阿基米德和刘徽是如何计算圆周率的(八)

刘徽计算过程中,找了一个神秘的东西做实验,那东西叫“铜斛”,是王莽时候官方的一个量器。外面是圆柱形,里面是立方体。


铜斛截面

关键是,铜斛上刻了文字,“冥百六十二寸”,就是说底面积162平方寸。那么,这个铜斛到底有多大呢?里面的正方形,据铭文说,正方形边长10寸。


铜斛一角

而且,外面的圆比正方形大一点点,叫“庣旁九厘五毫”,如上图,AF的长度是 0.095寸。

官方记载,这是很重要的。所以,刘徽用这个来验证圆周率。

根据上面正方形边长的数据,和庣旁,计算圆的半径是 1.4142135×10/2  + 0.095 = 7.1660676

用刘徽的圆周率算面积:

3.14 * 7.1660676 * 7.1660676 =  161.24693

比162平方寸少一点点。

其实,用实物验证的办法有时候是可行的。在教孩子的时候,我就曾经让他用剪刀把一片圆裁成16个大小一样的扇形,然后仔细粘帖在纸上,尖端交错朝向,整体上呈大致矩形状。一测量,长方形长13.2cm,宽4.2cm,还没有开始计算面积,就得到 半周/半径 = 22/7 。那时,我像阿基米德洗澡一样欢呼,太精确了吧!

但是,实物测量,能达到的精度不会太高。受限于尺子和人眼的能力。计算则不会,计算可以达到任何想要的精度。

现代人则会用圆周率来验证量器做的是否精准,甚至可以验证计算机硬件是否有缺陷。


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