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数学古代文化有哪些

发布时间:2022-11-17 03:54:46

⑴ 数学文化有哪些

1.数学的理性精神
这种理性精神的养成与发展有着特别重要的意义,它是人类文明、特别是西方文明的核心所在.自第一次数学危机之后,以柏拉图为代表的哲学家(古代哲学与数学不分家)就开始意识到人类的直观的不可靠,数学的理性精神就开始发展.因此,在教学中,应该培养学生的独立思考、勇于批判的精神.并以此为重点,一以贯之通过数学教学来培养人类的理性精神,而这应该是数学教育的最高境界.
2.数学思想与方法
数学是人类抽象思维的产物,是一种理性化的思维范式和认识模式,它不仅仅是一些运算的规则和变换的技巧,它的实质内容是能够让人们终身受益的是思想方法.因此,在教学实践中应该始终关注数学的这个本质特征,避免单纯追求数学学习的知识化倾向,注重能力、思维的培养,让学生终身受益.
小学阶段的数学思想主要有:公理化、符号、集合、模型、化归、恒等与不等、数形结合、函数与对应、无限等重要的数学思想.数学方法:比较、分析、综合、抽象、概括、归纳、演绎、类化、转化与变形、对应、假设、猜想、观察、化简、推理和证明等重要的数学方法.
3.数学的美
数学是美,是一种具有新的美学维度的精神空间.正如英国着名哲学家罗素说:“数学,不但拥有真理,而且有至高的美.”数学的美不象自然美、艺术美那么鲜明、亮丽而潇洒,甚至也不象其它社会美那么地直观和具体,它抽象、严谨、深沉、冷峻而含蓄,是一种理智的美.因此,在教学实践中,我们应该努力发掘数学的特有的理智美,引导学生去欣赏、体会数学的美.小学阶段数学的美学价值主要包括:动态美、静态美、对称美、不对称美、直观美、抽象美…….
4.数学的应用价值
数学的文化意义还不仅在于知识本身和它的内涵,还在于它的应用价值.因此,在教学中应该加强数学与实际生活的联系,增强数学的应用性,让学生体验到数学的应用价值.
5.数学的历史文化
数学文化的内涵不仅表现在知识本身,还寓于它的历史,它是一种历史存在.因此,在教学过程中,充分揭示数学知识产生、发展的全过程.我们认为数学既是创造的,也是发明的,大到一门学科,小到一个符号,总是在一定的文化背景下出于某一种思考而产生的.我们的数学教育应当努力还原、再现这一发现或发明的过程,探寻数学知识的源泉,重建被割裂的数学知识与现实背景的联系.

⑵ 数学史与数学文化

1.天文学,计算机领域,经济学,建筑学,军事领域,金融业,航天,统计学等。 2.没有诺贝尔数学奖,但约翰·福布斯·纳什获得诺贝尔经济学奖。菲尔兹奖,沃尔夫奖。 3.无理数。导致了无理数的出现,丰富了数学。 4.不是。微积分中无穷小量的决定。微积分诞生后由于推敲微积分的理论基础问题数学界出现混乱局面。 5.陈景润,王元,潘承洞。推动了数学本身的完善,促进了数学的发展,带动其他学科。 6.祖冲之计算了圆周率,赵爽证明勾股定理,杨辉根据贾宪三角整理成杨辉三角。《周髀算经》,《九章算数》。 7.两汉,魏晋南北朝,宋元。其中宋元达到最顶峰。 8.对数学的不断完善。费马数,歌德巴赫猜想,罗素悖论。 9.有,罗氏几何和黎曼几何。黎曼几何。 10.抽象性,精确性,应用的广泛性。从我们的衣食住行到生产,军事,科研,从卫星到核电站,从天气预报到家用电器,数学广泛的应用在我们的周围。 11.秦九韶 《数学九章》“正负开方术”“大衍求一术”。李冶 《测园海镜》。杨辉 《详解九章算法》《日用算法》《乘除通变本末》《日亩比类乘除算法》《读古摘奇算法》《算法通变本末》“垛积术”。朱世杰 《算学启蒙》《四元玉鉴》。 12.通过学习数学史与数学文化,我知道了人类诞生后便有了数学,数学的发展伴随着人类的进步,通过学习我明白了我们在数学上既要大胆猜想,但又不能脱离理论实践,加深了我学习数学的兴趣,使我更了解数学的。如今数学已经渗透到了各个方面,我们要合理的把数学运用到生产实践中去。 13.(1)人文教育,通过学习数学史与数学文化可以激发我们的学习兴趣。(2)理解数学的知识,深层次看待数学发展。(3)从数学发展的本质对数学教育提供理论指导。

⑶ 数学文化有哪些

数学的文化有: 负数,正数,绝对值的加法,绝对的减法,还有绝对值的加减法,还有绝对值的乘法, 还有绝对值的除法,还有绝对值的乘除法之类的。

⑷ 数学文化知识的内容有哪些

数学文化知识的内容有:

1、有生活的地方就有数学:人类靠着劳动的双手创造了财富,数学也和其他科学一样产生于实践。可以说有生活的地方就有数学。

你看木匠要做一个椭圆的桌面,拿了二根钉钉在木板上,然后用一条打结的绳子和粉笔,就可以在木板上画出一个漂亮的椭圆出来。

2、如果你时常邮寄信件,在贴邮票时你会发现一个这样的现象:任何大于7元的整数款项的邮费,往往可以用票面值3元和5元的邮票凑合起来。这里就有数学。如果你是整天要拿着刀和镬铲在厨房里工作的厨子,看来数学是和你无缘。可是你有没有想到就在你的工作也会出现数学问题。奇怪吗?事实上是不奇怪的。

3、数学家是怎样发现数学定理呢?他们是否有一个秘诀?如果能知道那是多好啊!是的,这里有一个秘诀,下面的一个真实故事就会告诉你秘诀是在哪里?在中国湖南省的一个农村生产队,在1964年以前禾苗年年受到虫害,粮食老是不够,亩产最多是五百多斤。

4、我国古代数学以计算为主,取得了十分辉煌的成就。其中十进位值制记数法、筹算和珠算在数学发展中所起的作用和显示出来的优越性,在世界数学史上也是值得称道的。十进位值制记数法曾经被马克思(1818—1883)称为“最妙的发明之一”。

5、筹算在我国古代用了大约两千年,在生产和科学技术以至人民生活中,发挥了重大的作用。但是它的缺点也是十分明显的:首先,在室外拿着一大把算筹进行计算就很不方便;其次,计算数字的位数越多,所需要的面积越大,受环境和条件的限制;此外,当计算速度加快的时候,很容易由于算筹摆弄不正而造成错误。

