科普知识:祖冲之与国际圆周率日

祖冲之留下的数学之谜
在圆周率近似值的计算方面,古希腊起先是走在中国前面的。公元前5世纪,当希腊数学家算得圆周率为3.1416时,中国还停留在“周三径一”的古率阶段,并一直沿用到汉代。西汉刘歆算得3.141547或3.14166,有效数字为3.1。刘徽算出圆周率为3.14,但是祖冲之不满足于刘徽这个成果,他进一步算出了圆周率大于3.1415926小于3.1415927的结果,并得到两个近似表达圆周率的分数,一个是22/7,一个是355/113。
祖冲之曾写过一本数学著作《缀术》,记录了他对圆周率的研究和成果。但当时“学官莫能究其深奥,是故废而不理”,以致后来失传。
很多人都知道用密率355/113表示π的近似值,是一项了不起的贡献。密率355/113传到了日本后,1913年日本数学史家三上一夫建议将祖冲之圆周率的密率数值命名为“祖率”,得到一致赞同。祖冲之对圆周率的求索,超过了世界水平整整1000年!直到16世纪德国人V·奥托和荷兰人A·安托尼斯才发现了圆周率的密率355/113。但是“祖率”的妙处,和给今人留下的困惑,不少人却说不出来。
祖率(密率)是圆周率十分精确的近似值,且又很好记,只要将113355一分为二,便是它的分母和分子了。张景中院士在《数学家的眼光》一书中指出:它与π精确值的误差不超过0.000000267。在数学家看来,好的近似分数,既要精确,分母最好又不太大。现今数学上己不难证明,在所有分母不超过16500的分数中,密率355/113是当之无愧的冠军。
因为《缀术》失传了,祖冲之究竟是用什么方法将π算到小数点后第七位,又是怎样找到既精确又方便的密率的呢?这至今仍是困惑数学家的一个谜。
在中国科协2008年3月13日出版的《科技导报》杂志的26卷5期上,“18个中国公众关注的科技问题”一文中,己将“祖冲之究竟是怎样计算出圆周率π值的?” 列为公众关注的未解科学难题之一。