-1727)發明的微積分方法。
在宋、元時期,《綴術》還有人修習,但到了明清,就給毀了,沒有原本流傳下來。現時只能從宋、元時期的書中找出《綴術》的影子。
宋末元初人趙友欽(趙緣督)寫的《革象新書》中,就有詳細介紹。
簡要來説,祖沖之父子計算圓周率的過程是這樣,將一個正四方形的四個角作第一次切割,得到一個正八邊形,用勾股定理計算八個三角形的邊長,合併計算正八邊形的周長;將所得正八邊形作第二次切角,得到正十六邊形,再次用十六個三角形的邊長計算正十六邊形周長;作第三次切割,得到正三十二邊形,再計算正三十二邊形的周長,如此類推,切割到第十二次,得到一個正一萬六千三百八十四邊形,計算得到的邊長近似於圓形的周長,得到圓周率為作三尺一寸四分一釐五毫九絲二忽有奇,即3.141592(6)。
《革象新書》最後一篇《乾象周髀》原文:
乾象周髀
日之圓徑一度,以算術求其周圍,計三度一十四分一十六秒。月之周徑比似之,赤道周天三百六十五度二十五分七十五秒,以算術求其中徑,計一百一十六度二十六分五十一秒。徑當週中,似乎圓扇夾脊平分兩旁,即是南北二極相距之直數,折半計五十八度一十三分二十五秒有奇,乃是六合各距天中之均數。天體圓如彈丸,東西南北相距皆然。凡相距平分之數,皆圓中之徑也。
古人謂圓徑一尺,周圍三尺,方廣一尺,邊旁四尺。圓象天而天數三,方象地而地數四,數分陰陽,自然有理。後世考究則不然,方廣一尺而邊旁四尺,無可言者。若言圓徑一尺而周圍三尺,則三尺尚有餘;圍三尺而中徑一尺,則一尺為不足。蓋圍三尺、徑一尺,是六角之田也。或謂圓徑一尺,周圍三尺一寸四分。案:此劉徽所推。或謂圓徑七尺,周圍二十二尺。案:此祖沖之所推約率。或謂圓徑一百一十三,周圍三百五十五。案:此祖沖之所推密率。徑一尺而週三尺一寸四分,猶自徑多圍少。徑七尺而週二十二尺,卻是徑少周多。徑一百一十三而周圍三百五十五,最為精密。
今求日周天徑,是此法也。既論其異同,亦當言其考究之術。畫為百眼棋盤,一眼廣一寸,橫十寸,名句,在於東西相距方圖之內。畫為圓圖,是去其方之四角也。圓徑十寸,與外方之股數相同。圓徑名髀,圓之髀比方之股,其數同而字義不異,但有方圓之別。就圓圖之內,又畫小方圖,其小方四角,不指外方之四角,而斜抵東西南北之四正。蓋其外大方四角在於「乾」「坤」「艮」「巽」,其內小四角在於「坎」「離」「震」、「兑」。小方四角斜弦一十寸,尚是圓中之髀,為數不殊於外方之股。
以外方而比內方,包容之積相半,外方積一百寸,內方積五十寸。何以知其然?蓋將外方均作四隅而視之,一半歸於內,一半出於外。由是察之,圓中之直髀,即內方之斜弦。內方既用為弦,圓中難以名股,句股與弦名不可紊,故稱為「髀」以別之。內方之弦十寸,自乘得一百寸,名弦冪。凡弦冪必兼得句股兩冪之數。今圖方而縱橫相同,當以弦冪均為句股兩冪,各得五十寸,而開方即知句股皆七寸有餘。考究圓圍,本起於此。考究之術,將薄紙剪圓,而臨於棋枰之上,不須於紙上畫為方眼,但景映以為準則。然後於此薄紙之上,模下之小方,以算術展為圓象,充滿所定之圓圍。自四角之方添為八角,曲圓為第一次。若第二次,則求其為曲十六;若第三次,則求其為曲三十二;若第四次,則求其為曲六十四。凡多一次,其曲必倍。若至十二次,則求其為曲一萬六千三百八十四。
其初之小方,漸加漸展,漸滿漸實,角數愈多,而其為方者不復方而變為圓矣。故自一二次求之,以至一十二次,可謂極其精密。若節節求之,雖至千萬次,其數終不窮。須當逐節作為大小句、大小股、大小句冪、大小股冪,小弦小弦冪,大弦大弦冪。但大弦與大弦冪,不於節次作之,畢竟止用本數而已。
今先以第一次言之。內方之弦十寸,名大弦,自乘淂一百寸,名「大弦冪」。內方之句冪五十寸,名「第一次大句冪」。以第一次大句冪,減其大弦冪,餘五十寸,名「第一次大股冪」。開方得七寸七釐一毫有奇,名第一次大股。以第一次大股減其大弦,餘二寸九分二釐八毫有奇,名第一較。以此較折半,得一寸四分六釐四毫有奇,名第一次小句。此小句之數,乃是內方之四邊,與圓圍最相遠處也。
以第一次小句自乘,得二寸一分四釐四毫有奇,名「第一次小句冪。以第一次大句冪折半,得二十五寸,又折半得一十二寸五分,名第一次小股冪。以第一次小股冪並第一次小句冪,得一十四寸六分四釐四毫有奇,名第一次小弦冪。以第一次小弦冪開方得三寸八分二釐六毫有奇,名第一次小弦。即是八曲之一八,乘其第一次小弦,得三十寸六分一釐有奇,是即八曲之周圍也。此以小數求之,不若改為大數。所以然者,蓋求至十二次,數之降者漸小,愈小則不便於數名。
當將大弦改為一千寸,大弦冪改為一百萬寸,第一次大句冪改為五十萬寸,大股亦如之,然後依法而求。若求至第二次者,以第一次小弦冪就,名第二次大句冪。以第一次大股冪減其大弦冪,餘為第二次大股冪。開方為第二次大股。以減其大弦,餘為第二較。折半名二次小句。此小句之數,即是八曲之邊,與圓圍最相遠處也。以第二次小句自乘,名第二次小句冪。以第二次大句冪兩折,名第二次小股冪。以第二次小股冪並第二次小句冪,名第二次小弦冪。以第二次小弦冪開方,為第二次小弦,即是十六曲之一。以十六乘其第二小弦,即是十六曲之周圍也。以第二次仿第一次,若至十二次,亦遞次相仿而已。
置第十二次之小弦,以第十二次之曲數一萬六千三百八十四乘之,得三千一百四十一寸五分九釐二毫有奇,即是千寸徑之周圍也。置此周圍之數,降呼作三尺一寸四分一釐五毫九絲二忽有奇,以一百一十三乘之,果得三百五十五尺,故言其法精密。要之,方為數之始,圓為數之終,圓始於方,方終於圓,周髀之術,無出於此矣。」