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乙、丙、丁;X、Y译成天、地;阿拉伯数码译成一、二、三、四等。
中国迟迟不采用阿拉伯数码,主要原因可能是中国自古以来使用筹算式
数码记数法,也是十进位制,汉字数码和阿拉伯数码相比,后者并未先进多
少。而欧洲中世纪用的是罗马字母非位值制记数法,冗长笨拙,和阿拉伯数
字相比则落后许多,故容易接收。
(2)阿耶波多第一
阿耶波多第一(约公元476—550年)是我们知道的印度最早的数学家,
生于恒河南岸的巴连弗邑,在今印度东北部比哈尔邦的巴特那市。公元494
年写成《阿耶波多文集》,是对自己一生成就的总结,该书已失传。近年来
又发现《阿耶波多历数书》,包括《天文表集》、《算术》、《时间的度量》、
《球》等部分,共有诗121行,其中两篇论数学,分别论述了记数法、整数
的运算法则、自然数平方、立方和公式、分数的约分和通分法则、三率法、
算术数列、三角垛等算术问题、假设法、逆形法和特殊的线性方程组解法及
一次不定方程(组)的解法。
阿耶波多指出圆周率之值为:“100加4再乘8,再加62000,就得到
104×8
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在秦以前,中国数学虽已有了丰富的内容,但比较孤立,没有建立起内
部联系。到秦汉时期,随着生产力的提高,数学也获得了很大的发展,最早
计算工具——算筹的普遍运用,最早的数学著作——《周髀算经》(汇集西
周以来的科研成果)的出现,以及第一部数学方面的专著《九章算术》的形
成,都代表了当时数学的最高成就,尤其是《九章算术》的出现,标志着中
国数学体系的初步形成,从此,中国数学便进入了九章时代。
①算筹的普遍运用
算筹是中国古代的主要计算工具之一,它具有简单、形象、具体等长处,
它是经过长期演变而形成的。至迟在春秋末年,我国劳动人民就在生产实践
中创造出算筹,最初一般是用小竹棍做的,称为筹、算子或策(另外,投壶、
六博游戏等所用的竹棍也叫筹)。到了西汉时期已普遍使用,并形成了一定
的规格。据《汉书·律历志》记载,算筹用竹作成,长约20厘米 (六寸),
直径约3毫米(1分),271枚为一组,称为一握。用算筹进行运算,有纵横
两种筹式:
纵式:■
横式:■
分别表示1、2、3、4、5、6、7、8、9九个自然数。算筹的摆法是纵横
相间,个位为纵,十位为横,若是零,便空一位。因此便可进行加、
减、乘、除、开方等运算。这是中国人民独特的创造。
② 《周髀算经》的出现
《周髀》是一部主张盖天论的天文学著作,但在书中有相当繁琐的数字
计算和勾股定理的引用,成为我国最早的数学著作,因此地位相当重要。书
中的数学内容主要有:
a。记录了分数的乘除法、公分母的求法以及分数的应用。这些计算方法
后来被广泛运用。
b。讨论了日影的测量,并列出一年中各个节气的日影长度表。
c。出现了等差级数。
d。引用了勾股定理,并用到了开方的方法。其公式是:
C = a2
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二章):讲各种比例问题,特别是关于各种粮谷间的比例交换问题。衰分(第
三章):主要讲解一些按比例分配的问题。少广(第四章):讲由已知面积
和体积求边的问题,其中涉及平方,立方的方法。
商功(第五章):主要讲立体体积的计算问题。
均输 (第六章):主要讲按均输法合理安排各地区运输赋粟和分派徭役
等问题。
盈不足 (第七章):主要讲盈亏问题的解法和比例问题。
方程 (第八章):讲关于多元一次方程组的解法,还讲解了正负数的概
念及正负数加减法的法则。
勾股(第九章):主要讲勾股定理及其应用,并提出了一般二次方程的
解法问题。
《九章算术》成书后,一直是中国古代的数学教材,在民间也广泛流传,
成为中国数学著作中影响最大的一部。另外,它对世界数学也产生了很大的
影响,它曾经流传到朝鲜和日本,推动了朝鲜和日本的古代数学的发展。苏
联、日本、德国、英国等国都有它的原文译本,受到各国学者、专家的重视,
在世界数学史上成为与《几何原本》相提并论的重要著作。
它的伟大,在于它总结了中国古代从西周一直到东汉的数学成果,并初
步地形成了中国的数学体系,这可以从它的内容中反映出来:
在算术上,它的成就是比较完整地讲解了分数计算方法,包括四则运算、
通分、约分、化代分数为假分数等;各种比例问题的解决;“盈不足”问题
的出现及解决;以及解释一些数学难题等。该书中所用的步骤和方法大体与
现代的一致,这是世界上第一次系统的叙述分数运算,比西方要早得多。书
中在解比例问题时出现了单比例公式:
所有数×所求率
所求数=
所有率
另外还有复比例和连比例等方面的内容,已包括了现代算术中的全部比
例的内容,形成了一个完整的系统。到6世纪时古印度才出现类似的“三率
法”,而欧洲更晚。书中还出现了盈不足问题以及统一的计算公式:
a b
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把《九章算术》与《几何原本》相比较,我们发现:《几何原本》是以
形式逻辑的方法贯穿全书,以几何内容为主,略有一点算术内容,没有应用
问题。而《九章算术》则以问题的性质来进行分类编排,包含了算术、代数、
几何等中国古代数学的全部内容,并以应用为主。这两本书代表了东西方数
学的不同风格,在数学发展史中占有着同等的地位。
(2)中国数学的黄金时代
《九章算术》的问世,标志着中国古代数学体系已初步形成。在这个基
础上,魏晋南北朝时期(公元3—6世纪),数学又得到长足发展,取得了许
多辉煌的成就,对《九章算术》的检验、赵爽的《周髀算经注》、刘微的《九
章算术注》及其他成就都极为重要,而祖冲之父子的贡献更将这一时期的数
学推向高峰,使之成为中国数学发展史上的黄金时代。
①赵爽与 《勾股圆方图注》
赵爽(约公元3—4世纪)是我国历史上著名的数学家,他在数学方面的
成就,主要体现在《周髀算经注》一书中,其中尤以《勾股圆方图》最有价
值。《勾股圆方图》是作为《周髀算经》的注文而存于书中的,全文只有530
余字,但却包含着很重要的内容。赵爽在《图》中利用图形的移补凑和而面
积不变法 (称为演段术)(图见右),第一次从理论上证明了勾股定理,
并解出勾、股、弦及其和差互求问题36种中的24种。另外,图中还有二次
方程的问题,赵爽得出了与“韦达定理”类似的结果,
2 2 2c
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公元263年,他注《九章》时,对所有的命题都给出了证明或说明。正是利
用割补术,他创造了一条关于计算体积的定理,为我国球体体积的研究奠定
了基础。
第七、创造了“割圆术”,指出过去的圆周率近似值的粗疏。在《方田》
中,运用“割圆术”系统,严密地利用内接正多边形的面积无限逼近圆面积
的办法来求圆周率,他为此计算到内接正3072边形,由此求得圆周率近似值
3927
为π= = 3。1416这一数值已相当精确,比欧洲早1,000余年。在此
1250
过程中,他创立并使用了极限,他说:“割之弥细,所失弥小,割之又割,
以至不可