3.14圓周率是誰發現的
你會背圓周率的多少位數呢?那你知道圓周率是誰算出來的嗎?一起來看看小編給大家精心準備的資料,歡迎閱讀!
圓周率發現的人:祖沖之
祖沖之是我國古代一位偉大的數學家、天文學家和物理學家,他有許多卓越的貢獻,其中之一就是計算出了圓周率。
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。因而計算起來挺不容易。祖沖之在1500年前就計算出圓周率在3.1415926和3.1415927之間。而在他之后1000年,阿拉伯有個數學家阿爾·卡西才打破了這個精確程度的記錄。
祖沖之計算圓周率采用的是三國時劉徽發明的“割圓術”。“割圓術”是在圓內作一個內接正六邊形。內接正六邊形的每邊長都等于半徑,其周長正好是半徑的6倍,直徑的3倍。求出正六邊形總的邊長,就可以得到圓周長的近似值,劉徽用這個辦法求出了3.1416的值。
祖沖之從圓的內接正六邊形開始,先算內接正12邊形的邊長,再算內接正24邊形、正48邊形的邊長……邊數一倍又一倍的增加,祖沖之一共算到了正12288邊形,由此推算出的圓周率為3.14159251.祖沖之認為,從理論說,把圓周這樣分割下去是無窮無盡的。但真正計算起來,卻是繁難復雜的。最后,祖沖之將圓分割到了24576邊形,得到圓周率為3.14159261。
要知道,那時的人既沒有計算尺,更沒有計算機,全靠用算籌來計算。邊數每翻一番,至少要進行7次運算,其中除了加和減,有兩次乘方,兩次開方。祖沖之算出來的結果有6位小數,估計他在運算過程中,小數至少要保留10位以上。如果沒有熟練的技巧和堅持的毅力,是無法完成的。
在祖沖之以前,還有人提出圓周率跟22/7相似,祖沖之稱它為“疏率”。他又算出了另一個圓周率的近似值355/111,稱為“密率”,因為它更加精密。過了1000年,德國人奧托和荷蘭人安托尼茲先后提出355/113這個近似值。歐洲人不知道祖沖之已經提出過“密率”,他們就把這個近似值叫做“安托尼茲率”。現在,人們把它又稱為“祖率”,這是對祖沖之非凡成就的肯定。
電子計算機的出現使π值計算有了突飛猛進的發展。1949年,美國制造的世上首部電腦-ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)在阿伯丁試驗場啟用了。
次年,里特韋斯納、馮紐曼和梅卓普利斯利用這部電腦,計算出π的2037個小數位。這部電腦只用了70小時就完成了這項工作,扣除插入打孔卡所花的時間,等于平均兩分鐘算出一位數。五年后,IBM NORC(海軍兵器研究計算機)只用了13分鐘,就算出π的3089個小數位。科技不斷進步,電腦的運算速度也越來越快,在60年代至70年代,隨著美、英、法的電腦科學家不斷地進行電腦上的競爭,π的值也越來越精確。在1973年,Jean Guilloud和Martin Bouyer以電腦CDC 7600發現了π的第一百萬個小數位。
在1976年,新的突破出現了。薩拉明(Eugene Salamin)發表了一條新的公式,那是一條二次收斂算則,也就是說每經過一次計算,有效數字就會倍增。高斯以前也發現了一條類似的公式,但十分復雜,在那沒有電腦的時代是不可行的。這算法被稱為布倫特-薩拉明(或薩拉明-布倫特)演算法,亦稱高斯-勒讓德演算法。
1989年美國哥倫比亞大學研究人員用克雷-2型(Cray-2)和IBM-3090/VF型巨型電子計算機計算出π值小數點后4.8億位數,后又繼續算到小數點后10.1億位數。2010年1月7日——法國工程師法布里斯·貝拉將圓周率算到小數點后27000億位。2010年8月30日——日本計算機奇才近藤茂利用家用計算機和云計算相結合,計算出圓周率到小數點后5萬億位。
