第175章 大气压与圆周率 (第2/2页)
“老师,老师,我证明了圆周率在3.141到3.142之间。”
他的叫喊声惊醒了在郭风不远处假寐晒太阳的小黑,小黑不满的鸣叫一声,扇动几下翅膀,掀起了一股巨大的旋风,迎面直向林祖恒。林祖恒被突起的大风刮得措手不及,“啪”得一声摔在了地上。
看着狼狈爬起的林祖恒,小黑得意的鸣叫几声,翅膀张开作出扇动的动作。郭风笑骂一声:
“小黑,你又调皮了!”
小黑低鸣一声,眼神挑衅地看了看林祖恒,然后一摇一摆地走开了。郭风看着拍打衣裳上尘土的林祖恒道:
“祖恒,没摔伤吧?”
林祖恒躬身作揖行师礼道:
“没事!没事!”
“你是如何证明圆周率的?说来听听!”郭风轻轻颔首道。
一听到“圆周率”,林祖恒两眼发光,脸蛋通红,他嘿嘿一笑到道:
“老师,学生用的是笨办法,先在地上画了一个半径为一米的圆,而后用一根绳子沿圆的周长摆放一圈,测量出绳子的长度,最后用绳子的长度除以二便得出了圆周率。”
郭风惊讶的看着他,这家伙有想法,想当初老师教了他们圆周率之后,没有学生去质疑或想办法证明圆周率的大小,一切是认为理所当然。
赞许的点点头,郭风鼓励道:
“很好!敢于怀疑前人,勇于动手证明,是做学问必备的精神。”
“老师给你讲一个故事,圆周率又叫祖率。很久以前一位伟大的数学家将圆周率精确计算到了3.,于是,他将圆周率定在3.到3.这‘上下二限’之间。”
“这是一个巨大的进步,很古时候,人称‘径一周三’,即圆周率为三,之后有人精确到3.1547,随后一个叫张衡的大数学家精确到了3.1466,再后来另一个数学家刘徽,他认为最精确的应是3.144。科学是一代又一代人站在前人的肩膀之上发展起来的。”
“老师,祖冲之前辈用什么方法计算出如此精确的圆周率的?”林祖恒眼冒星星,好奇的问道。
“祖冲之采用的是几何法,他利用古人提出的‘割圆术’理论,他在地上画了一个直径为一丈的大圆,将圆割成六等分,然后再依次内接正12边形、正24边形、正48边形……每一次,他都按勾股定理摆出乘方、开方等式,一一求出多边形的边长和周长。”
“他夜以继日地分割着圆,计算着。这天,他割到第四次,圆周已被分为九十六份,求学问真乃如同攀险峰,愈登愈难。当年的数学家刘徽就是此止步于此,其将得到的3.14定为最精准的数据。”
“祖冲之看着地上那个大圆,那内接的九十六边形,与圆都快接近于重合了。能算到这一步已着实不易,但祖冲之没有放弃,继续行。”
“如此,就这样不知又过了多少天,只知花开花落,月缺月圆,祖冲之将地上那个大圆直割到两万四千五百七十六份,这时的圆周率已经精确到了3.。”
“此刻,祖冲之知道这样不断割下去,内接多边形的周长还会增加,更接近于圆周,但这已到了小数点后第8位,再增加也不会超过0.00000001丈,所以圆周率必然是3.是再3.之间,于是,祖冲之就把圆周率定在这“上下二限”之间。”
林祖恒听着,崇拜的两眼冒光,恨不得立刻见到这个伟大的数学家,顶礼膜拜一番。祖冲之的“割圆法”令他茅塞顿开,犹如醍醐灌顶。
他呆坐在院内,良久大叫一声:
“老师,学生验算去了。”
林祖恒激动之下也没朝郭风行礼,急匆匆夺门而出。郭风见他如此,也不在意,微笑着摇摇头,割圆术的计算相当繁复,在祖冲之一千多年后有了分析法,用无穷乘积式等方式将圆周率的值突破一百位小数大关,而在计算机时代,圆周率已经到小数点后几十万亿位了。
以后待林祖恒有一定的数学基础后再教他,郭风想道,他继续研究攻伐之法。
且说林祖恒边走边寻思:祖冲之画了个一丈的圆,我便画一直径十米的圆,且将其半径设为单位一。
他不愧为数学的天才,直径越大的圆越便于分割,精度也越精确。半径不管是多少,假设其为单位一,如此便于计算。缘由圆周率与圆的大小无关,其是一个常量而已。
林祖恒回到家,招来几个侍从协助。一个偌大的庭院内,一众人在忙碌着。庭院的中央位置垂直打入了一个铁柱,深达数米。铁柱上套着一个铁环,铁环连着一根五米长的铁臂,铁臂的一头固定着一个硕大的铁钉。
数人推着铁钉缓缓沿铁柱运动,庭院的地砖上留下了一个深深的痕迹,一个巨大圆完成了。而后又以圆上任意一点为圆心,以同等的圆的半径为半径画弧,与圆相交两点,该两点与之前一点皆为圆之六分点。
连接其中相邻两个点形成一条线段,接着作该线段的垂直平分线,垂直平分线与圆相交两个点,将离线段较近的那个交点与线段的一个端点连接,得出一条十二分线段……
而后,二十四分,四十八分……
如此循环分割下去……