五五字典>历史百科>四库百科>缀术

缀术

五卷。南北朝祖冲之(429-500)撰。祖冲之,字文远,范阳遒(今河北省涞水县北)人,生活于南朝的宋齐之间。461年任南徐州从事史,后回建康任公府参军,464年出任娄县令,晚年提升为长水校尉。祖冲之在天文历算、机械制造方面多有成就,462年编《大明历》呈送朝廷,还曾制造指南车,欹器,千里船,水碓磨等机械。在数学方面他曾研究过《九章算术》和刘徽注,并为《九章》与刘徽《重差》作注,并自著《缀术》一书。《缀术》曾于唐初立于学官,是“十部算经”之一,可惜至北宋元丰年间已经失传。现只能根据史料记载对其作些介绍。《隋书》卷十六称:“又设开差幂、开差立,兼以正圆参之,指要精密,算之最者也。所著之书,名为《缀术》,学官莫能究其深奥,是故废而不理。”可知《缀术》内容深奥难懂,受到冷遇。当代中算史家钱宝琮认为:“祖冲之钻研了《九章算术》刘徽注之后,认为数学还应该有所发展,他写成了数十篇专题论文,附缀于刘徽注的后面,叫它‘缀述’。也就是他的九章注。他在三十三岁以前,对于圆周率和球体积已有深入的研究,这些无疑是‘缀述’的重要部分。”(《中国数学史》)据《隋书·律历志》论备数节记载:“古之九数,圆周率三,圆径率一,其术疏舛。自刘歆、张衡、刘徽、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。从圆径一亿为一丈,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。”祖冲之用“盈朒二限”来限定一个尚未完全知道的数值的范围,这是一种创见。他的圆周率盈朒二限平均值3.14159265,已准确到小数第八位,是当时世界上最好的结果。由于《缀术》失传,人们无法得知祖冲之求圆周率的方法,只能进行推测。祖冲之的圆周率得到广泛应用,《隋书·律历志上》记载了561年后周以此率计算玉升的容积:“(玉斗)内径七寸一分,深二寸八分……今若以数计之,玉升积玉尺一百一十寸八分有,斛积一千一百八寸五分七厘三毫九秒。”由圆柱体积反求其所用之圆周率值为3.141592938,这与“密率”3.1415929相近。关于球体积的计算,即《九章》的开立圆术,误差很大,曾引起张衡注意,刘徽亦深入研究,为后人开辟了道路。祖冲之与其子祖暅在刘徽工作的基础上,抓住了关键性的“牟合方盖”的体积计算,一举解决了球体积的公式。他们把注意力从“牟合方盖”转到从立方体内去掉“牟合方盖”剩余部分——方盖差的求积,而方盖差正是由八个相等的小立体组成。他们用平行于底面的平面在高h处截小立方体及方盖差,发现在h处截得的牟合方盖截面积等于等高处方盖差的截面积,而这一截面积为高度h的平方。祖氏父子抓住这一特点,设计了一个底边长与高等于小立方体边长的倒正方锥,则它的平行于底面的截面积亦有此特点,即小方盖差与倒立正方锥在等高h处的截面面积总成对相等,对此祖暅提出了“幂势既同,则积不容异”著名原理。正方锥体积可求,为同底立方体的三分之一,于是可得小方盖差体积,进而可求得牟合方盖体积:,(r为其内切球半径),再利用刘徽早已求出的球与牟合方盖体积之间的关系:V球:V牟=π:4,可求出:,这是球体积的正确公式。唐李淳风注释《九章》少广章开立圆术时曾引祖氏父子开立圆术“以二乘积,开立方除之即立圆径。……”约四百余字,当为《缀术》之引文。唐王孝通在《上缉古算经表》中称赞:“祖冲之‘缀术’,时人称之精妙。”故得李淳风注释而立于学官,需学四年。《缀术》最后失传使后人无从了解祖冲之所使用的求圆周率的方法,对中算史界可谓一巨大的损失。

猜你喜欢

  • 琏川诗集

    八卷。明施峻撰。施峻字平叔,归安(今浙江吴兴)人,生卒年不详。嘉靖十四年(1535)进士。除南刑部主事,历郎中,后为青州府知府。是集为嘉靖年间刻本,共八卷。前有顾应详序,嘉靖三十五年(1556)徐献忠

  • 垂训朴语

    一卷。明陈其德(生卒年不详)撰。陈其德,字太华,桐乡(今浙江省桐乡县)人。生平事迹不详。据此书卷中“灾荒纪事”条,称其生于万历初年,而书中之记却作于崇祯十四(1641)、十五(1642)两年,由此断定

  • 三朝宸帖

    二卷。明董其昌生平见《红绶轩帖》书。此帖为明柏乡(今属河南省)吕兆熊官任凤阳巡抚时,由于其祖父、父亲及妻室等三代受到朝廷诰封,而请求董其昌作此书。该书计有诗文十六首,共二卷,且有董氏自题成书原因。与董

  • 尊道集

    四卷。清代朱搴撰。朱搴字良一,黄陂(今湖北中部)人。此书成于1697年。全书宗旨在于宣扬程朱一派理学,抨击陆王学说。第一卷为“圣贤前编”,即编载孔子及孟子的事迹和后人的评论;第二卷为“伊洛渊源录”、第

  • 京口三山全志

    十二卷。明许国诚撰。许国诚,正德七年(1512)河东史宗道辑成《京口三山志》十卷。已散逸。后虽有续金山志,而亭寺楼阁,代有兴替,后人诗章,亦未增补。许氏惜其胜景弗彰,文采湮没,遂博采故实,新其图绘,广

  • 四声猿

    明徐渭(1521-1593)撰。渭初字文清,改字文长,号天池山人、青藤道士、亦别号署田水月,山阴(今浙江绍兴市)人。诸生出身,屡应乡试不中,少负异才,十二、三岁赋雪词。十六岁拟扬雄解嘲作《释毁》。后为

  • 禹贡集注

    一卷。清刘崇庆撰。刘崇庆字德征,原籍河南,以顺天籍中咸丰乙卯(1855年)举人,官鲁山教谕。本书卷首有刘崇庆自序,他认为水患都是由于下流壅塞而造成的,一定要先疏通下流,然后浚其上流,使下流有所归,上流

  • 右编

    四十卷。明唐顺之编。唐顺之(1507-1560),字应德,武进(今江苏常州)人。嘉靖八年(1529)会试第一。曾与总督胡宗宪协谋平倭寇,以功升右佥都御史、凤阳巡抚。唐顺之自天文、乐律、地理、兵法至弧矢

  • 八线备旨

    四卷。美国罗密士撰,美国潘慎文(1850-1924),中国谢洪赉(1873-1916)选译。罗密士(1811-1889)是美国科学家,1836年成为数学与自然哲学教授,执教于纽约市大学及耶鲁学院,撰写

  • 中州金石记

    五卷。清毕沅撰。毕沅,详见《关中金石记》条。此书为毕沅任河南巡抚时期所著。书前有洪亮吉序一篇,洪在序中称此书“搜罗靡遗,殆称观止”。但是本书疏漏太多,洪言未免推崇过甚。此书有姚元之校本。