数学史论文

巡山小妖精
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2021年02月12日 21:41
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-

2021年2月12日发(作者:爸爸你去哪儿吧)



中国古代数学史发展




中国古代数学有举世公认的辉煌的成就。


根据中国科学技术史



论著索引卷,




2002


年中国学者发表的中算史论文在七百篇以上。

< br>如今中国许多著名大学设有


中国数学史课程,


有些还设有 硕士、


博士班。


中国数学史也是许多西方大学的博


士论文题材。



中国数学有别于希腊数学的特点,< /p>


是数学的机械化,


算法化,


与希腊数学重


逻辑推理的公理化相对照。


算筹、


算盘 就是中国古代的“计算机”,


筹算解方程


的“术曰”和珠算口诀 就是计算程序。


中国古代算学家擅长计算,


祖冲之


精确计


算圆周率,


领先世界近一千年就是一个很好的 例子。


明代


朱载堉


王子发明

< p>
十二平




< p>


使



81





< br>,















25


位数字,又是一例。中国数学


史又称为中算史,


的确恰当。


关于中算史的分 期,


大体依照


吴文俊


院士主编的一


套内容丰富的《


中国数学史大系


》的分期。 中算从三世纪到十四世纪,领先世界


有一千七百年之久,是当时世界数学发展史中的主流 。中国数学发展的独创性。


中国数学起源于


仰韶文化

< p>


距今有五千余年历史,


在周公时代,

< p>
数乃是


六艺


之一。



春秋时代十进位制



筹算

< br>已经普及。


中国数学发展的长期性。


著名日本数学史



三上义夫


指出,


中国算学的发展有二三千年之久,


如此长久的发展历史,


世界< /p>


各国未曾有过,


希腊自公元前


6


世纪到公元


4


世纪,


仅 一千年历史;


阿拉伯数学限


于公元


8< /p>


世纪到


13


世纪。


“中国之算学史,其有长期之发展,不能不谓之为世界


中稀有之例也

< br>.


中国传统数学的实用性。


中国传统数学具有强烈的实用 数学特点,


和抽象化的希腊数学形成鲜明的对照。从《周髀算经》



九章算术





海岛算




到《


数书九章


》等


算经十书


其取材都和


天文



历算



农业



测量



工程



实用问题。


中算的“学以致用”和希 腊的几何学迥然不同。


中国数学机械化的特


点。中国数学有别于 希腊数学的特点,是机械化、算法化、和构造性,与希腊数


学重逻辑推理相对照。


中国传统数学以算为主,


算筹



算盘


就是中国古代的“计


算机”,

< br>算经中的术文和珠算口诀就是计算程序。


中国古代算学家擅长计算,



冲之精确计算圆周率,


领先世界近一千年就是一个 很好的例子。


明代


朱载堉


发明


十二平均律


时,使用


80


档大算盘,计算开平方,开立方到小数点后


25


位,又是一< /p>


例。中国数学史又称为中算史


[


数学具备 完整的体系。中国数学具备完整体系


-



法体系。其基本特征在于将实用问题(包括几何学问题)代数化,转化为线性方


程组、 高次多项式方程、或高次多项式方程组。然后运用算具通过刻板的、机械


的逐次消元程序 求将多元线性方程组、


或多元高次方程组转化为单变数式或单变


数多项式。


再经过机械化的算法和算具求解。


这和西方数学讲究 “存在性”,


“完


备性”而不重实用成鲜明的对照。

< p>
经西汉的


张苍



耿寿昌< /p>


增补和整理成定本的




章算术


》已经详细说明开平方、开立方、和求解线性方程组的算法。宋代


秦九韶





数书九章


》发展了一元高次方程求数值解的程序化、机械化算法。


元代朱


世杰





四元玉鉴





更进一步发展了多至四元的多项式方程组的消元和求解的< /p>


算法。


[


从秦汉以来,直到宋元,中国数 学一直领先世界。而代数学基本是中国


的创造。


[

< p>
中国古代猿人已有初步的几何形状的认识。


中国


考 古学家



陕西


发现的几十万年



蓝田猿人


遗留的不规则的石球。


几万年前


山西


原始人制作的石球形状规则。





新石器时代



出现空心陶球。


七千年前


河姆渡人


遗址中发现圆筒,


圆珠等形状。


新石器时代


陶器


上出现有规则的图案。半坡出土文物 中有双耳陶器,三足陶器,


有的陶器上刻有四叶纹,说明上古时代已有

< br>1



2



3



4


等数字概念。


1963



中国


考古学家在< /p>


山西



朔县


峙峪 村出土二万八千年前的


兽骨


,上有不同数目的刻痕。

< p>
从一万多年前


山顶洞人


遗址中出土的骨管,


上刻有可能表示


十进位制


的圆形、

< p>


形刻符,


圆形的表示单位数,

< br>长形的可能代表十位数。


西安半坡和姜寨出土的新


石器时 代陶器上有代表一、二、三、四、五、六、七、八、十、二十、三十的数


字符号。


1974




197 8



中国考古学家从


青海乐都县


出土数万件


新石器时代


的遗

< br>物,


其中有些骨片上有不同数目的刻纹,


表示

< p>
1



8


之数,

< p>
未发现有


10


道以上刻纹,


与存在


十进位制


相符。


十进位制


起源于中国,


至少在公元前


1400


年的


中国商代



已经 出现。


李约瑟


指出:“在商代甲骨文,十进位制已经明显可见, 也比同时代



巴比伦



埃及


的数字系统更为先进。


巴比伦和埃及的数字系统,


虽然也有进位,


唯独商代的中国人,能用不多于


9


个算筹数字,代表任意数字,不论多大,这是


一项巨 大的进步”。


筹算


至少在


战国


初年筹算已然出现。


它使用中国


商代

< p>
发明的


十进位制


计数,


利 用


九九表


可以很方便地进行


四则运算< /p>


以及


乘方



开方


等较复杂


运算,


并可以对




负数



分数


作出表示与


计算



春秋战国时代已经形成数学的


九个分支


-


九数




郑玄


引《周礼注》


:“九数:


、方田、粟米、< /p>



差分、



少广、商


功、



军输、



方程、



盈不足、



旁要。”





方田:田地测算。





粟米:粮食换算比率





差分:赋税的分配。





少广:田亩面积和长阔。





商功:工程土方估计。





均输



:运输费用的分配。





方程



:方程式。





盈不足:





旁要:勾股问题。




算数书


》是


1983



中国


考古学家



湖北


汉代古墓中发现的


竹简


。经学者鉴定,


《算数书》成书于



202

< p>




186

< p>


之间,是中国最古老的数学书,比《


九章算



》早三百余年。


《算数书》有

< p>
68


个算题,分别是:里田,约分,合分,出金,


径分,分当半者,增减分,乘,相乘,分乘,大广,粺谷,粟求米,米求粟,粟


为米,粟 求米,春粟,取程,耗,耗租,程禾,丝练,羽矢,取枲程,程竹,挐


脂,铜耗,金价, 漆钱,饮漆,医,石率,贾盐,米粟并,粟米并,并租,女织,


妇织,狐皮,狐出关,传 马,共买材,税田,误帣,租误帣,缯幅,息钱,少广,


少广,启广,启从,圆材,井材 ,圆亭,除,郓都,刍,旋粟,囷盖,负炭,羽


矢,卢唐,负米,分钱,米出钱,方田, 以方材圆,以圆材方,形。算题的内容


大致包括如下几方面;





整数、分数的运算;



o



乘;“一乘十,十也:十乘万,十 万也:半乘千,五百:少半乘少


半,


九份一也:


四分乘五分,


二十分一,


七分乘八分,


五十六分一也。






几何级数



o



女织;“邻里有女恶自善织,日自 在,五日织五尺。问:首日及其


次各几何?曰:始织一寸六十二分寸三十八,次,三寸六 十二分寸十


四,次,六寸六十二分寸二十八,次,尺二寸六十二分寸五十六,次,


二尺五寸六十二分寸五十。术曰„„。”



o



狐出关;“狐、狸、犬出关,租百 一十钱。犬谓狸、狸谓狐,尔皮


倍我,出租当倍我。问各出几何?得曰犬出十五钱七分六 ,狸出三十


一钱分五,狐出六十三钱分二。法曰令个相倍也,并之,七为法。以


租各乘之,为实。实如法得一。”





利息计算:



o



息钱:“贷钱百,息月三。今贷六 十钱,月未盈十六日归,计息几


何?得曰;二十五分钱二十四。术曰:„„。”





税率计算



o



负米;“人负米不知其数,以出三关三税之一。已出,余米一斗。


问始出卖米几何?”





几何计算



圆亭,井材,以方材圆





兑换



粟求米,米求粟,粟为米,粺谷





产量



春粟,程禾





用盈不足术求平方根



方田;“田一亩 方几何步?曰:方十五步三十一分步十五。术曰方十五步,不足


十五步;方十六步,有余 十六步。曰:并盈不足为法,不足子乘盈母,盈子乘不


足母,并以为实。” 其中;




=16

,不足


=15


;“并盈不足为法”:


16+15


作分


母:不足子


=15


,盈母


=16


,盈子

< br>=16


,不足母


=15


;“不足 子乘盈母,盈子乘不足


母,并以为实”;


15x16+16x15


作分子


(



)


答案:√240(一亩


=240


平方步)


= (15x16+16x15)/(16+15)= 15 (15/31)





九章算术


》九卷,是现存最早的


中国

< p>
古代


数学


著作之一,


《< /p>


算经十书


》中最重


要的一种。

< p>
其作者已不可考。


一般认为它是经历代各家的增补修订,

< br>而逐渐成为


现今定本的。


《九章算术》内容丰富,题材广 泛,共九章,分为二百四十六题二


百零二术,


不但是汉代重要的 数学著作。


在中国和世界数学史上占有重要的地位。


作为中国古 代数学的系统总结,


对中国传统数学的发展有了深远的影响。


根 据研


究,


西汉



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,


但是其基本内容在


东汉


后期已 经基本定型。


九章算术将书中的所


有数学问题分为九大类,


就是“九章”。


1984





湖北


出土了



算数书



书简。


据考证,它比《九章算术》要早一个半世纪以上,书中有些内容和《九章算术》

< br>非常相似,


一些内容的文句也基本相同。


有人推测两书具 有某些继承关系,


但也


有不同的看法认为


《九章算术》


没有直接受到


《算数书》


影响。


由于


《九章算术》


中只是列出 了例子及一般的算法,


却很少有任何解释和说明,


所以有很多人 曾为


《九章算术》作注,提出了简括的证明,证明了些算法的正确性。较为著名的有



三国时期魏元帝景元


四年



263





刘徽为


《九章》


作注,


加上自己心得体会,


使其便于了解,可以流传下来。


唐代李淳风


又重新做注(


656




,作为《


算经十



》之一,作为


国子监


算学馆 的教材和明算科的考试项目。


《九章算术》共收有


246


个数学问题,分为九大类,在一个或几个问题之后,列出这个问题的解法。




方田章:

< br>主要是田亩


面积


的计算和


分数< /p>


的计算,


是世界上最早对分数进行


系统叙 述的著作。




粟米章:主要是粮食


交易


的计算方法,其中涉及许多


比例


问题。





衰分章:主要内容为


分配比例


的算法。





少广章:主要讲

< br>开平方



开立方


的方法。


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