⑸ 中国古代数学发展的特色是什么

特色:⑴以算法为中心,属于应用数学。中国数学不脱离社会生活与生产的实际,以解决实际问题为目标,数学研究是围绕建立算法与提高计算技术而展开的。
⑵具有较强的社会性。中国传统数学文化中,数学被儒学家培养人的道德与技能的基本知识---六艺(礼、乐、射、御、书、数)之一,它的作用在于“通神明、顺性命,经世务、类万物”,所以中国传统数学总是被打上中国哲学与古代学术思想的烙印,往往与术数交织在一起。同时,数学教育与研究往往被封建政府所控制,唐宋时代的数学教育与科举制度、历代数学家往往是政府的天文官员,这些事例充分反映了这一性质。
⑶寓理于算,理论高度概括。由于中国传统数学注重解决实际问题,而且因中国人综合、归纳思维的决定,所以中国传统数学不关心数学理论的形式化,但这并不意味中国传统仅停留在经验层次而无理论建树。其实中国数学的算法中蕴涵着建立这些算法的理论基础,中国数学家习惯把数学概念与方法建立在少数几个不证自明、形象直观的数学原理之上,如代数中的“率”的理论,平面几何中的“出入相补”原理,立体几何中的“阳马术”、曲面体理论中的“截面原理”(或称刘祖原理,即卡瓦列利原理)等等。

