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王锡阐撰《五星行度解》一卷。钱熙祚在《五星行度解跋》中说:西法“以地为心者本天也,以日为心者岁轮上星行绕日之迹也”。“然绕日圆象,历家惟于金水用之;而土木水火仍用岁轮。”这是指《崇祯历书》所介绍的第谷的天体结构体系来说的,王锡阐怀疑这种计算和实测不符,遂说:“绕日圆象为本天”,“谓五星本天,皆在日天之内,但五星本天周而绕日环行,太阳居本天心而绕地环行”。他的见解对《崇祯历书》所介绍的,有所突破,但仍不出第谷的体系。因此他说:“验之于天,未知合否?”清代中国学者对天体学说的困惑,走了弯路,这与早期的耶稣会士不肯介绍哥白尼的学说是分不开的。
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中国学者真正了解哥白尼学说的伟大意义和欧洲近代天文学面貌,始于1859年李善兰与英国伟烈亚力合译的《谈天》一书。《谈天》原名《天文学纲要》,是英约翰·赫歇耳著的一本关于天文学的通俗名著,18卷。他对太阳系的结构和运动叙述较详,还介绍了有关恒星的系统。李善兰在这书的前面,写了一篇富有战斗性的序言:“余与伟烈君所译《谈天》一书,皆主地动及椭圆立说,此二者之故不明,则此书不能谈也。”这可见耶稣会士的失误影响之巨和学者所受创痛之深啊!
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(原载《古今谈》,浙江省文史研究馆编,1997年第1、2期,总41、42期,合刊)
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古代天文历法释证 圆周率的寻求与电脑计算
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寻求圆周率的近似值,以简御繁,中国古代在世界上是领先的,它的思路是遵循《周髀算经》中商高所说:“数之法出于圆方。圆出于方,方出于矩。”计算方法是:“折矩以为勾广三,股修四,径隅五。”运用勾股弦定理割圆,逐步进行计算。
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它的计算方案有二。一是从圆的内容六边形起算。《隋书·律历志》上说:
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古之九数,圆周率三,圆径率一,其术疏舛。自刘歆、张衡、王蕃、皮延宗之徒,各设新率,未臻折衷。宋末,南徐州从事史祖冲之更开密法。以圆径一亿为一丈,圆周盈数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽,朒数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽,正数在盈朒二限之间。密率:圆径一百一十三,圆周三百五十五。约率:圆径七,周二十二。
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祖冲之从而获得:
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约率 22/7=3.1428571
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密率 355/113=3.1415929
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圆径率 π=3.1415926~3.1415927
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今以电脑验算,六边形开至第12次、第13次、第14次、第15次为
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π=3.1415926453212160
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二是元赵友钦《革象新书》,对祖冲之所获的密率,进行复核,认为“最为精密”。他从圆的内容四边形起算,算至第12次,为16384边形,得3141寸5分9厘2毫有奇:
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π=3.141592有奇。
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这与祖冲之所得相符合。赵氏论述,详于《革象新书》的卷5《乾象周髀》中,今特摘录其有关计算方法数节如次:
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亦当言其考究之术。画为百眼,棋盘一眼。广一寸,横十寸,名勾。在于东西相距方圆之内,画为圆。圆是去其方之四角也。……
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凡弦幂必兼得勾股两幂之数。今圆方而纵横相同,当以弦幂均为勾股两幂,各得五十寸,而开方即知勾股皆七寸有余。……
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其初之小方,渐加渐展,渐满渐实。角数愈多,而其为方者不复方而变为圆矣。故自一二次求之,以至十二次,可谓极其精密。……
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以第十二次之曲数一万六千三百八十四乘之,得三千一百四十一寸五分九厘二毫有奇,即是千寸径之周围也。置此周围之数,降呼作三尺一寸四分一厘五毫九丝二忽有奇。以一百一十三乘之,果得三百五十五尺。故言其法精密。要之方为数之始,圆为数之终。圆始于方,方终于圆。周髀之术,无出于此矣。
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今以电脑验算,则为:
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π=3.1415925646870360
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祖冲之的计算是用筹策。开圆周率,算12余次。虽然是“运筹如飞”,实际工作繁赜。运筹之际,变动不居,瞬息即逝,难于停留。自是未遑记其过程,只能书其最后结果。祖冲之计算这一课题,需要多少时间,今人难以估计,也难以说出。看来需要不少年月是无疑的。
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