劉徽計算過程中,找了一個神秘的東西做實驗,那東西叫“銅斛”,是王莽時候官方的一個量器。外面是圓柱形,里面是立方體。
銅斛截面
關(guān)鍵是,銅斛上刻了文字,“冥百六十二寸”,就是說底面積162平方寸。那么,這個銅斛到底有多大呢?里面的正方形,據(jù)銘文說,正方形邊長10寸。
銅斛一角
而且,外面的圓比正方形大一點點,叫“庣旁九厘五毫”,如上圖,AF的長度是 0.095寸。
官方記載,這是很重要的。所以,劉徽用這個來驗證圓周率。
根據(jù)上面正方形邊長的數(shù)據(jù),和庣旁,計算圓的半徑是 1.4142135×10/2? + 0.095 = 7.1660676
用劉徽的圓周率算面積:
3.14 * 7.1660676 * 7.1660676 =? 161.24693
比162平方寸少一點點。
其實,用實物驗證的辦法有時候是可行的。在教孩子的時候,我就曾經(jīng)讓他用剪刀把一片圓裁成16個大小一樣的扇形,然后仔細(xì)粘帖在紙上,尖端交錯朝向,整體上呈大致矩形狀。一測量,長方形長13.2cm,寬4.2cm,還沒有開始計算面積,就得到 半周/半徑 = 22/7 。那時,我像阿基米德洗澡一樣歡呼,太精確了吧!
但是,實物測量,能達(dá)到的精度不會太高。受限于尺子和人眼的能力。計算則不會,計算可以達(dá)到任何想要的精度。
現(xiàn)代人則會用圓周率來驗證量器做的是否精準(zhǔn),甚至可以驗證計算機(jī)硬件是否有缺陷。