⑹ 古代数学的历史起源

黄河流域和长江流域是中华民族文化的摇篮,大约在公元前2000年,在黄河中下游产生了第一个奴隶制国家──夏朝。其后有商、殷两代(约1500B.C-1027B.C)、及周朝(1027B.C-221B.C)。历史上又称公元前八世纪至秦王朝的建立(221B.C)为春秋战国时期。
据《易。系辞》记载:“上古结绳而治,后世圣人易之以书契”。在殷墟出土的甲骨文卜辞中有很多记数的文字。从一到十,及百、千、万是专用的记数文字,共有13个独立符号,记数用合文书写,其中有十进位制的记数法,出现最大的数字为三万。
算筹是中国古代的计算工具,而这种计算方法称为筹算。算筹的产生年代已不可考,但可以肯定的是筹算在春秋时代已很普遍。
用算筹记数,有纵、横两种方式:
123456789
纵式
横式
表示一个多位数字时,采用十进位值制,各位值的数目从左到右排列,纵横相间(法则是:一纵十横,百立千僵,千、十相望,万、百相当),并以空位表示零。算筹为加、减、乘、除等运算建立起良好的条件。
筹算直到十五世纪元朝末年才逐渐为珠算所取代,中国古代数学就是在筹算的基础上取得其辉煌成就的。
在几何学方面《史记。夏本记》中说夏禹治水时已使用了规、矩、准、绳等作图和测量工具,并早已发现“勾三股四弦五”这个勾股定理(西方称毕氏定理)的特例。战国时期,齐国人着的《考工记》汇总了当时手工业技术的规范,包含了一些测量的内容,并涉及到一些几何知识,例如角的概念。
战国时期的百家争鸣也促进了数学的发展,一些学派还总结和概括出与数学有关的许多抽象概念。着名的有《墨经》中关于某些几何名词的定义和命题,例如:“圆,一中同长也”、“平,同高也”等等。墨家还给出有穷和无穷的定义。 《庄子》记载了惠施等人的名家学说和桓团、公孙龙等辩者提出的论题,强调抽象的数学思想,例如“至大无外谓之大一,至小无内谓之小一”、“一尺之棰,日取其半,万世不竭”等。这些许多几何概念的定义、极限思想和其他数学命题是相当可贵的数学思想,但这种重视抽象性和逻辑严密性的新思想未能得到很好的继承和发展。
此外,讲述阴阳八卦,预言吉凶的《易经》已有了组合数学的萌芽,并反映出二进制的思想。 这一时期包括从秦汉到隋唐1000多年间的数学发展,所经历的朝代依次为秦、汉、魏、晋、南北朝、隋、唐。
秦汉是中国古代数学体系的形成时期。为使不断丰富的数学知识系统化、理论化,数学方面的专书陆续出现。
西汉末年(公元前一世纪)编纂的天文学着作《周髀算经》在数学方面主要有两项成就:(1)提出勾股定理的特例及普遍形式;(2)测太阳高、远的陈子测日法,为后来重差术的先驱。此外,还有较复杂的开方问题和分数运算等。
《九章算术》是一部经几代人整理、删补和修订而成的古代数学经典着作,约成书于东汉初年(公元一世纪)。全书采用问题集的形式编写,共收集了246个问题及其解法,分属于方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程和勾股九章。主要内容包括分数四则和比例算法、各种面积和体积的计算、关于勾股测量的计算等。在代数方面,《方程》章中所引入的负数概念及正负数加减法法则,在世界数学史上都是最早的记载;书中关于线性方程组的解法和现在中学讲授的方法基本相同。就《九章算术》的特点来说,它注重应用,注重理论联系实际,形成了以筹算为中心的数学体系,对中国古算影响深远。它的一些成就如十进位值制、今有术、盈不足术等还传到印度和阿拉伯,并通过这些国家传到欧洲,促进了世界数学的发展。
魏晋时期中国数学在理论上有了较大的发展。其中赵爽和刘徽的工作被认为是中国古代数学理论体系的开端。赵爽是中国古代对数学定理和公式进行证明的最早的数学家之一,对《周髀算经》做了详尽的注释。刘徽注释《九章算术》,不仅对原书的方法、公式和定理进行一般的解释和推导,且在论述过程中多有创新,更撰写《海岛算经》,应用重差术解决有关测量的问题。刘徽其中一项重要的工作是创立割圆术,为圆周率的研究工作奠定理论基础和提供了科学的算法。
南北朝时期的社会长期处于战争和分裂状态,但数学的发展依然蓬勃。 《孙子算经》 、 《夏侯阳算经》 、 《张丘建算经》就是这个时期的作品。《孙子算经》给出“物不知数”问题,导致求解一次同余组问题;《张丘建算经》的“百鸡问题”引出三个未知数的不定方程组问题。
祖冲之、祖日桓父子的工作在这一时期最具代表性,他们在《九章算术》刘徽注的基础上,将传统数学大大向前推进了一步,成为重视数学思维和数学推理的典范。他们同时在天文学上也有突出的贡献。其着作《缀术》已失传,根据史料记载,他们在数学上主要有三项成就:(1)计算圆周率精确到小数点后第六位,得到3.1415926<π<3.1415927,并求得π的约率为22/7,密率为355/113;(2)得到祖日桓定理(幂势既同,则积不容异)并得到球体积公式;(3)发展了二次方程与三次方程的解法。
隋朝大兴土木,客观上促进了数学的发展。唐初王孝通撰《缉古算经》,主要是讨论土木工程中计算土方、工程的分工与验收以及仓库和地窖的计算问题。
唐朝在数学教育方面有长足的发展。656年国子监设立算学馆,设有算学博士和助教,由太史令李淳风等人编纂注释《算经十书》 (包括《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《孙子算经》、《张丘建算经》、《夏侯阳算经》、《缉古算经》、《五曹算经》、《五经算术》和《缀术》),作为算学馆学生用的课本。对保存古代数学经典起了重要的作用。
此外,隋唐时期由于历法需要,创立出二次内插法,为宋元时期的高次内插法奠定了基础。而唐朝后期的计算技术有了进一步的改进和普及,出现很多种实用算术书,对于乘除算法力求简捷。 唐朝亡后,五代十国仍是军阀混战的继续,直到北宋王朝统一了中国,农业、手工业、商业迅速繁荣,科学技术突飞猛进。从公元十一世纪到十四世纪(宋、元两代),筹算数学达到极盛,是中国古代数学空前繁荣,硕果累累的全盛时期。这一时期出现了一批着名的数学家和数学着作,列举如下:贾宪的《黄帝九章算法细草》(11世纪中叶),刘益的《议古根源》(12世纪中叶),秦九韶的《数书九章》(1247),李冶的《测圆海镜》(1248)和《益古演段》(1259),杨辉的《详解九章算法》(1261)、《日用算法》(1262)和《杨辉算法》(1274-1275),朱世杰的《算学启蒙》(1299)和《四元玉鉴》(1303)等等。
宋元数学在很多领域都达到了中国古代数学,甚至是当时世界数学的巅峰。其中主要的工作有:
高次方程数值解法;
天元术与四元术,即高次方程的立法与解法,是中国数学史上首次引入符号,并用符号运算来解决建立高次方程的问题;
大衍求一术,即一次同余式组的解法,现在称为中国剩余定理;
招差术和垛积术,即高次内插法和高阶等差级数求和。
另外,其他成就包括勾股形解法新的发展、解球面直角三角形的研究、纵横图(幻方)的研究、小数(十进分数)具体的应用、珠算的出现等等。
这一时期民间数学教育也有一定的发展,以及中国和伊斯兰国家之间的数学知识的交流也得到了发展。 这一时期从十四世纪中叶明王朝建立到二十世纪清代结束共500多年。数学除珠算外出现全面衰弱的局面,当中涉及到珠算的局限、十三世纪的考试制度中已删减数学内容、明代大兴八段考试制度等复杂的问题,不少中外数学史家仍探讨当中涉及的原因。十六世纪末,西方初等数学开始传入中国,使中国数学研究出现了一个中西融合贯通的局面。鸦片战争后,近代高等数学开始传入中国,中国数学转入一个以学习西方数学为主的时期。直到十九世纪末,中国的近代数学研究才真正开始。
明代最大的成就是珠算的普及,出现了许多珠算读本,及至程大位的《直指算法统宗》 (1592)问世,珠算理论已成系统,标志着从筹算到珠算转变的完成。但由于珠算流行,筹算几乎绝迹,建立在筹算基础上的古代数学也逐渐失传,数学出现长期停滞。
隋及唐初,印度数学和天文学知识曾传入中国,但影响较细。到了十六世纪末,西方传教士开始到中国活动,和中国学者合译了许多西方数学专着。其中第一部且有重大影响的是意大利传教士利马窦和徐光启合译的《几何原本》前6卷(1607),其严谨的逻辑体系和演译方法深受徐光启推崇。徐光启本人撰写的《测量异同》和《勾股义》便应用了《几何原本》的逻辑推理方法论证中国的勾股测望术。此外,《几何原本》课本中绝大部分的名词都是首创,且沿用至今。在输入的西方数学中仅次于几何的是三角学。在此之前,三角学只有零星的知识,而此后获得迅速发展。介绍西方三角学的着作有邓玉函编译的《大测》(2卷,1631)、《割圆八线表》(6卷)和罗雅谷的《测量全义》(10卷,1631)。在徐光启主持编译的《崇祯历书》(137卷,1629-1633)中,介绍了有关圆椎曲线的数学知识。
入清以后,会通中西数学的杰出代表是梅文鼎,他坚信中国传统数学“必有精理”,对古代名着做了深入的研究,同时又能正确对待西方数学,使之在中国扎根,对清代中期数学研究的高潮是有积极影响的。与他同时代的数学家还有王锡阐和年希尧等人。
徐光启等
清康熙帝爱好科学研究,他“御定”的《数理精蕴》(53卷,1723),是一部比较全面的初等数学书,对当时的数学研究有一定影响。
乾嘉年间形成一个以考据学为主的乾嘉学派,编成《四库全书》,其中数学着作有《算经十书》和宋元时期的着作,为保存濒于湮没的数学典籍做出重要贡献。
在研究传统数学时,许多数学家还有发明创造,例如有“谈天三友”之称的焦循、汪莱及李锐作出不少重要的工作。李善兰在《垛积比类》(约1859)中得到三角自乘垛求和公式,现在称之为“李善兰恒等式”。这些工作较宋元时期的数学进了一步。阮元、李锐等人编写了一部天文学家和数学家传记《畴人传》46卷(1795-1810),开数学史研究之先河。
1840年鸦片战争后,闭关锁国政策被迫中止。同文馆内添设“算学”,上海江南制造局内添设翻译馆,由此开始第二次翻译引进的高潮。主要译者和着作有:李善兰与英国传教士伟烈亚力合译的《几何原本》后9卷(1857),使中国有了完整的《几何原本》中译本;《代数学》13卷(1859);《代微积拾级》18卷(1859)。李善兰与英国传教士艾约瑟合译《圆锥曲线说》3卷,华蘅芳与英国传教士傅兰雅合译《代数术》25卷(1872),《微积溯源》8卷(1874),《决疑数学》10卷(1880)等。在这些译着中,创造了许多数学名词和术语,至今仍在应用。
1898年建立京师大学堂,同文馆并入。1905年废除科举,建立西方式学校教育,使用的课本也与西方其他各国相仿。 这一时期是从20世纪初至今的一段时间,常以1949年新中国成立为标志划分为两个阶段。
中国近现代数学开始于清末民初的留学活动。较早出国学习数学的有1903年留日的冯祖荀,1908年留美的郑之蕃,1910年留美的胡明复和赵元任,1911年留美的姜立夫,1912年留法的何鲁,1913年留日的陈建功和留比利时的熊庆来(1915年转留法),1919年留日的苏步青等人。他们中的多数回国后成为着名数学家和数学教育家,为中国近现代数学发展做出重要贡献。其中胡明复1917年取得美国哈佛大学博士学位,成为第一位获得博士学位的中国数学家。随着留学人员的回国,各地大学的数学教育有了起色。最初只有北京大学1912年成立时建立的数学系,1920年姜立夫在天津南开大学创建数学系,1921年和1926年熊庆来分别在东南大学(今南京大学)和清华大学建立数学系,不久武汉大学、齐鲁大学、浙江大学、中山大学陆续设立了数学系,到1932年各地已有32所大学设立了数学系或数理系。1930年熊庆来在清华大学首创数学研究部,开始招收研究生,陈省身、吴大任成为国内最早的数学研究生。三十年代出国学习数学的还有江泽涵(1927)、陈省身(1934)、华罗庚(1936)、许宝(1936)等人,他们都成为中国现代数学发展的骨干力量。同时外国数学家也有来华讲学的,例如英国的罗素(1920),美国的伯克霍夫(1934)、奥斯古德(1934)、维纳(1935),法国的阿达马(1936)等人。1935年中国数学会成立大会在上海召开,共有33名代表出席。1936年《中国数学会学报》和《数学杂志》相继问世,这些标志着中国现代数学研究的进一步发展。

