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中國(guó)古代的數(shù)學(xué)(2)

來源:奧數(shù)網(wǎng) 2016-07-15 14:04:52

智能內(nèi)容

  《九章算術(shù)》不僅在中國(guó)數(shù)學(xué)史上占有重要地位,它的影響還遠(yuǎn)及國(guó)外。在歐洲中世紀(jì),《九章算術(shù)》中的某些算法,例如分?jǐn)?shù)和比例,就有可能先傳入印度再經(jīng)阿拉伯傳入歐洲。再如“盈不足”(也可以算是一種一次內(nèi)插法),在阿拉伯和歐洲早期的數(shù)學(xué)著作中,就被稱作“中國(guó)算法”。現(xiàn)在,作為一部世界科學(xué)名著,《九章算術(shù)》已經(jīng)被譯成許多種文字出版。

  《算經(jīng)十書》中的第三部是《海島算經(jīng)》,它是三國(guó)時(shí)期劉徽(約225—約295)所作。這部書中講述的都是利用標(biāo)桿進(jìn)行兩次、三次、最復(fù)雜的是四次測(cè)量來解決各種測(cè)量數(shù)學(xué)的問題。這些測(cè)量數(shù)學(xué),正是中國(guó)古代非常先進(jìn)的地圖學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。此外,劉徽對(duì)《九章算術(shù)》所作的注釋工作也是很有名的。一般地說,可以把這些注釋看成是《九章算術(shù)》中若干算法的數(shù)學(xué)證明。劉徽注中的“割圓術(shù)”開創(chuàng)了中國(guó)古代圓周率計(jì)算方面的重要方法(參見本書第98頁),他還首次把極限概念應(yīng)用于解決數(shù)學(xué)問題。

  《算經(jīng)十書》的其余幾部書也記載有一些具有世界意義的成就。例如《孫子算經(jīng)》中的“物不知數(shù)”問題(一次同余式解法,參見本書第106頁),《張丘建算經(jīng)》中的“百雞問題”(不定方程問題)等等都比較著名。而《緝古算經(jīng)》中的三次方程解法,特別是其中所講述的用幾何方法列三次方程的方法,也是很具特色的。

  《綴術(shù)》是南北朝時(shí)期著名數(shù)學(xué)家祖沖之的著作。很可惜,這部書在唐宋之際公元十世紀(jì)前后失傳了。宋人刊刻《算經(jīng)十書》的時(shí)候就用當(dāng)時(shí)找到的另一部算書《數(shù)術(shù)記遺》來充數(shù)。祖沖之的著名工作——關(guān)于圓周率的計(jì)算(精確到第六位小數(shù)),記載在《隋書·律歷志》中(參見本書第101頁)。

  《算經(jīng)十書》中用過的數(shù)學(xué)名詞,如分子、分母、開平方、開立方、正、負(fù)、方程等等,都一直沿用到今天,有的已有近兩千年的歷史了。

  中國(guó)古代數(shù)學(xué),經(jīng)過從漢到唐一千多年間的發(fā)展,已經(jīng)形成了更加完備的體系。在這基礎(chǔ)上,到了宋元時(shí)期(公元十世紀(jì)到十四世紀(jì))又有了新的發(fā)展。宋元數(shù)學(xué),從它的發(fā)展速度之快、數(shù)學(xué)著作出現(xiàn)之多和取得成就之高來看,都可以說是中國(guó)古代數(shù)學(xué)史上最光輝的一頁。

  特別是公元十三世紀(jì)下半葉,在短短幾十年的時(shí)間里,出現(xiàn)了秦九韶(1202—1261)、李冶(1192—1279)、楊輝、朱世杰四位著名的數(shù)學(xué)家。所謂宋元算書就指的是一直流傳到現(xiàn)在的這四大家的數(shù)學(xué)著作,包括:

  秦九韶著的《數(shù)書九章》(公元1247年);

  李冶的《測(cè)圓海鏡》(公元1248年)和《益古演段》(公元1259年);

  楊輝的《詳解九章算法》(公元1261年)、《日用算法》(公元1262年)、《楊輝算法》(公元1274—1275年),

  朱世杰的《算學(xué)啟蒙》(公元1299年)和《四元玉鑒》(公元1303年)。

  《數(shù)書九章》主要講述了兩項(xiàng)重要成就:高次方程數(shù)值解法和一次同余式解法(分別參見本書第119頁和第110頁)。書中有的問題要求解十次方程,有的問題答案竟有一百八十條之多。《測(cè)圓海鏡》和《益古演段》講述了宋元數(shù)學(xué)的另一項(xiàng)成就:天元術(shù)(用代數(shù)方法列方程,參見本書第121頁);也還講述了直角三角形和內(nèi)接圓所造成的各線段間的關(guān)系,這是中國(guó)古代數(shù)學(xué)中別具一格的幾何學(xué)。楊輝的著作講述了宋元數(shù)學(xué)的另一個(gè)重要側(cè)面:實(shí)用數(shù)學(xué)和各種簡(jiǎn)捷算法。這是應(yīng)當(dāng)時(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展而興起的一個(gè)新的方向,并且為珠算盤的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。朱世杰的《算學(xué)啟蒙》不愧是當(dāng)時(shí)的一部啟蒙教科書,由淺入深,循序漸進(jìn),直到當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)比較高深的內(nèi)容。《四元玉鑒》記載了宋元數(shù)學(xué)的另兩項(xiàng)成就:四元術(shù)(求解高次方程組問題,參見本書第123頁)和高階等差級(jí)數(shù)、高次招差法(參見本書第131頁)。

  宋元算書中的這些成就,和西方同類成果相比:高次方程數(shù)值解法比霍納(1786—1837)方法早出五百多年,四元術(shù)要比貝佐(1730—1783)①早出四百多年,高次招差法比牛頓(1642—1727)等人早出近四百年。

  宋元算書中所記載的輝煌成就再次證明:直到明代中葉之前,中國(guó)科學(xué)技術(shù)的許多方面,是處在遙遙領(lǐng)先地位的。

  宋元以后,明清時(shí)期也有很多算書。例如明代就有著名的算書《算法統(tǒng)宗》。這是一部風(fēng)行一時(shí)的講珠算盤的書。入清之后,雖然也有不少算書,但是像《算經(jīng)十書》、宋元算書所包含的那樣重大的成就便不多見了。特別是在明末清初以后的許多算書中,有不少是介紹西方數(shù)學(xué)的。這反映了在西方資本主義發(fā)展進(jìn)入近代科學(xué)時(shí)期以后我國(guó)科學(xué)技術(shù)逐漸落后的情況,同時(shí)也反映了中國(guó)數(shù)學(xué)逐漸融合到世界數(shù)學(xué)發(fā)展總的潮流中去的一個(gè)過程。

  中國(guó)數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史表明:中國(guó)數(shù)學(xué)曾經(jīng)為世界數(shù)學(xué)的發(fā)展作出過卓越的貢獻(xiàn),只是在近代才逐漸落后了。我們深信,經(jīng)過努力,中國(guó)數(shù)學(xué)一定能迎頭趕上世界先進(jìn)水平。

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