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數學文化:周公與數學之緣

來源:網絡資源 文章作者:奧數網整理 2018-11-27 21:22:39

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  周公是周武王之弟,名旦,是一位很有本事、很有賢德的人。武王死后,其子尚小,就由周公攝政,主持一切。

  周公旦禮賢下士,甚至于“一沐三握發,一飯三吐哺”。也就是說他勤于接待,洗發時三次握著頭發停下來不洗,吃飯時三次吐出食物,急忙迎客,殷勤待土。這就是所謂“握發吐哺”的來歷了。

  話說這高商亦是當時的一位算學大家,“高級知識分子”。周公也經常和他講論算學。這一天周公與商高又見了面,行一番“吐、握”之事,彼此按周禮躬讓一陣,就開了講。

  周公很虛心地向商高請教:“我聽說,大夫很精通數的藝術。是不是請您談談,古代伏羲是怎樣確定天球的度數的?天是沒有一種梯子能登攀得上的,地也無法用尺子來測量。因此我很想問問您,這些數字是從哪里來的?”

  商高施了一禮,回答說:“數的藝術是從圓形和方形開始的。圓形出自方形,而方形則是用矩(帶邊的丁字尺)作出來的。而矩的制作出于‘九九’乘法表。一個矩形沿對角線對折起來,如果勾長三單位,股長四單位,那么弦長一定是五單位。昔日大禹治水,就是用這樣一些方法。”

  周公聽了很感嘆,又接著說道:“數這門藝術真是了不起啊!我想再請教應用矩的道理。”

  這里的矩,是一種工具,所謂“不以規矩,不成方圓”,有點像現在的丁字尺。

  商高一聽到這話題,更來了勁,不由得侃侃道來:

  “把矩平放在地上,可以用繩子設計出平直的和方形的工程。把矩豎立起來,可以測量高度。倒立的矩可用來測量深淺,而平放的矩則可用測出距離。

  “讓矩旋轉,可以畫出圓形;把幾個矩合在一起,可以得到正方形和長方形。”

  接著,他又談到了天和地:

  “方形屬于地,而圓形則屬于天,所以天是圓的,而地則是方的。方形的數是標準,從方形的數可以推出圓形的大小來。

  “天像一個笠子。天的顏色是藍的和黑的,地的顏色是黃的和紅的。可以用一個按照天的數制成的圓盤來表示天,朝上的一面像外表面一樣,是藍色和黑色的;朝下的一面像內表面一樣,是紅色和黃色的。這就是天和地的形象再現出來了。”

  商高隨后又發表了一番議論:“對地有所了解的人是聰明人,而對天有所了解的人則是圣人。‘矩’和‘數’結合起來,就是指導和統治萬物的東西。”

  周公聽得都入了迷,隔了好一會才回過神來,不由得感慨地說:“這確實是太妙了。”

  這一段記在《骨髀算經》上的故事,大約已經有三千年左右了。這說明人們很早就認識了幾何圖形。最早認識的,就是正方形和圓形。而且在周朝以前,就有了車輛,所以當時不但認識了圓,而且能造出圓。

  這商高確實了不起!他不但認識到勾三股四弦五,而且還是個天文學家,有了天圓地方、天像個笠子蓋在地上這樣一種初步認識。古代的許許多多數和形的知識就是從天文觀察和測量中得來的;古時許多天文學家就是數學家,而數學家又同時是天文學家。

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