⑺ 数学文化(中国部分)

中国在春秋战国时期也有百家争鸣的学术风气,但是没有实行古希腊统治者之间的民主政治,而是实行君王统治制度。春秋战国时期,也是知识分子自由表达见解的黄金年代。当时的思想家和数学家,主要目标是帮助君王统治臣民、管理国家。因此,中国的古代数学,多半以“管理数学”的形式出现,目的是为了丈量田亩、兴修水利、分配劳力、计算税收、运输粮食等国家管理的实用目标。理性探讨在这里退居其次。因此,从文化意义上看,中国数学可以说是“管理数学”和“木匠数学”,存在的形式则是官方的文书。中国数学强调实用的管理数学,却在算法上得到了长足的发展。负数的运用、解方程的开根法,以及杨辉(贾宪)三角、祖冲之的圆周率计算、天元术那样的精致计算课题,也只能在中国诞生,而为古希腊文明所轻视。

1. 数学和文学。数学和文学的思考方法往往是相通的。举例来说,中学课程里有“对称”,文学中则有“对仗”。对称是一种变换,变过去了却有些性质保持不变。轴对称,即是依对称轴对折,图形的形状和大小都保持不变。那么对仗是什么?无非是上联变成下联,但是字词句的某些特性不变。王维诗云:“明月松间照,清泉石上流”。这里,明月对清泉,都是自然景物,没有变。形容词“明”对“清”,名词“月”对“泉”,词性不变。其余各词均如此。变化中的不变性质,在文化中、文学中、数学中,都广泛存在着。数学中的“对偶理论”,拓扑学的变与不变,都是这种思想的体现。文学意境也有和数学观念相通的地方。徐利治先生早就指出:“孤帆远影碧空尽”,正是极限概念的意境。
2.欧氏几何和中国古代的时空观。初唐诗人陈子昂有句云:“前不见古人,后不见来者,念天地之悠悠,独怆然而涕下。”这是时间和三维欧几里得空间的文学描述。在陈子昂看来,时间是两头无限的,以他自己为原点,恰可比喻为一条直线。天是平面,地是平面,人类生活在这悠远而空旷的时空里,不禁感慨万千。数学正是把这种人生感受精确化、形式化。诗人的想象可以补充我们的数学理解。
3. 数学与语言。语言是文化的载体和外壳。数学的一种文化表现形式,就是把数学溶入语言之中。“不管三七二十一”涉及乘法口诀,“三下二除五就把它解决了”则是算盘口诀。再如“万无一失”,在中国语言里比喻“有绝对把握”,但是,这句成语可以联系“小概率事件”进行思考。“十万有一失”在航天器的零件中也是不允许的。此外,“指数爆炸”“直线上升”等等已经进入日常语言。它们的含义可与事物的复杂性相联系(计算复杂性问题),正是所需要研究的。“事业坐标”“人生轨迹”也已经是人们耳熟能详的词语。

