Tổ Xung Chi – Nhà toán học lỗi lạc cùng con số Pi

Tổ Xung Chi, tự Văn Viễn, là nhà toán học, nhà thiên văn và nhà chế tạo cơ giới nổi tiếng thời Nam Bắc Triều, nguyên quán huyện Tù, quận Phạm Dương. Ông là nhà toán học đã tính toán ra gần con số Pi với 7 chữ số lẻ.

Vào cuối triều Tây Tấn, gia đình chạy loạn đến sống ở Giang Nam. Ông tổ từng làm quan phụ trách thợ xây dựng các công trình trong triều đình nhà Tống, có kiến thức khoa học kỹ thuật và nghiên cứu về thiên văn lịch pháp.

Tìm trị số Pi luôn là một đề tài nghiên cứu khoa học quan trọng và cực kỳ khó khăn trong toán học. Nhiều nhà toán học trong thời cổ Trung Quốc đã dốc sức tính toán số Pi, sự thành công của Tổ Xung Chi trong thế kỷ thứ 5 có thể nói là một tiến bộ vượt bậc trong tính toán số Pi. Tổ Xung Chi là nhà toán học và thiên văn học vĩ đại trong thời cổ Trung Quốc. Ông sinh ra tại Kiến Khang tức Nam Kinh tỉnh Giang Tô ngày nay vào năm 429 công nguyên, các thế hệ trong gia đình đều có nghiên cứu đối với lịch pháp thiên văn, từ nhỏ ông đã nắm được kiến thức toán học và thiên văn, năm 464 sau công nguyên, lúc đó ông 35 tuổi và bắt đầu nghiên cứu trị số Pi.

Trong thời cổ đại Trung Quốc, mọi người qua thực tiễn nhận thấy chu vi đường tròn dài hơn gấp ba đường kính, cũng tức là chu vi là hơn ba lần của đường kính, nhưng nhiều hơn bao nhiêu thì không thống nhất ý kiến. Trước Tổ Xung Chi, nhà toán học Trung Quốc Lưu Huy đề xuất cách tính số Pi bằng cách cắt gỗ tròn, và ông tính được tới 4 số sau dấu phẩy. Trên cơ sở của tiền nhân, Tổ Xung Chi miệt mài nghiên cứu và tính toán tới 7 số. 

Đáp số của Tổ Xung Chi cũng giống như kết quả của các nhà toán học nước ngoài, đây là điều đã cách đây hơn một nghìn năm. Để ghi nhớ sự đóng góp này, một số nhà toán học nước ngoài kiến nghị gọi số Pi là Tổ. Ngoài thành tựu này ra, Tổ Xung Chi còn cùng với con trai giải quyết được cách tính thể tích hình cầu. Nguyên lý mà ông áp dụng lúc đó ở phương tây gọi là nguyên lý Cavalieri, nhưng đó là hơn một nghìn năm sau do nhà toán học Ý Cavalieri phát hiện. Để kỷ niệm sự đóng góp quan trọng này của cha con Tổ Xung Chi, trong giới toán học còn gọi nguyên lý này là “nguyên lý Tổ”.

Những thành tựu toán học của Tổ Xung Chi chỉ là một mặt trong các thành tựu toán học cổ đại Trung Quốc. Trong thực tế, Trung Quốc trước thế kỷ 14 luôn là một trong những nước phát triển nhất về toán học trên thế giới. Ví dụ định lý Proposition trong lượng giác đã được bàn luận trong sách “chu bài toán kinh” thời cổ Trung Quốc vào khoảng thế kỷ thứ 2 trước công nguyên, một cuốn sách quan trọng khác vào thế kỷ thứ nhất sau công nguyên là “Cửu chương toán thuất” cũng nêu ra khái niệm này sớm nhất trong lịch sử toán học thế giới; vào thế kỷ 13, Trung Quốc giải được phương trình mũ số 10, mãi đến thế kỷ 16 châu Âu mới giải được phương trình mũ số 3.  

Theo Cri