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正史新说:中国算学其发展已有两三千年的历史,遥遥领跑世界诸国

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正史新说:中国算学其发展已有两三千年的历史,遥遥领跑世界诸国
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文化虽然有其超越时代的共同性,但作为一个历史范畴,总是一定社会条件下的产物,不同社会具有不同性质的文化。中国是世界著名的文明古国,是人类文化的发祥地,数学的起源可以追溯到遥远的古代。

日本数学史学家三上义夫说:“中国算学其发展已有二、三年之历史,世界诸国未尝有也。在希腊则是公元前6世纪至公元后4世纪,不过一千年之期,阿拉伯则仅限于8至13世纪,欧洲现在诸国亦自10世纪始有算学之历史。中国之算学史,其有长期之发展,不能不谓之为世界稀有之例也”。根据古籍记载、考古发现及传说推测,至少在公元前3000年左右,在中华民族古老的土地上就有了数学的萌芽,这一时期的数学成就主要有:

正史新说:中国算学其发展已有两三千年的历史,遥遥领跑世界诸国

一、 结绳记事

结绳记事是远古时代人类摆脱时空限制记录事实、进行传播的手段之一,它发生在语言产生以后、文字出现之前的漫长年代里。在一些部落里,为了把本部落的风俗传统和传说以及重大事件记录下来,流传下去,便用不同粗细的绳子,在上面结成不同距离的结,结又有大有小,每种结法、距离大小以及绳子粗细表示不同的意思,由专人(一般是酋长和巫师)循一定规则记录,并代代相传。

其结绳方法,据古书记载为:“事大,大结其绳;事小,小结其绳,之多少,随物众寡”(《易九家言》),即根据事件的性质、规模或所涉数量的不同结系出不同的绳结。民族学资料表明,近现代有些少数民族仍在采用结绳的方式来记录客观活动。

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二、 规矩的使用

“规”就是画圆的圆规;“矩”就是折成直角的曲尺。尺上有刻度。古人说“不以规矩,不能成方圆”就是这个意思。“规”和“矩”发明于中国,是古人用来测量、画圆形和方形的两种工具。

在公元前十五世纪的甲骨文中,已有规、矩二字了。汉朝著名史学家司马迁著的《史记》中有这样的记载:夏禹治水的时候,是“左准绳,右规矩”,这意思是说,夏禹是左手拿着水准绳,右手拿规和矩进行测量,规划出治水方案的。

规矩的使用,对于我国古代几何学的发展,有着很重要的意义。周代数学家商高曾对“用矩之道”作过理论总结:“平矩以正绳,偃矩以望高,覆矩以测深,卧矩以知远。”这一段话,精炼地概括了矩的广泛而灵活的用途。“平矩以正绳”,是指把矩的一边放置水平,另一边靠在一条竖立的线上,可以判定绳子是否垂直。“偃矩以望高”是指把矩的一边仰着另一边放平,可以测量高度。“覆矩以测深”是把上述测高的矩颠倒过来,就能测量深度“卧矩以知远”是指上述深高的矩平躺在地面上,就可以测出远处两地间的距离。

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三、十进位制记数法

商代(公元前16至公元前12世纪)甲骨文已发展成熟,据河南安阳发掘的阴墟甲骨文及商代金文考古证明,我国当时已采用了“十进位制记数法”,并有十、百、千、万等专用的大数名称,这是对世界数学最伟大的贡献。正如里约瑟博士指出的那样,“如果没有这种十进位制,就几乎不可能出现我们现在这个统一化的世界了”,这一点又正是同时代的埃及、巴比伦数学所不及的。

四、 分数的应用及筹算

我国古代对分数的认识比较早,分数的概念及其应用,在《管子》、《墨子》、《商君书》、《》考工记》等春秋战国时代的书籍中,都有明确的记载。到春秋战国时代,算数四则运算已经成熟。

据汉时燕人韩婴所撰《韩人外传》介绍,标志着乘法运算成熟的“九九歌”在春秋时代已相当普及。算筹是中国古代的计算工具,“筹”是指小竹棍或小木棍,古人用它来进行计算,成为筹算。从春秋战国时一直到元代末年,算筹在我国沿用了两千多年,计数时与十进位制相配合,采用从左向右纵横相间的摆法,“一纵十横百立千疆”。

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五、 几何思想

除了出土的陶吕等给我们展示的各个时期精美的几何图形外,更使人们感兴趣的是《墨经》中所载的那些几何概念。

《墨经》是战国时期后期墨家的著作,主要是讨论认识论﹑逻辑和自然科学的问题,包含了丰富的关于力学、光学、几何学、工程技术知识和现代物理学、数学的基本要素。比如有关于力、力系的平衡和杠杆、斜面等简单机械的论述;还有关于小孔成像和平面镜、凹面镜、凸面镜成象的观察研究,是我国数学史初期的光辉思想。

正史新说:中国算学其发展已有两三千年的历史,遥遥领跑世界诸国

自汉代开始,我国的经济文化都有了进一步的发展,经济的繁荣给科技的进步提供了物质基础,特别是文字和度量衡的统一,铁器的使用与水利和交通工程的需要,为人们探索自然界的奥秘增强了动力,同时期的数学有了长足的发展,其最大的成就是《九章算数》。

《九章算术》是中国古代第一部数学专著,是《算经十书》中最重要的一种,成于公元一世纪左右。其作者已不可考。一般认为它是经历代各家的增补修订,而逐渐成为现今定本的,西汉的张苍、耿寿昌曾经做过增补和整理,其时大体已成定本。最后成书最迟在东汉前期,现今流传的大多是在三国时期魏元帝景元四年(263年),刘徽为《九章》所作的注本。

《九章算术》内容十分丰富,全书总结了战国、秦、汉时期的数学成就。同时,《九章算术》在数学上还有其独到的成就,不仅最早提到分数问题,也首先记录了盈不足等问题,《方程》章还在世界数学史上首次阐述了负数及其加减运算法则。《九章算数》的出现,标志了中国传统数学体系的形成。

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