⑻ 中国古代数学辉煌史

中国古代数学辉煌史

中国古代数学的萌芽

原始公社末期,私有制和货物交换产生以后,数与形的概念有了进一步的发展,仰韶文化时期出土的

陶器,上面已刻有表示1234的符号。到原始公社末期,已开始用文字符号取代结绳记事了。

西安半坡出土的陶器有用1~8个圆点组成的等边三角形和分正方形为100个小正方形的图案,半坡遗址

的房屋基址都是圆形和方形。为了画圆作方,确定平直,人们还创造了规、矩、准、绳等作图与测量工具

。据《史记·夏本纪》记载,夏禹治水时已使用了这些工具。

商代中期,在甲骨文中已产生一套十进制数字和记数法,其中最大的数字为三万;与此同时,殷人用

十个天干和十二个地支组成甲子、乙丑、丙寅、丁卯等60个名称来记60天的日期;在周代,又把以前用阴

、阳符号构成的八卦表示八种事物发展为六十四卦,表示64种事物。

公元前一世纪的《周髀算经》提到西周初期用矩测量高、深、广、远的方法,并举出勾股形的勾三、

股四、弦五以及环矩可以为圆等例子。《礼记·内则》篇提到西周贵族子弟从九岁开始便要学习数目和记

数方法,他们要受礼、乐、射、驭、书、数的训练,作为“六艺”之一的数已经开始成为专门的课程。

春秋战国之际,筹算已得到普遍的应用,筹算记数法已使用十进位值制,这种记数法对世界数学的发

展是有划时代意义的。这个时期的测量数学在生产上有了广泛应用,在数学上亦有相应的提高。

战国时期的百家争鸣也促进了数学的发展,尤其是对于正名和一些命题的争论直接与数学有关。名家

认为经过抽象以后的名词概念与它们原来的实体不同,他们提出“矩不方,规不可以为圆”,把“大一”(

无穷大)定义为“至大无外”,“小一”(无穷小)定义为“至小无内”。还提出了“一尺之棰,日取其半,

万世不竭”等命题。

而墨家则认为名来源于物,名可以从不同方面和不同深度反映物。墨家给出一些数学定义。例如圆、

方、平、直、次(相切)、端(点)等等。

墨家不同意“一尺之棰”的命题,提出一个“非半”的命题来进行反驳:将一线段按一半一半地无限

分割下去,就必将出现一个不能再分割的“非半”,这个“非半”就是点。

名家的命题论述了有限长度可分割成一个无穷序列,墨家的命题则指出了这种无限分割的变化和结果

。名家和墨家的数学定义和数学命题的讨论,对中国古代数学理论的发展是很有意义的。

中国古代数学体系的形成

秦汉是封建社会的上升时期,经济和文化均得到迅速发展。中国古代数学体系正是形成于这个时期,

它的主要标志是算术已成为一个专门的学科,以及以《九章算术》为代表的数学着作的出现。

《九章算术》是战国、秦、汉封建社会创立并巩固时期数学发展的总结,就其数学成就来说,堪称是

世界数学名着。例如分数四则运算、今有术(西方称三率法)、开平方与开立方(包括二次方程数值解法)、

盈不足术(西方称双设法)、各种面积和体积公式、线性方程组解法、正负数运算的加减法则、勾股形解法(

特别是勾股定理和求勾股数的方法)等,水平都是很高的。其中方程组解法和正负数加减法则在世界数学发

展上是遥遥领先的。就其特点来说,它形成了一个以筹算为中心、与古希腊数学完全不同的独立体系。

《九章算术》有几个显着的特点:采用按类分章的数学问题集的形式;算式都是从筹算记数法发展起来

的;以算术、代数为主,很少涉及图形性质;重视应用,缺乏理论阐述等。

这些特点是同当时社会条件与学术思想密切相关的。秦汉时期,一切科学技术都要为当时确立和巩固

封建制度,以及发展社会生产服务,强调数学的应用性。最后成书于东汉初年的《九章算术》,排除了战

国时期在百家争鸣中出现的名家和墨家重视名词定义与逻辑的讨论,偏重于与当时生产、生活密切相结合

的数学问题及其解法,这与当时社会的发展情况是完全一致的。

《九章算术》在隋唐时期曾传到朝鲜、日本,并成为这些国家当时的数学教科书。它的一些成就如十

进位值制、今有术、盈不足术等还传到印度和阿拉伯,并通过印度、阿拉伯传到欧洲,促进了世界数学的

发展。

中国古代数学的发展

魏、晋时期出现的玄学,不为汉儒经学束缚,思想比较活跃;它诘辩求胜,又能运用逻辑思维,分析

义理,这些都有利于数学从理论上加以提高。吴国赵爽注《周髀算经》,汉末魏初徐岳撰《九章算术》注

,魏末晋初刘徽撰《九章算术》注、《九章重差图》都是出现在这个时期。赵爽与刘徽的工作为中国古代

数学体系奠定了理论基础。

赵爽是中国古代对数学定理和公式进行证明与推导的最早的数学家之一。他在《周髀算经》书中补充

的“勾股圆方图及注”和“日高图及注”是十分重要的数学文献。在“勾股圆方图及注”中他提出用弦图

证明勾股定理和解勾股形的五个公式;在“日高图及注”中,他用图形面积证明汉代普遍应用的重差公式

,赵爽的工作是带有开创性的,在中国古代数学发展中占有重要地位。

刘徽约与赵爽同时,他继承和发展了战国时期名家和墨家的思想,主张对一些数学名词特别是重要的

数学概念给以严格的定义,认为对数学知识必须进行“析理”,才能使数学着作简明严密,利于读者。他

的《九章算术》注不仅是对《九章算术》的方法、公式和定理进行一般的解释和推导,而且在论述的过程

中有很大的发展。刘徽创造割圆术,利用极限的思想证明圆的面积公式,并首次用理论的方法算得圆周率

为 157/50和 3927/1250。

刘徽用无穷分割的方法证明了直角方锥与直角四面体的体积比恒为2:1,解决了一般立体体积的关键问

题。在证明方锥、圆柱、圆锥、圆台的体积时,刘徽为彻底解决球的体积提出了正确途径。

东晋以后,中国长期处于战争和南北分裂的状态。祖冲之父子的工作就是经济文化南移以后,南方数

学发展的具有代表性的工作,他们在刘徽注《九章算术》的基础上,把传统数学大大向前推进了一步。他

们的数学工作主要有:计算出圆周率在3.1415926~3.1415927之间;提出祖(日恒)原理;提出二次与三次

方程的解法等。

据推测,祖冲之在刘徽割圆术的基础上,算出圆内接正6144边形和正12288边形的面积,从而得到了这

个结果。他又用新的方法得到圆周率两个分数值,即约率22/7和密率355/113。祖冲之这一工作,使中国在

圆周率计算方面,比西方领先约一千年之久;

