第41章 割圓大術(一)

三個人推着丈量步車來到講臺下。

並不是說丈量步車沉重難推,而是出於對這件物品的尊重與愛護,所以才找三個人推着。恰恰相反,這丈量步車不但不沉重,推起來反而十分輕鬆。

“這就是丈量步車?”

“什麼是丈量步車?”有人問道。

“這你都不知道,據說萬曆年間,內閣首輔張居正實施一條鞭法,丈量清理全國的土地。當時農民丈量的時候都是拉繩牽線,然後在用尺子量繩,極費人力又不準確,那個時候參與一條鞭法實施的程大位便發明了這個車子,叫做丈量步車。”

朱常淵也好奇的用眼睛盯着那個丈量步車看了老半天,甚至親自跑過去摸摸試了試,確實如他之前的猜測,這玩意就是個大號的捲尺。

在心裡也不禁暗自佩服程大位,不過對於程大位這個倨傲的孫子卻沒有什麼好感。

程樹政聽着周邊人的議論,心中頗爲受用,看着朱常淵道:“朱大人若是不懂使用之法,在下也可以代勞測量,只不過是,嘿嘿。”看着黑板上朱常淵畫的那個圓,他沒有繼續說下去。不過表情已然出賣了他的想法:你這個圓,也配用我的丈量步車?

卻沒想到朱常淵搖了搖頭,平淡的說了一句:“在下今天是來傳授割圓大術,並非是來量地的,你這玩意留着自己用吧。”

頭也不回的走到講臺正中間,三下五除二在圓內畫了個內接正六邊形。不過怎麼說呢。這內接正六邊形畫的。那就一個醜啊,連最基本的直線都不直。自是又引來了下面一片轟然議論之聲。

懂現代知識的人都知道,朱常淵這裡畫的不過是個示意圖。古代人不懂,所以瞎起鬨。

“各位大人、同僚,一個完美的圓,由圓心出發和正六邊形的各個角連一條線段,便會發現,這個內接正六邊形其實是有六個等邊三角形組成的。由此便可輕易得出,正六邊形的邊長,等於圓的半徑(上網查了一下,古代真的就叫做半徑、直徑這個稱呼。)”

朱常淵所說的,是最基本的知識,別的不說,幾何原本上就有記載,所以對於這一點,沒有人有異議。

“好,這是共識。也是割圓的基礎。既然大家都沒有任何異議,我便開始十一重割圓大術。請注意了。”

朱常淵這麼一說,下面原本還有些不平靜的人羣,突然變得鴉雀無聲。

先選取正六邊形上面的其中一邊,取出中點,由圓心過這個中點引出一條直線和圓周相交,在由交點引出兩條直線和最近的兩個正六邊形的角相連。

到現在爲止,朱常淵和李季的做法沒有任何區別,便是進行了第一次割圓,割出了正十二邊形的一條邊。

“割圓術的基本原理,便是將這個圓內接正六邊形逐步擴大,變成十二邊形、二十四邊形、四十八邊形,等等,邊數越多,正變形的形狀也越接近於圓,所以其周長也越接近於圓的周長,二者之間的差值也越小。祖沖之就是用這種方式,將大圓割到了第一萬兩千二百八十八邊形,求出了圓周徑比爲三又一四一五九二六。”

朱常淵現在所說,也基本上是當下這些人的共識,所以,下面也並沒有人反對。

“但是,從接下來開始,我的割圓之術便和你們認爲的不太一樣。割圓大術第一重第一小步,先算這個十二邊形的邊長。”

石筆一戳,定在了黑板上的那個十二邊形的邊長上。

“這?”程樹政道:“算,算什麼,直接量不就得了?”

“是啊,我們都是直接量的,算哪裡能算的出來,你以爲這是一加一等於二呢?”

“。。”

。。。

下面議論紛紛,朱常淵一笑,大聲道:“好,既然說要量,那我給你們來個對比。”朝徐爾默的方向問道:“那天我們在貴府中割了個直徑三十尺的大圓,你告訴大家,第一次割出來的邊長是多少?”

第一次割出來的邊長,即是正十二邊形的邊長。

朱常淵一問,現場頓時又靜了下來。

徐爾默正好帶了那天的數據,查看了一下,道:“七尺七寸六。”

“好,我現在就讓你們看看這其中的差距。”朱常淵在大圓上做出兩條輔助線,道:“現在,有哪位術數大師能告訴我,用純計算的方式怎麼算出這條邊的長度?”

問題拋了出來,怎麼根據大圓內接正六邊形的邊長,算出十二邊形的邊長。

衆人都搖了搖頭。

有人甚至道:“怎麼可能,這隻能量出來,怎麼可能算出來,真是天方夜譚。。”

就連精於數術的程步籌程樹政父子、宋應星、黃明玉等人,也都是皺着眉頭一籌莫展。

看來,這就是古代人思維僵化的原因了,根本從來就沒人想過以邊求邊這個問題。這也不能怪古人,誰讓朱常淵這傢伙本身就是個天大的外掛呢?

