阿耶波多

✍ dations ◷ 2025-04-04 11:44:06 #印度数学家,印度天文学家

阿耶波多(梵语:आर्यभट、IAST: Āryabhaṭa,或译阿里亚哈塔,阿耶波多一世,公元476年-550年)是5世纪末印度的著名数学家及天文学家。他的作品包括《阿里亚哈塔历书》,分四部分。书中提供了精确度达5个有效数字的圆周率近似值。此外,他还根据天文观测,提出日心说,并发现日月食的成因。另外,印度在1975年发射的第一颗人造卫星以他的名字命名。

根据阿里亚哈塔历书,阿耶波多于印度纪元中的争斗时3,600年(公元499年)写成该书,当时他23岁。这表示他出生于公元476年。阿耶波多并未说明其出生地点。唯一的相关信息来自婆什迦罗第一(英语:Bhāskara I),他描述阿耶波多为“āśmakīya”,亦即“属于阿萨玛卡(英语:Ashmaka)国的人”。在佛陀在世期间,有一支阿萨玛卡人住在讷尔默达河和哥达瓦里河之间,阿耶波多被认为是出生于该地。但也有部分学者认为阿耶波多出生在喀拉拉邦的科东格阿尔卢尔,并提出一些天文上的证据来支持其论点。

阿耶波多曾前往库什马布拉进修,并在那里生活了一段期间。根据印度教与佛教传统,以及包含婆什迦罗第一的一些学者,皆认为库什马布拉就是巴连弗邑,也就是现在的巴特那 。有段诗句提及阿耶波多曾领导一所位于库什马布拉的学院(kulapa),而由于当时那烂陀大学位于巴连弗邑,而且设有天文观测站,因此有学者推测阿耶波多也曾领导那烂陀大学。阿耶波多也曾在位于比哈尔邦塔热嘎那(英语:Taregana)的一间太阳神庙建立一座天文观测站。

阿耶波多曾进行圆周率之估计,并有可能得出圆周率值是无理数的结论。在《阿里亚哈塔历书》的第二部分,阿耶波多写道:

4加上100,再乘以8,再加上62,000,按此规则可逼近直径为20,000的圆之周长值。

这表示圆周率的值,也就是圆周与直径的比,是 ( 4 + 100 ) × 8 + 62000 20000 = 62832 20000 = 3.1416 {\displaystyle {\frac {(4+100)\times 8+62000}{20000}}={\frac {62832}{20000}}=3.1416} ,其精确度达5个有效数字。有学者推断,阿耶波多使用“逼近”(āsanna)一词,可能不仅为了表示这是估计值,而是有意表示他是个无理数。相较之下,在中国,刘徽于公元263年求得一样的圆周率: 3927 1250 = 3.1416 {\displaystyle {\tfrac {3927}{1250}}=3.1416} ;在欧洲,圆周率是无理数的证明由约翰·海因里希·朗伯在1761年发表。在《阿里亚哈塔历书》于公元820年被翻译成阿拉伯文之后,这个估计值被花拉子米所著之代数书籍中被提及。

在《阿里亚哈塔历书》中的〈算数〉(Ganitapada)篇第6回,阿耶波多描述三角形的面积计算方式:

阿耶波多也在该书中讨论正弦函数的概念,称之为“ardha-jya”,字面上为半弦之意。尔后,人们逐渐将其简称为“jya”。尔后其著作从梵文被译为阿拉伯文,该函数名则被译成“jiba”。然而,在阿拉伯文书写体系中母音被省略,于是该词变成了“jb”。到了12世纪,克雷莫纳的杰拉德(英语:Gerard of Cremona)将该书从阿拉伯文翻译成拉丁文时,因为“jiba”在阿拉伯文中没有对应的意义而误以为该字为“jaib”,意为“口袋”或“襞”。于是便译为拉丁文的对应词“sinus”,意为“海湾”,最后便演变为如今正弦函数的英文名“sine”。余弦函数(kojya,英语:cosine)亦是如此。

在《阿里亚哈塔历书》中,阿耶波多推导出以下平方与立方级数求和之结果:

以及

阿耶波多认为,月球与行星并不会自行发光,而是反射太阳光。此外,他也解释了日月食的成因,说明日食是月球落在地球上的阴影、月食是地球落在月球上的阴影造成的。他也讨论了地球阴影的大小和范围,并计算出日月食的规模。后事的印度天文学家更基于阿耶波多的基础上,将预测做得更加精确。他们的计算是如此的精确,以至于18世纪科学家纪尧姆·勒让蒂尔(英语:Guillaume Le Gentil)造访印度本地治里时发现印度人对1765年8月30日月食的持续时间只比实际短了41秒,而他手上的预测表则长了68秒。

若使用现今公制单位,阿耶波多当时求得之恒星日长度为23小时56分4.1秒,而现代测得之精确值为23小时56分4.091秒。另外,阿耶波多求得之恒星年长度为365天6小时12分30秒(365.25858天):13,只与现代测量值(365.25636天)相差3分20秒。

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