2011年10月16日,日本長野縣飯田市公司職員近藤茂利用家中電腦將圓周率計算到小數點后10萬億位,刷新了2010年8月由他自己創下的5萬億位吉尼斯世界紀錄。56歲的近藤茂使用的是自己組裝的計算機,從10月起開始計算,花費約一年時間刷新了紀錄。
2015年,羅切斯特大學的科學家們在氫原子能級的量子力學計算中發現了圓周率相同的公式。
拓展:簡介
公元420年東晉滅亡到589年,隋朝統一全國后的一百七十年中間,中國歷史上形成了南北對立的局面,這一時期稱作南北朝。南朝從公元420年東晉大將劉裕奪取帝位,建立宋政權開始,經歷了宋、齊、梁、陳四個朝代。同南朝對峙的是北朝,北朝經歷了北魏、東魏、西魏,北齊、北周等朝代。祖沖之是南朝人,出生在宋,死的時候已是南齊時期了。
當時由于南朝社會比較安定,農業和手工業都有顯著的進步,經濟和文化得到了迅速發展,從而也推動了科學的前進。因此,在這一段時期內,南朝出現了一些很有成就的科學家,祖沖之就是其中最杰出的人物之一。
祖沖之的原籍是范陽郡遒縣(今河北淶水縣)。在西晉末年,祖家由于故鄉遭到戰爭的破壞,遷到江南居住。祖沖之的祖父祖昌,曾在宋朝政府里擔任過大匠卿,負責主持建筑工程,是掌握了一些科學技術知識的;同時,祖家歷代對于天文歷法都很有研究。因此祖沖之從小就有接觸科學技術的機會。
祖沖之對于自然科學和文學、哲學都有廣泛的興趣,特別是對天文、數學和機械制造,更有強烈的愛好和深入的鉆研。
早在青年時期,他就有了博學多才的名聲,并且被政府派到當時的一個學術研究機關——華林學省,去做研究工作。后來他又擔任過地方官職。公元461年,他任南徐州(今江蘇鎮江)刺史府里的從事。464年,宋朝政府調他到婁縣(今江蘇昆山縣東北)作縣令。
祖沖之在這一段期間,雖然生活很不安定,但是仍然繼續堅持學術研究,并且取得了很大的成就。他研究學術的態度非常嚴謹。他十分重視古人研究的成果,但又決不迷信,完全聽從于古人。用他自己的話來說,就是:決不“虛推(盲目崇拜)古人”,而要“搜煉古今(從大量的古今著作中吸取精華)”。
一方面,他對于古代科學家劉歆〔xin欣〕、張衡、闞[kan看]澤、劉徽、劉洪等人的著述都作了深入的研究,充分吸取其中一切有用的東西。另一方面,他又敢于大膽懷疑前人在科學研究方面的結論,并通過實際觀察和研究,加以修正補充,從而取得許多極有價值的科學成果。在天文歷法方面,他所編制的《大明歷》,是當時最精密的歷法。在數學方面,他推算出準確到七位小數的圓周率,取得了當時世界上最優秀的成績。
宋朝末年,祖沖之回到建康(今南京),擔任謁者仆射的官職。從這時起,一直到齊朝初年,他花了較大的精力來研究機械制造,重造指南車,發明千里船、水碓磨等等,作出了出色的貢獻。
當祖沖之晚年的時候,齊朝統治集團發生了內亂,政治腐敗黑暗,人民生活非常痛苦。北朝的魏乘機發大兵向南進攻。
從公元494年到500年間,江南一帶又陷入戰火。對于這種內憂外患重重逼迫的政治局面,祖沖之非常關心。大約在公元494年到498年之間,他擔任長水校尉的官職。當時他寫了一篇《安邊論》,建議政府開墾荒地,發展農業,增強國力,安定民生,鞏固國防。齊明帝看到了這篇文章,打算派祖沖之巡行四方,興辦一些有利于國計民生的事業。但是由于連年戰爭,他的建議始終沒有能夠實現。過不多久,這位卓越的大科學家活到七十二歲,就在公元500年的時候去世了。