Zu Chongzhi ( chino :祖沖之; 429-500 [1] ), nombre de cortesía Wenyuan ( chino :文遠), fue un astrónomo, inventor, matemático, político y escritor chino durante las dinastías Liu Song y Qi del Sur . Fue famoso por calcular pi entre 3,1415926 y 3,1415927, un récord de precisión que no sería superado durante casi 900 años.
Los antepasados de Chongzhi eran de la actual Baoding , Hebei. [2] Para huir de los estragos de la guerra, el abuelo de Zu, Zu Chang, se trasladó al Yangtze , como parte del movimiento masivo de población durante el Jin Oriental . Zu Chang (祖昌) ocupó en un momento el cargo de Ministro Principal de los Edificios del Palacio (大匠卿) dentro de Liu Song [3] y estaba a cargo de los proyectos de construcción del gobierno. El padre de Zu, Zu Shuozhi (祖朔之), también sirvió en la corte y fue muy respetado por su erudición.
Zu nació en Jiankang . Su familia había estado históricamente involucrada en la investigación astronómica, y desde la infancia Zu estuvo expuesto tanto a la astronomía como a las matemáticas. Cuando era solo un joven, su talento le valió mucha reputación. [4] Cuando el emperador Xiaowu de Song oyó hablar de él, fue enviado a la academia Hualin Xuesheng (華林學省), y más tarde a la Universidad Imperial de Nanjing (Zongmingguan) para realizar investigaciones. En 461 en Nanxu (hoy Zhenjiang, Jiangsu ), trabajó en la oficina del gobernador local.
Zu Chongzhi, junto con su hijo Zu Gengzhi , escribió un texto matemático titulado Zhui Shu (綴述; " Métodos de interpolación "). Se dice que el tratado contenía fórmulas para el volumen de una esfera, ecuaciones cúbicas y un valor preciso de pi . [5] Este libro se ha perdido desde la dinastía Song .
Sus logros matemáticos incluyeron
Zu era un astrónomo consumado que calculaba los valores del tiempo con una precisión sin precedentes. Sus métodos de interpolación y el uso de la integración estaban muy adelantados a su tiempo. Incluso los resultados del astrónomo Yi Xing (que estaba empezando a utilizar el conocimiento extranjero) no eran comparables. El calendario de la dinastía Sung estaba al revés que el de los "bárbaros del norte" porque estaban implementando su vida diaria con el Da Ming Li . [ aclaración necesaria ] Se dice que sus métodos de cálculo eran tan avanzados que los eruditos de la dinastía Sung y los astrónomos de influencia indo de la dinastía Tang lo encontraron confuso.
La mayoría de las grandes obras matemáticas de Zu están registradas en su texto perdido, el Zhui Shu . La mayoría de las escuelas discuten sobre su complejidad, ya que tradicionalmente los chinos habían desarrollado las matemáticas como algebraicas y ecuacionales. Lógicamente, los académicos suponen que el Zhui Shu produce métodos de ecuaciones cúbicas. Sus trabajos sobre el valor preciso de pi describen los largos cálculos involucrados. Zu utilizó el algoritmo π de Liu Hui descrito anteriormente por Liu Hui para inscribir un 12.288-gono. El valor de pi de Zu es preciso hasta seis decimales y durante casi novecientos años después, ningún matemático posterior calculó un valor tan preciso. [9] Zu también trabajó en la deducción de la fórmula para el volumen de una esfera.
En el año 488, Zu Chongzhi fue responsable de la construcción de molinos de martillos accionados por agua que fueron inspeccionados por el emperador Wu del sur de Qi a principios de la década de 490. [10] [11] [12]
A Zu también se le atribuye la invención de los barcos de ruedas chinos o Qianli chuan a finales del siglo V d. C. durante la dinastía Qi del Sur. [13] [14] [15] [12] Los barcos hicieron que la navegación fuera una forma más confiable de transporte y, basándose en la tecnología de construcción naval de su época, se construyeron numerosos barcos con ruedas de paletas durante la era Tang, ya que los barcos podían navegar a velocidades más rápidas que los buques existentes en ese momento, además de poder cubrir cientos de kilómetros de distancia sin la ayuda del viento. [13]
El dispositivo del carro que apunta hacia el sur fue inventado por primera vez por el ingeniero mecánico chino Ma Jun (c. 200-265 d. C.). Era un vehículo con ruedas que incorporaba un uso temprano de engranajes diferenciales para operar una figura fija que apuntaba constantemente hacia el sur, lo que permitía medir con precisión sus rumbos direccionales. Este efecto no se logró mediante magnetismo (como en una brújula ), sino a través de una mecánica intrincada, el mismo diseño que permite aplicar cantidades iguales de torque a las ruedas que giran a diferentes velocidades en el automóvil moderno . Después del período de los Tres Reinos , el dispositivo cayó en desuso temporalmente. Sin embargo, fue Zu Chongzhi quien lo reinventó con éxito en 478, como se describe en los textos del Libro de Song y el Libro de Qi , con un pasaje de este último a continuación:
Cuando el emperador Wu de Liu Song sometió a Guanzhong, obtuvo el carruaje que apuntaba hacia el sur de Yao Xing, pero era solo la carcasa sin ninguna maquinaria en su interior. Siempre que se movía tenía que haber un hombre dentro para que girara (la figura). En el período del reinado Sheng-Ming, Gao Di encargó a Zi Zu Chongzhi que lo reconstruyera según las antiguas reglas. En consecuencia, fabricó una nueva maquinaria de bronce, que girara sin problemas e indicara la dirección con uniformidad. Desde la época de Ma Jun no se había visto nada parecido. [16] [17]
La obra paradoxográfica de Zu Accounts of Strange Things [述異記] sobrevive. [18] [19]