高大幹瘦的宋應星從人羣中站了起來,拱拱手對朱常淵道:“朱大人,在下宋應星,乃是江西奉新人士,在下請教大人。”

宋應星?

朱常淵看到這個其貌不揚的老者,從內心深處由衷的發出敬意,道:“宋大人客氣了,宋大人請問。”

宋應星點了點頭,指着黑板上的大圓道:“朱大人此法,老夫以前也想過,這十二邊形的邊長應該在六邊形的一半多一點,可是任憑老夫想破腦袋,始終不得其法!”

“在下敢問朱大人,可是找到了計算十二邊形的方法?”

朱常淵道:“正是!”

宋應星又問:“如果老夫所料不差。可這十二邊形一週之長與圓周同樣相差甚遠。朱大人便是計算出來。又有何用?”

“問的好。”朱常淵道:“這正是割圓術的精髓所在。”

朱常淵並沒有正面回答宋應星的問題,擺了擺手示意他坐下,道:“宋大人請坐下說,大人當初既然想到,可曾試過勾股之法?”

所謂勾股之法,便是現在所說的勾股定理,即是兩直角邊的平方和等於斜邊的平方。

“自然是用過。”宋應星剛剛坐下,又重新站了起來。道:“這道題用勾股之法雲雲繞繞需要翻轉數次,其中開方之數甚是複雜,而且就如大人所言,從十二邊形算到一萬多邊形,老夫是在是心有餘而力不足。”

朱常淵點了點頭,心中自然是明白的。

要算出精確到小數點後七位數的圓周率,必須使用小數點後八位數的開方運算方能保證。這在現代用計算器只需要不到十秒鐘,但是古代則是要一點點的往上試、往數上湊,即便是能算出來,等解出了所有的數之後。恐怕也得數月之功。

這還不算算錯的情況。

“這麼說來,在下的運用的這個割圓方法。大人可能想通?”朱常淵沒想到這個宋應星在割圓大術上走了這麼遠,如果不是古代計算條件有限的話,估計這貨真能還原了。

“自然是能夠想通,老夫當年苦思冥想,認爲大人這個方法是最好的一條路了,只是可惜,那些數據,老夫並沒法算出來。”

“好,請坐。”有人懂得自己的方法,哪怕只有一個人懂,也就行了。

朱常淵看了看坐在第一排左首的程樹政,同樣問道:“程大人同爲當代數術大師,不知道可能明白小子這個割圓的基本道理?”

程樹政臉色通紅,說不懂就是打自己家門的臉、打自己先祖的臉,可是若說懂吧,就有些打自己的臉了。因爲剛剛就在不久前,他還罵朱常淵雞同鴨講。

“在下略知一二。”經過深思熟慮後,程樹政覺得打自己的臉要比打整個家族的臉要好些。

朱常淵本可以藉機譏諷,不過由於時間的關係,卻沒有得寸進尺,而是收拾一下心情,重新對着那歪歪扭扭的大圓,朝衆人講解道:“既然那天在徐府中割圓是用三十尺作爲直徑,今天我們就算這三十尺大圓的周徑比,請大家看好。”

“是先講原理,你們看好了。”朱常淵直指大圓上道:“這是半徑,也就是十五尺,這條線是六邊形邊長的一半,便是七尺五寸。”

邊說邊將數據標在了各個線段之上。

“那麼接下里很簡單,根據勾股之法可以算出,這條線段的長度。”說到這裡,朱常淵頓了頓,看向第一排的算盤師父,道:“麻煩諸位師傅,幫我算一下二百二十五減去七尺五寸的平方後是多少?”

朱常淵問的這個問題很簡單,只是加法和乘法而已。

“啪啪啪。”程樹政算盤一撥,十秒鐘邊算出來,道:“是一百六十八尺七寸五。”

“再開方。”朱常淵道。

開方,呵呵。

珠算開方可是老程家的拿手絕學,怎麼可能難倒面前的這個自以爲是的數術大家,算盤噼裡啪啦一陣響,大約過了三分鐘之後,程樹政道:“十二尺九寸九。”

可以說這個數字已經很精確了,珠算開方算到了小數點後兩位數,已經很了不起了,就連同坐的其他算盤師傅都對程樹政豎起了大拇指。

然而,朱常淵卻搖了搖頭,道:“你這個數不對。”

“不對?不可能。”程樹政幾乎站起來,驗算了一遍,道:“十二尺九寸九乘以十二尺九寸九,得出的數字是一百六十八尺七寸四,差值僅僅只有一釐,你竟然敢說我算的不對?”。

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