祖冲之之子祖(日恒)总结了刘徽的有关工作,提出“幂势既同则积不容异”,即等高的两立体,若其

任意高处的水平截面积相等,则这两立体体积相等,这就是着名的祖(日恒)公理。祖(日恒)应用这个公理

,解决了刘徽尚未解决的球体积公式。

隋炀帝好大喜功,大兴土木,客观上促进了数学的发展。唐初王孝通的《缉古算经》,主要讨论土木

工程中计算土方、工程分工、验收以及仓库和地窖的计算问题,反映了这个时期数学的情况。王孝通在不

用数学符号的情况下,立出数字三次方程,不仅解决了当时社会的需要,也为后来天元术的建立打下基础

。此外,对传统的勾股形解法,王孝通也是用数字三次方程解决的。

唐初封建统治者继承隋制,656年在国子监设立算学馆,设有算学博士和助教,学生30人。由太史令李

淳风等编纂注释《算经十书》,作为算学馆学生用的课本,明算科考试亦以这些算书为准。李淳风等编纂

的《算经十书》,对保存数学经典着作、为数学研究提供文献资料方面是很有意义的。他们给《周髀算经

》、《九章算术》以及《海岛算经》所作的注解,对读者是有帮助的。隋唐时期,由于历法的需要,天算

学家创立了二次函数的内插法,丰富了中国古代数学的内容。

算筹是中国古代的主要计算工具,它具有简单、形象、具体等优点,但也存在布筹占用面积大,运筹

速度加快时容易摆弄不正而造成错误等缺点,因此很早就开始进行改革。其中太乙算、两仪算、三才算和

珠算都是用珠的槽算盘,在技术上是重要的改革。尤其是“珠算”,它继承了筹算五升十进与位值制的优

点,又克服了筹算纵横记数与置筹不便的缺点,优越性十分明显。但由于当时乘除算法仍然不能在一个横

列中进行。算珠还没有穿档,携带不方便,因此仍没有普遍应用。

唐中期以后,商业繁荣,数字计算增多,迫切要求改革计算方法,从《新唐书》等文献留下来的算书

书目,可以看出这次算法改革主要是简化乘、除算法,唐代的算法改革使乘除法可以在一个横列中进行运

算,它既适用于筹算,也适用于珠算。

中国古代数学的繁荣

960年,北宋王朝的建立结束了五代十国割据的局面。北宋的农业、手工业、商业空前繁荣,科学技术

突飞猛进,火药、指南针、印刷术三大发明就是在这种经济高涨的情况下得到广泛应用。1084年秘书省第

一次印刷出版了《算经十书》,1213年鲍擀之又进行翻刻。这些都为数学发展创造了良好的条件。

从11~14世纪约300年期间,出现了一批着名的数学家和数学着作,如贾宪的《黄帝九章算法细草》,

刘益的《议古根源》,秦九韶的《数书九章》,李冶的《测圆海镜》和《益古演段》,杨辉的《详解九章

算法》《日用算法》和《杨辉算法》,朱世杰的《算学启蒙》《四元玉鉴》等,很多领域都达到古代数学

的高峰,其中一些成就也是当时世界数学的高峰。

从开平方、开立方到四次以上的开方,在认识上是一个飞跃,实现这个飞跃的就是贾宪。杨辉在《九

章算法纂类》中载有贾宪“增乘开平方法”、“增乘开立方法”;在《详解九章算法》中载有贾宪的“开

方作法本源”图、“增乘方法求廉草”和用增乘开方法开四次方的例子。根据这些记录可以确定贾宪已发

现二项系数表,创造了增乘开方法。这两项成就对整个宋元数学发生重大的影响,其中贾宪三角比西方的

帕斯卡三角形早提出600多年。

把增乘开方法推广到数字高次方程(包括系数为负的情形)解法的是刘益。《杨辉算法》中“田亩比类

乘除捷法”卷,介绍了原书中22个二次方程和 1个四次方程,后者是用增乘开方法解三次以上的高次方程

的最早例子。

秦九韶是高次方程解法的集大成者,他在《数书九章》中收集了21个用增乘开方法解高次方程(最高次

数为10)的问题。为了适应增乘开方法的计算程序,奏九韶把常数项规定为负数,把高次方程解法分成各种

类型。当方程的根为非整数时,秦九韶采取继续求根的小数,或用减根变换方程各次幂的系数之和为分母

,常数为分子来表示根的非整数部分,这是《九章算术》和刘徽注处理无理数方法的发展。在求根的第二

位数时,秦九韶还提出以一次项系数除常数项为根的第二位数的试除法,这比西方最早的霍纳方法早500多

年。

元代天文学家王恂、郭守敬等在《授时历》中解决了三次函数的内插值问题。秦九韶在“缀术推星”

