¿Qué contribuciones hicieron Zu Chongzhi y pi a las matemáticas?
Zu Chongzhi (429-500). Wen Yuan fue un gran matemático y astrónomo de la antigua China, también conocido como el "Padre de Pi". El hogar ancestral de Zu Chong era el condado de Kuai, condado de Fanyang (ahora Laishui, provincia de Hebei). Para escapar de la guerra, su abuelo Zuchang se mudó de Hebei a Jiangnan. Zuchang fue una vez el "gran artesano" de Liu Song y estuvo a cargo de la ingeniería civil. El padre de Zu Chongzhi también era un funcionario de la corte, conocedor y respetado. En 429 d.C., Shu Yingchong, el antepasado de Heather, nació en Jiankang (ahora Nanjing, Jiangsu). Debido a que su familia ha estudiado astronomía y calendarios durante generaciones, ha estado expuesto a las matemáticas y el conocimiento de la astronomía desde que era un niño, y ha leído muchas obras sobre astronomía y matemáticas. Zu Chongzhi se ganó la reputación de erudito en su juventud. Después de que el emperador Xiaowu de la dinastía Song se enteró, lo envió a la "Academia Hualin" para investigar. En 461 d.C., trabajó en la oficina del gobernador provincial de Xuzhou del Sur (ahora Zhenjiang, Jiangsu) y sucesivamente se desempeñó como historiador de Xuzhou del Sur y funcionario del gobierno para unirse al ejército. En 464 d.C., fue trasladado al condado de Lou (ahora al noreste de Kunshan, provincia de Jiangsu) como magistrado del condado. El cálculo de pi en "Da Li Ming" compilado por él se completó durante su mandato como magistrado del condado de Lou. Al final de la dinastía Song, Zu Chongzhi regresó a Jiankang y sirvió como sirviente. Después de eso, dedicó mucha energía a estudiar la fabricación mecánica hasta la caída de la dinastía Song. Del 494 al 498, sirvió como capitán de la escuela Changshui en la dinastía Qi del Sur y recibió un salario de cuarto grado. En vista de la guerra constante en ese momento, escribió un artículo "Sobre la seguridad", sugiriendo que el tribunal recuperara tierras baldías, desarrollara la agricultura, estabilizara los medios de vida de la gente y consolidara la defensa nacional. En el año 500 d.C., Zu Chongzhi falleció a la edad de 72 años.
Las aportaciones de Zu Chongzhi se reflejan principalmente en tres campos: matemáticas, astronomía, calendario y fabricación mecánica. En matemáticas, además del pi que todos conocemos, también existe el cálculo del volumen de una esfera. Estudió la "técnica de apertura de círculos" que estaba muy mal en "Nueve capítulos de aritmética", y también estudió los intentos de Zhang Heng y Liu Hui sobre este tema. Inspirándose en los cálculos de Liu Hui, él y su hijo Zuza (también un famoso matemático de la antigua China) elaboraron la fórmula correcta para el volumen de una esfera, que es el famoso "teorema de Zuzha". Este teorema es anterior a los axiomas del matemático italiano Cavalieri en 1.000 años. Para conmemorar la gran contribución de mi abuelo y mi hijo al descubrir este principio, este principio también se llama "principio ancestral" en matemáticas.
Además, también escribió "Seal Script". Escribió cinco volúmenes y su hijo seis. La composición es la continuación y el desarrollo de la investigación teórica matemática desde el siglo III. En la composición se mencionan muchas fórmulas matemáticas y geométricas de uso común, como "diferencia de potencias", "abierto", "diferencia de potencias" y "diferencia abierta". Entre ellos, "diferencia de poder" se refiere a la diferencia de área, y "apertura" se refiere a encontrar la longitud del lado del área, que se deriva de la raíz cuadrada; "abrir la diferencia de poder" significa usar la diferencia entre el área de; el rectángulo y el largo y ancho para encontrar el largo del lado; "abriendo la diferencia" ya está. Si conoces la diferencia entre el volumen del cilindro rectangular y su largo, ancho y alto, encuentra el largo del lado. Esto promovió en gran medida el desarrollo de la geometría en las generaciones posteriores de matemáticas. Sin embargo, con la evolución de la historia, esta obra maestra ahora se ha perdido, lo cual es una gran pérdida en la historia de las matemáticas.
Zu Chongzhi es un científico versátil. Según registros históricos, una vez inventó una maquinilla y creó una máquina automatizada que no requería mano de obra. Se puede observar que tuvo muchos inventos y creaciones en la fabricación mecánica.
Zu Chongzhi también fue un científico que tuvo el coraje de reformarse. En el sexto año de la dinastía Ming (462), Liu Song completó el "Calendario Da Ming" y abogó por reformarlo. Zu Chongzhi introdujo la precesión descubierta en los cálculos del calendario y distinguió los años tropicales de los años siderales. Sin embargo, Dai Faxing, uno de los favoritos del emperador Xiaowu de la dinastía Song en ese momento, se opuso firmemente. Atacar sus puntos de vista es insultante y va en contra de la tradición. Se dice que Zu Chongzhi quería cambiar las tradiciones de sus antepasados. Cuando Zu Chongzhi propuso el establecimiento de una semana bisiesto con 144 meses bisiestos en 391, Dai Faxing se opuso firmemente a su cambio. En ese momento, algunos burócratas temían que él fuera el favorito del emperador, por lo que todos se hicieron eco de sus opiniones. En ese momento, solo había una persona que apoyaba a Zu Chongzhi. Pero incluso en tales circunstancias, Zu Chongzhi todavía no renunció a su perseverancia en la verdad, la defendió valientemente y señaló que la base de la reforma provenía de la práctica. También escribió "Bian Dai Fa Xing Xin Li" para refutar la verdad. conservadores.
En el año 464 d.C., cuando Zu Chongzhi tenía 35 años, comenzó a calcular pi.
El cálculo de pi es la contribución más importante de Zu Chongzhi a la ciencia y la tecnología. Basado en el trabajo de Liu Hui, continuó utilizando el "método secante" (un método científico para calcular pi propuesto por el antiguo matemático chino Liu Hui) para los cálculos. Este es un proceso de cálculo muy complejo que requiere un tiempo y una mano de obra inimaginables. Pero a través de su arduo estudio y repetidos cálculos, finalmente obtuvo los 7 dígitos después del punto decimal de pi (entre 3,1415926 y 3,1415927). Este número era el más avanzado del mundo en ese momento. Aproximadamente 1.000 años después, el matemático árabe Al Qasi escribió "La clave de la aritmética" en 1427 d.C., y la matemática francesa Violet calculó valores más precisos entre 1540 y 1603 d.C.
Zu Chongzhi también calculó dos pi expresados como fracciones, haciendo que el método de escritura sea simple y fácil de recordar. Esta es una relación de densidad de 355/113, que es aproximadamente 22/7. La propuesta de la relación de densidad es también un logro destacado en la historia de las matemáticas. Sin embargo, no fue recuperada en el extranjero hasta el siglo XVI por Watteau y otros en Alemania, más de 1.000 años después de Zuchi. Por lo tanto, algunos historiadores extranjeros de las matemáticas también llaman pi y densidad la tasa de Zu, para conmemorar la gran contribución de Zu Chongzhi a las matemáticas.
Zu Chongzhi y pi, como el pez y el agua, cambian con el tiempo y el cálculo de pi continúa. Sin embargo, con la fundación de Zu Chongzhi, creo que el cálculo de pi será más profundo y preciso.