祖冲之《缀术》

南朝祖冲之、祖暅之父子所著,以"缀术"求圆周率与球体积,唐代列为最高级算学教材,惜原书失传。

时代
古代
文明 / 地域
中国古代

背景

《缀术》是南朝祖冲之(429—500)与其子祖暅之合著的数学杰作,约成于 5 世纪。书名”缀术”含”连缀、递推”之意,被认为是当时最难的数学书,唐代明算科规定”缀术”学习年限最长(四年),且考试最严。

详细描述

据《隋书·律历志》与后世记载,《缀术》至少包含两项巅峰成就:

  • 圆周率:祖冲之给出 π\pi 介于 3.14159263.14159263.14159273.1415927 之间,并以约率 227\frac{22}{7}、密率 355113\frac{355}{113} 表示,密率领先世界约千年;
  • 球体积:祖暅之提出”幂势既同,则积不容异”(今称祖暅原理,等价于卡瓦列里原理),由此正确导出球体积公式 V=43πr3V=\frac{4}{3}\pi r^3

求解过程 / 影响

《缀术》原书在北宋亡佚,今仅能从史籍窥其梗概,是中国数学史上最大的遗憾之一。但其圆周率精度与祖暅原理,分别比欧洲同类结果早约千年与约六百年,凸显南北朝中国数学的世界领先地位。密率 355113\frac{355}{113} 之精确,至今令人惊叹。