《圆周率》特种邮票精确原地江苏镇江

3月14日是国际圆周率日,这个节日的来源便取自圆周率率值前面几位数字:3.14。中国邮政定于2025年3月14日发行《数学之美》特种邮票1套4枚,邮票图案名称为:圆周率、勾股定理、欧拉公式、莫比乌斯带。全套邮票面值4.70元。邮票计划发行数量为套票625万套,版式二80万版。
圆周率是表示圆的周长与直径的比值,用希腊字母π表示。这是九年义务教育中的基础数学知识。
自有文字记载开始,圆周率便是一个经久不衰的话题。有研究人员使用高性能计算机在2021年8月计算了小数点后62.8万亿位的π值,整个计算耗时108天零9个小时。那么,在没有计算机帮助的情况下,古人又是如何计算的呢?
祖冲之,这位生活在南北朝时期的伟大科学家,以其卓越的才华、坚韧的探索精神和非凡的成就,书写了生动与精彩的一生。祖冲之出生于公元 429 年,在南朝宋的丹阳郡建康县(今江苏南京)的一个官宦世家,家族世代掌管历法,家学渊源深厚,自幼便对科学有着浓厚的兴趣和天赋。在国子监读书时,他展现出了过人的聪颖,后又进入华林学省。这里丰富的藏书和浓厚的学术氛围,为他打开了知识的宝库,让他得以广泛涉猎天文、数学、机械制造等多个领域的知识,也结识了许多志同道合的学者,为他日后的科研之路奠定了坚实基础。
史学家考证祖冲之是为了编制大明历,因此至少在 462 年之前祖冲之就已算出了圆周率,而这一时期与史书记载的他在镇江就职的时间线吻合。最早记载祖冲之关于圆周率的研究成果的是《隋书・律历志》。“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。” 这段文字详细记录了祖冲之计算出的圆周率的数值范围以及密率和约率。现代文为:在南朝刘宋末年,南徐州(江苏镇江)的从事史祖冲之,又开创了新的精密算法。他把圆的直径设定为一亿(单位),相当于一丈(这里进行了单位换算便于计算和表述 ),计算得出圆周的 “盈数”(即过剩的近似值)是三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽,“朒数”(即不足的近似值)是三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽,而精确的圆周率数值就在这 “盈数” 和 “朒数” 这两个数值范围之间。他还得出了密率,即圆的直径为一百一十三时,圆周为三百五十五;约率则是圆的直径为七时,圆周为二十二。
在数学领域,祖冲之取得了前无古人的成就。他借鉴魏晋时期著名数学家刘徽创立的推算圆周率的方法割圆术,创立了以几何学求圆周率的方法,祖冲之从圆的内接正六边形一直计算到内接正 24576 边形。经过无数次的运算,终于得出圆周率 π 的值在 3.1415926 与 3.1415927 之间,精确到小数点后 7 位,这一成果领先世界近千年。他还给出了圆周率的两个分数值,“约率”22/7和 “密率”355/113,为数学的发展做出了极其重要的贡献。当时的南徐州刺史府具体位置已难以精确考证,2000 年,在祖冲之逝世 1500 周年之际,镇江市政府在焦山桂花园、盆景园入口处建立了祖冲之广场,并在祖冲之文化墙上镌刻着祖冲之雕像和圆周率公式。


天文历法方面,祖冲之同样成就斐然。他长期坚持天文观测,积累了大量的第一手资料。宋孝武帝大明六年(公元 462 年),他编制成了《大明历》。这部历法采用了 391 年加 144 个闰月的新闰周,首次引入了岁差的概念,使得历法更加精确地反映了天体运行的规律。然而,他的《大明历》却遭到了当时权贵戴法兴的反对和阻挠。但祖冲之毫不畏惧,据理力争,以严谨的科学态度和坚定的信念捍卫了自己的学术成果。
在机械制造领域,祖冲之也展现出了非凡的创造力。他在担任官职期间,根据齐高帝的指令,成功仿造了指南车。这种车无论车子如何行驶,车上的铜人手臂始终指向南方,其巧妙的机械构造令人惊叹。他还试制了木牛流马、水碓磨等先进的机械装置,这些发明在当时的生产生活中发挥了重要作用,极大地提高了生产效率。
祖冲之的一生并非一帆风顺。在仕途上,他曾因朝廷内讧等原因被贬到娄县(今江苏昆山)当县令。但即使身处困境,他也没有放弃对科学的追求,依然在繁忙的政务之余,坚持进行学术研究,与儿子祖暅之一起提出了 “祖氏原理”,为数学的发展添上了浓墨重彩的一笔。
晚年的祖冲之,虽然因南齐统治的动荡而告老退出政坛,但他并没有停止对知识的探索。他将精力投入到哲学、文学、音乐等领域的研究中,写下了诸多著作,展现了他在多个领域的才华和智慧。
公元 500 年,祖冲之逝世于南京,结束了他辉煌而精彩的一生。他的科学成就不仅在当时领先世界,而且对后世产生了深远的影响,成为了中华民族的骄傲,激励着无数后人在科学的道路上不断探索和前进。



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