题、朱世杰在《四元玉鉴》“如象招数”题都提到内插法(他们称为招差术),朱世杰得到一个四次函数的

内插公式。

用天元(相当于x)作为未知数符号,立出高次方程,古代称为天元术,这是中国数学史上首次引入符号

,并用符号运算来解决建立高次方程的问题。现存最早的天元术着作是李冶的《测圆海镜》。

从天元术推广到二元、三元和四元的高次联立方程组,是宋元数学家的又一项杰出的创造。留传至今

,并对这一杰出创造进行系统论述的是朱世杰的《四元玉鉴》。

朱世杰的四元高次联立方程组表示法是在天元术的基础上发展起来的,他把常数放在中央,四元的各

次幂放在上、下、左、右四个方向上,其他各项放在四个象限中。朱世杰的最大贡献是提出四元消元法,

其方法是先择一元为未知数,其他元组成的多项式作为这未知数的系数,列成若干个一元高次方程式,然

后应用互乘相消法逐步消去这一未知数。重复这一步骤便可消去其他未知数,最后用增乘开方法求解。这

是线性方法组解法的重大发展,比西方同类方法早400多年。

勾股形解法在宋元时期有新的发展,朱世杰在《算学启蒙》卷下提出已知勾弦和、股弦和求解勾股形

的方法,补充了《九章算术》的不足。李冶在《测圆海镜》对勾股容圆问题进行了详细的研究,得到九个

容圆公式,大大丰富了中国古代几何学的内容。

已知黄道与赤道的夹角和太阳从冬至点向春分点运行的黄经余弧,求赤经余弧和赤纬度数,是一个解

球面直角三角形的问题,传统历法都是用内插法进行计算。元代王恂、郭守敬等则用传统的勾股形解法、

沈括用会圆术和天元术解决了这个问题。不过他们得到的是一个近似公式,结果不够精确。但他们的整个

推算步骤是正确无误的,从数学意义上讲,这个方法开辟了通往球面三角法的途径。

中国古代计算技术改革的高潮也是出现在宋元时期。宋元明的历史文献中载有大量这个时期的实用算

术书目,其数量远比唐代为多,改革的主要内容仍是乘除法。与算法改革的同时,穿珠算盘在北宋可能已

出现。但如果把现代珠算看成是既有穿珠算盘,又有一套完善的算法和口诀,那么应该说它最后完成于元

代。

宋元数学的繁荣,是社会经济发展和科学技术发展的必然结果,是传统数学发展的必然结果。此外,

数学家们的科学思想与数学思想也是十分重要的。宋元数学家都在不同程度上反对理学家的象数神秘主义

。秦九韶虽曾主张数学与道学同出一源,但他后来认识到,“通神明”的数学是不存在的,只有“经世务

类万物”的数学;莫若在《四元玉鉴》序文中提出的“用假象真,以虚问实”则代表了高度抽象思维的思

想方法;杨辉对纵横图结构进行研究,揭示出洛书的本质,有力地批判了象数神秘主义。所有这些,无疑

是促进数学发展的重要因素。

中西方数学的融合

中国从明代开始进入了封建社会的晚期,封建统治者实行极权统治,宣传唯心主义哲学,施行八股考

试制度。在这种情况下,除珠算外,数学发展逐渐衰落。

16世纪末以后,西方初等数学陆续传入中国,使中国数学研究出现一个中西融合贯通的局面;鸦片战

争以后,近代数学开始传入中国,中国数学便转入一个以学习西方数学为主的时期;到19世纪末20世纪初

,近代数学研究才真正开始。

从明初到明中叶,商品经济有所发展,和这种商业发展相适应的是珠算的普及。明初《魁本对相四言

杂字》和《鲁班木经》的出现,说明珠算已十分流行。前者是儿童看图识字的课本,后者把算盘作为家庭

必需用品列入一般的木器家具手册中。

随着珠算的普及,珠算算法和口诀也逐渐趋于完善。例如王文素和程大位增加并改善撞归、起一口诀

;徐心鲁和程大位增添加、减口诀并在除法中广泛应用归除,从而实现了珠算四则运算的全部口诀化;朱

载墒和程大位把筹算开平方和开立方的方法应用到珠算,程大位用珠算解数字二次、三次方程等等。程大

位的着作在国内外流传很广,影响很大。

1582年,意大利传教士利玛窦到中国,1607年以后,他先后与徐光启翻译了《几何原本》前六卷、《

测量法义》一卷,与李之藻编译《圜容较义》和《同文算指》。1629年,徐光启被礼部任命督修历法,在

他主持下,编译《崇祯历书》137卷。《崇祯历书》主要是介绍欧洲天文学家第谷的地心学说。作为这一学

说的数学基础,希腊的几何学,欧洲玉山若干的三角学,以及纳皮尔算筹、伽利略比例规等计算工具也同

时介绍进来。

在传入的数学中,影响最大的是《几何原本》。《几何原本》是中国第一部数学翻译着作,绝大部分

数学名词都是首创,其中许多至今仍在沿用。徐光启认为对它“不必疑”、“不必改”,“举世无一人不

当学”。《几何原本》是明清两代数学家必读的数学书,对他们的研究工作颇有影响。

其次应用最广的是三角学,介绍西方三角学的着作有《大测》《割圆八线表》和《测量全义》。《大

测》主要说明三角八线(正弦、余弦、正切、余切、正割、余割、正矢、余矢)的性质,造表方法和用表方

法。《测量全义》除增加一些《大测》所缺的平面三角外,比较重要的是积化和差公式和球面三角。所有

这些,在当时历法工作中都是随译随用的。

1646年,波兰传教士穆尼阁来华,跟随他学习西方科学的有薛凤柞、方中通等。穆尼阁去世后,薛凤

柞据其所学,编成《历学会通》,想把中法西法融会贯通起来。《历学会通》中的数学内容主要有比例对

数表》《比例四线新表》和《三角算法》。前两书是介绍英国数学家纳皮尔和布里格斯发明增修的对数。

后一书除《崇祯历书》介绍的球面三角外,尚有半角公式、半弧公式、德氏比例式、纳氏比例式等。方中

通所着《数度衍》对对数理论进行解释。对数的传入是十分重要,它在历法计算中立即就得到应用。

清初学者研究中西数学有心得而着书传世的很多,影响较大的有王锡阐《图解》、梅文鼎《梅氏丛书

辑要》(其中数学着作13种共40卷)、年希尧《视学》等。梅文鼎是集中西数学之大成者。他对传统数学中

的线性方程组解法、勾股形解法和高次幂求正根方法等方面进行整理和研究,使濒于枯萎的明代数学出现

了生机。年希尧的《视学》是中国第一部介绍西方****学的着作。

清康熙皇帝十分重视西方科学,他除了亲自学习天文数学外,还培养了一些人才和翻译了一些着作。

1712年康熙皇帝命梅彀成任蒙养斋汇编官,会同陈厚耀、何国宗、明安图、杨道声等编纂天文算法书。

1721年完成《律历渊源》100卷,以康熙“御定”的名义于1723年出版。其中《数理精蕴》主要由梅彀成负

责,分上下两编,上编包括《几何原本》、《算法原本》,均译自法文着作;下编包括算术、代数、平面

几何平面三角、立体几何等初等数学,附有素数表、对数表和三角函数表。由于它是一部比较全面的初等

数学网络全书,并有康熙“御定”的名义,因此对当时数学研究有一定影响。

综上述可以看到,清代数学家对西方数学做了大量的会通工作,并取得许多独创性的成果。这些成果

,如和传统数学比较,是有进步的,但和同时代的西方比较则明显落后了。

雍正即位以后,对外闭关自守,导致西方科学停止输入中国,对内实行高压政策,致使一般学者既不

能接触西方数学,又不敢过问经世致用之学,因而埋头于究治古籍。乾嘉年间逐渐形成一个以考据学为主

的乾嘉学派。

随着《算经十书》与宋元数学着作的收集与注释,出现了一个研究传统数学的高潮。其中能突破旧有

框框并有发明创造的有焦循、汪莱、李锐、李善兰等。他们的工作,和宋元时代的代数学比较是青出于蓝

而胜于蓝的;和西方代数学比较,在时间上晚了一些,但这些成果是在没有受到西方近代数学的影响下独

立得到的。

与传统数学研究出现高潮的同时,阮元与李锐等编写了一部天文数学家传记—《畴人传》,收集了从

黄帝时期到嘉庆四年已故的天文学家和数学家270余人(其中有数学着作传世的不足50人),和明末以来介绍

西方天文数学的传教士41人。这部着作全由“掇拾史书,荃萃群籍,甄而录之”而成,收集的完全是第一

手的原始资料,在学术界颇有影响。

1840年鸦片战争以后,西方近代数学开始传入中国。首先是英人在上海设立墨海书馆,介绍西方数学

。第二次鸦片战争后,曾国藩、李鸿章等官僚集团开展“洋务运动”,也主张介绍和学习西方数学,组织

翻译了一批近代数学着作。

其中较重要的有李善兰与伟烈亚力翻译的《代数学》《代微积拾级》;华蘅芳与英人傅兰雅合译的《

代数术》《微积溯源》《决疑数学》;邹立文与狄考文编译的《形学备旨》《代数备旨》《笔算数学》;

