格物致知
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四 刘徽

今天,圆周率正在世界的每一个角落起着重要的作用。而在中国数学史上,与圆周率密切相关的还有一个伟大的创见和发明——割圆术,它是由魏晋时期杰出的数学家刘徽最早创立的。

刘徽(约225—295),淄乡(今山东邹平)人,中国古典数学理论的奠基人和代表人物。他的杰作《九章算术注》和《海岛算经》,是中国最宝贵的数学遗产。其杰出贡献首推他在《九章算术注》中创立的割圆术,为圆周率研究工作奠定了理论基础,并提出了科学的技术方法。

刘徽思想敏捷,方法灵活,他既提倡推理又主张直观,是中国最早明确主张用逻辑推理的方式来论证数学命题的人。刘徽的一生是为数学刻苦探求的一生,他为了圆周率的计算一直潜心钻研、孜孜以求。一次,刘徽看到石匠在加工石头,觉得很有趣就仔细观察了起来。“哇!原本一块方石,经石匠师傅凿去四角,就变成了八角形的石头。再去八个角,又变成了十六边形。”一斧一斧地凿下去,一块方形石料就被加工成了一根光滑的圆柱。谁会想到,在一般人看来非常普通的事情,却触发了刘徽智慧的火花。他想:“石匠加工石料的方法,可不可以用在圆周率的研究上呢?”于是,刘徽采用这个方法,把圆逐渐分割下去,一试果然有效。于是,他发明了亘古未有的“割圆术”。沿着割圆术的思路,他最终推算出更精确的圆周率值π=3.1416。

有了割圆术,也就有了计算圆周率的理论和方法。π值是否正确,直接关系到天文历法、度量衡、水利工程和土木建筑等方面的应用,所以精确计算π值,在理论上和实践上都有重要意义。刘徽提出的割圆术,奠定了此后千余年来中国圆周率计算在世界上的领先地位。祖冲之将圆周率推算到小数点后第七位,正是得益于此。