刘徽注释《九章算术》

刘徽注释《九章算术》：有很多数学问题的研究成果我国古代要比西方国家早几百年，并一直处于领先地位。我国古代数学家刘徽注释的《九章算术》便是当时的代表性著作。刘徽出生于公元3 世纪（约225～295 年），是魏晋时期一位杰出的数学家，是我国古代数学理论的奠基人。他主要是生活在三国时代的魏国，据查证可能是山东淄川一带人。

他曾从事过度量衡考校工作，研究过天文历法，还进行过野外测量，但他主要还是进行数学研究工作。他反复地学习和研究了《九章算术》。263 年，也就是距今1700 年前的时候，他就全面系统地为《九章算术》注释了10 卷。在刘徽的注解中，包含了他的许多天才性创见和补充，这是他一生中取得的最大的功绩。

《九章算术》是我国算经十书中最重要的一部，也是我国流传最早的数学著作之一。他不是一个人独立完成的作品，也不是在同一个时代里完成的。它系统地归纳了战国、秦、汉封建制从创立到巩固这一段时期内的数学成就。现在流传的《九章算术》是刘徽的注释本。

《九章算术》是以应用问题的形式表达出来的。一共收入了246 个问题，按数学性质不同共分为九章：

第一章“方田章”38 个问题。主要介绍田亩面积的计算。
第二章“粟米章”46 个问题。主要讲解各种比例的算法。
第三章“衰分章”20 个问题。是讨论按比例分配的问题。
第四章“少广章”24 个问题。是讲开平方、开立方的计算方法。
第五章“商功章”28 个问题。是介绍各种形状的体积计算方法。

第六章“均输章”28 个问题。是讲如何按人口数量，路途远近等条件合理安排各地的赋税及分派工役等问题的计算方法。
第七章“盈不足章”20 个问题。是讲解算术中盈亏问题的解法及比例问题。
第八章“方程章”18 个问题。是讲联立方程组的解法。
第九章“勾股章”24 个问题。是讲应用勾股定理求解应用问题。

刘徽为《九章算术》作注释，不是简单的对一部古老数学专著的注解，而是把他自己的许多研究成果充实到了里边。他经过多年刻苦钻研，对“九章算术”中一些不完整的公式和定理作出了逻辑证明，对一些不是很明确的概念提出了确切而又严格的定义。他使中国古代的一部数学遗产变得更充实完整了。

刘徽对圆周率π进行了研究。他否定古人在《九章算术》中把圆周率π取作3 的做法。他认为：用3 表示π的值是极不精确的。“周三径一”仅是圆内接六边形的周长与圆径之比。他经过多年苦心钻研，创造出了科学的方法——割圆术。是以一尺（33 厘米）为半径作圆，然后作这个圆的内接正六边形，逐倍增加边数，计算出正十二边形，正二十四边形，正四十八边形，正九十六边形，一直算到正一百九十二边形的面积，求出圆周率π等于3.141024，相当于3.14。后来人们为纪念刘徽的成就称此率为“徽率”。刘徽这种让内接正多边形边数逐倍增加，边数越多，就越和圆周贴近的思想，在当时条件下是非常不简单的。显然他当时已有了“极限”的思想。这种思想方法是后来的数学家发现数学规律后，而经常采用的方法。

刘徽的一生刚直不阿，在任何条件下都敢于发表自己的见解，敢于修正前人的错误。他在研究数学的过程中，不仅重视理论研究，而且也很注意理论联系实际。他的治学精神是大胆、谨慎、认真。他对自己还没有解答的问题，把自己感到困难的地方老老实实地写出来，留待后人去解决。如：我国古代称球为立圆。在《九章算术》中将球的体积公式定为V= 9/16*D*D*D。

刘徽分析了这个公式的不精确性，但他一时又解决不了。他说：“敢不厥疑以候能言者。”意思是：“我解决不了，留给以后的能人吧。”二百多年以后，祖暅继承了其父祖冲之的事业，在刘徽研究的基础上，彻底精确地解决了球体积公式。