谢洪赉与潘慎文合译的《代形合参》《八线备旨》等等。

《代微积拾级》是中国第一部微积分学译本;《代数学》是英国数学家德·摩根所着的符号代数学译

本;《决疑数学》是第一部概率论译本。在这些译着中,创造了许多数学名词和术语,至今还在应用,但

所用数学符号一般已被淘汰了。戊戌变法以后,各地兴办新法学校,上述一些着作便成为主要教科书。

在翻译西方数学着作的同时,中国学者也进行一些研究,写出一些着作,较重要的有李善兰的《《尖

锥变法解》《考数根法》;夏弯翔的《洞方术图解》《致曲术》《致曲图解》等等,都是会通中西学术思

想的研究成果。

由于输入的近代数学需要一个消化吸收的过程,加上清末统治者十分腐败,在太平天国运动的冲击下

,在帝国主义列强的掠夺下,焦头烂额,无暇顾及数学研究。直到1919年五四运动以后,中国近代数学的

研究才真正开始。

⑼ 古代数学的中西解析

从中西古代数学文化史的比较意义上分析,形成中西古代数学的两种倾向:逻辑演绎倾向和机械化算法倾向,其作用与构造差异主要是由文化系统赋予的文化层次及其价值取向的差异造成的,这两种倾向的对立统一就构成了数学自身内在的矛盾运动和发展动力。
数学文化史的研究表明,人类古代数学作为文化系统中一个操作运演的子系统,从一开始就具有双重功能(或称为双重特性),即数量性的功能和神秘性的功能(注:王宪昌,《数学与人类文明》,延安大学出版社,1990年第58-70页。)。而不同民族文化中的数字或数学都在特定的文化氛围中有某些神秘性,而且不同民族文化中的数学神秘性发展的道路是各不相同的。
在古希腊文化的发展中,原始数学始终沿着神秘性和数量性的双重功能统一性继承的轨道向前发展。古希腊数学与神秘性的结合,使得他们从宗教、哲学的层次追求数学的绝对性以及解释世界的普遍性地位,这正是古希腊数学完全脱离实际问题,追求逻辑演绎的严谨性的文化背景。
因此,从数学文化史的意义上分析,发端于古希腊的西方数学不仅仅是一个数学意义的运演操作系统,更主要的是它作为一种文化系统中起主导作用的理性解释系统,或者称之为一种理性构造的规范模式。在西方文化中,西方数学解释宇宙的变化,引导理性的发展,参与物质世界的表述,任何学科的构建都必须按照文化理性的要求模仿和运用数学的模式。用数学解释一切是西方数学在与其适应的文化获取的价值观念。
中国文化发展中,我国古代数学筹算操作的机械化运演形成的计算体系来源于作为原始数学的竹棍操作运演在历史进程中的演化。
中国古代是借助于竹棍为特定物进行数字、数学操作运演的民族。中国古代数学具有外算与内算的双重功能,即“算数万物”的算术性功能和神秘主义的解释性功能。
因此,中国古代数学不仅未形成以宗教、哲学的层次思辨自己的方法、结构形式,而是形成了专司具体数学问题的特征。中国古代数学在文化传统中的价值取向就是在筹算运演机械重复的条件下尽力构造简明的运演方法,准确迅速地解决实践提出的具体问题。
中国传统的价值观念以及筹算的技艺型价值取向,决定了中国古代数学的发展和构造模式,这种筹算数学的价值取向保证了中国古代数学机械化特色的发展方向,注重数学实际应用的层次不断发展,机械化的计算技术和水平不断提高。中国古人借助于算筹这一特殊工具,将各种实际问题分门别类,进行有效的布列和推演,在比率算法、“方程”术、开方术、割圆术、大衍求一术、天元术、四元术、垛积招差术等等方面都取得辉煌成果,在宋元时期数学达到高潮。元代以后发展的珠算制是筹算制的发展改革和继续,可以说,中国传统数学在数量关系上是以算筹制为主线贯穿一起,以提高机械化的计算技术来解决实际问题为目标的。同时,文化价值观的传统特点也造就了一批传播和发展作为技艺数学的群体,这是促进数学机械化发展的人才优势,尤其是在相对稳定的文化环境中,其传统价值观念发挥了重要作用。
从文化价值系统发展的阶段分析,我国的筹算体系和模式在宋元时期达到数学的高峰在很大程度上是算法机械化达到最高水平。贾宪三角和增乘开方法是对《九章》以来开方程序的重大提高和创造,秦九韶的正负开方术又把增乘开方法发展到十分完备的境地,其大衍求一术也是在历代对“上元积年”推算基础上将“物不知数”问题解法发展到最一般的机械化程序。李冶的天元术更是对列方程算法的重大改进和突破,同时也是几何代数化思想的完美体现。从天元术到四元术,是解一般高次方程向多元高次方程组发展的必然结果和要求。因此,我国在宋元时期算法机械化达到空前的高水平,是与传统数学文化价值观的要求相一致的,是我国筹算文化排列模式和变换技术长期积累后的自然发展,它是我国筹算体系下的数学计算以快速、准确、简洁解决一类具体问题而发展自己的操作运演的必然趋势和结果。
评判中国古代数学时不应当依据西方数学的评价模式和价值标准
由上文对中西古代数学文化史的比较意义上分析,中西古代数学的作用与构造差异主要是由文化系统赋予它的文化层次及其价值取向的差异造成的,可以说,西方数学着作的构造模式及其理性作用是不会在中国文化中出现的,因此,在古今数千年的数学发展中,形成不同时期、不同地域的中西数学的两种倾向:逻辑演绎倾向和机械化算法倾向都是历史文化中的必然。以古希腊欧几里德《几何原本》为代表的逻辑演绎倾向和以《九章算术》为代表的机械化算法倾向交互作用,“轮流执政”,共同以各自的构造模式、思维方式、运演规律及结构特征对世界数学的发展作出了贡献。
从数学文化史的角度来说,中国技艺应用型的操作运演系统蕴育了中国古代数学算法机械化的成功。中国数学以区别于西方数学的独特风格和特点,在中世纪世界数学史、文明史上,灿烂的古希腊数学衰落之后,曾一度占据了世界数学研究的重心,直到14世纪初。中国传统数学的辉煌成就标志着筹算体系下的机械化算法的巨大成功,而元中期珠算盘和珠算术的应用和发展是我国机械化算法体系的继续,它是对算筹计算工具的重大改进和发展,是对计算技术改革的历史必然。珠算的普及应用,大大提高了计算速度和效率,简化了机械化的操作程序和繁琐步骤,适应了农业、手工业、商业的发展对数学中大量繁杂计算的实际需要,因此,算盘和珠算术的出现和普遍应用及其发展,同样既是中国传统数学的独特创造的伟大发明,同时又是对世界科技和文明的重大贡献。
然而,在对待中国传统数学和西方数学对世界科技和文明所作出的贡献这个问题上,长期以来,人们使用的数学评判标准多数却是在西方数学中形成的西方中心论。这种中心论者认为当代数学的巨大成就是沿着自古希腊人以来所走过的唯一一条王者之路而发展来的。没有达到严格演绎的知识不能算为科学,只有西方数学与其他学科的关系是近代科学发展的关键性的必要条件。
西方中心论的评判标准的理论基础是西方数学哲学,自觉或不自觉地把西方数学的模式思维方式和价值标准,作为评价世界上不同国家和地区数学(包括中国的传统数学乃至东方数学)与科学的唯一标准。从数学文化史的研究表明,在对待中国古代数学与其他自然科学的基础上,这种判断和比较不是在对中国古代数学理性思辨的基础上形成的,忽略了中国竹棍式数学演化流变的文化特征与西方数学的文化差异。
总之,中西古代数学在其民族文化中价值观念的差异,是我们数学史研究中应当十分注意的问题。在人类文化史中,人们可以发现每一种文化系统都有其特定的数学发展和构造模式,对人类古代数学的比较,应从不同文化系统的数学模式中,提炼出人类古代数学的共有规律,并以此为价值尺度来客观、公正地评价。中国古代数学是在中国文化中产生发展的,它不会也不可能按照西方数学的模式来发展,因此我们评判中国古代数学时就不应当照搬西方数学的评价。
在中西文化的差异中,我们深刻地体会到,西方数学的模式不会也不可能是人类数学的唯一发展模式,西方数学的价值标准不应该实际上也不可能成为人类古代数学唯一的评价标准。这正如像N.席文提问的那样:“为什么评判非欧文明史总是以其是否或接近于欧洲早期科学或近代科学的某些方面为试金石,为什么早期欧洲科学无需检验呢?”

⑽ 韩信点兵古代的数学文化讲解

韩信点兵又称为中国剩余定理,相传汉高祖刘邦问大将军韩信统御兵士多少,韩信答说,每3人一列余1人、5人一列余2人、7人一列余4人、13人一列余6人……。刘邦茫然而不知其数。

我们先考虑下列的.问题:假设兵不满一万,每5人一列、9人一列、13人一列、17人一列都剩3人,则兵有多少?

首先我们先求5、9、13、17之最小公倍数9945(注:因为5、9、13、17为两两互质的整数,故其最小公倍数为这些数的积),然后再加3,得9948(人)。

中国有一本数学古书“孙子算经”也有类似的问题:“今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三,七七数之,剩二,问物几何?”

答曰:“二十三”

术曰:“三三数之剩二,置一百四十,五五数之剩三,置六十三,七七数之剩二,置三十,并之,得二百三十三,以二百一十减之,即得。凡三三数之剩一,则置七十,五五数之剩一,则置二十一,七七数之剩一,则置十五,即得。”

孙子算经的作者及确实着作年代均不可考,不过根据考证,着作年代不会在晋朝之后,以这个考证来说上面这种问题的解法,中国人发现得比西方早,所以这个问题的推广及其解法,被称为中国剩余定理。中国剩余定理(ChineseRemainderTheorem)在近代抽象代数学中占有一席非常重要的地位。

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