目錄數(shù)學(xué)巔峰 中國古代數(shù)學(xué)著作最早的一部 中國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)巔峰 數(shù)學(xué)九章作者 中國古代數(shù)學(xué)頂峰
宋朝。
提示語:隙積術(shù)會圓術(shù)手卜唯《夢溪筆談》在我國北宋時期,有一位博學(xué)多才、成就顯著的科學(xué)家,他就是沈括——我國歷史上最卓越的科學(xué)家之一。他精通天文、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、農(nóng)學(xué)和醫(yī)學(xué);他還是卓越的工程師、出色的軍事家、外交家和政治家;同時,他博學(xué)善文,對方志律歷、音樂、醫(yī)藥、卜算等無所不精。他晚年所著的《夢溪筆談》詳細(xì)記載了勞動人民在科學(xué)技術(shù)方面的卓越貢獻(xiàn)和他自己的研究成果,反映了我國古代特別是北宋時期自然科學(xué)取得的輝煌成就。《夢溪筆談》不僅是我國古代的學(xué)術(shù)寶庫,而且在世界文化史上也有重要的地位?!秹粝P談》是中國科學(xué)史上的坐標(biāo),是沈括一畢培生社會和科學(xué)活動的總結(jié),內(nèi)容極為豐富,包括天文、歷法、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、地理、地質(zhì)、醫(yī)學(xué)、文學(xué)、史學(xué)、考古、音樂、藝術(shù)等共600余條。其中200多條屬于科學(xué)技術(shù)方面的內(nèi)容,記載了他的許多發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和真知灼見。
賈憲的主要貢獻(xiàn)是創(chuàng)造了“賈憲三角”和增乘開方法。在中國數(shù)學(xué)史上,賈憲最早發(fā)現(xiàn)賈憲三角形,比帕斯卡三角形早600年。增乘開方法即求高次冪的正根法。目前中學(xué)數(shù)學(xué)中的綜合除法,其原理和程序均與此方法相仿。和傳統(tǒng)的方法比起來,增乘開方法不僅更簡捷,而且更程序化,所以在開高次方時,尤其能顯示出它的獨特優(yōu)越性。增乘開方法的提出要比歐洲數(shù)學(xué)家霍納的結(jié)論早700多年。此外,賈憲還提出了“立成釋鎖開方法”,完善了“勾股生變十三圖”,并創(chuàng)立了“增乘方求廉法”,這都表明賈憲對算法抽象化和程序化做出了突出的貢獻(xiàn)。
最后是注重鍛煉發(fā)散性思維。賈憲在討論九章諸類問題時,不是固守前人的思路和算法,而是另辟蹊徑地發(fā)現(xiàn)了很多新的計算方法。例如在均輸章中,他提出了“課分法”、“減分法”以及用“方程術(shù)”來求差率的方法;在盈不足章中,他提出了“今有術(shù)”、“合率術(shù)”、“分率術(shù)”、“方程術(shù)”、“兩不足術(shù)”等方法;在“勾股容方”問題中,他提出“勾股旁要法”,等等。由此可見,賈憲在數(shù)學(xué)實踐中是多么重視發(fā)散性思維的鍛煉,而這對于知識的創(chuàng)新又是大有裨益的。不得不說,賈憲對數(shù)學(xué)教育的化、綱領(lǐng)化、普遍化(抽象化)及思維的多樣化都有一套自己的獨到見解,非常值得我們借鑒。
賈憲對于《九章算術(shù)》中提出的問題,通過抽象分析,揭示出數(shù)學(xué)的本質(zhì);借助程序化方法,講解出數(shù)學(xué)方法的原理;提綱挈領(lǐng)地梳理了知識脈絡(luò),注重知識化。這些思想方法均對宋元數(shù)學(xué)家影響很深。如楊輝撰寫《詳解九章算法》時,就借鑒了賈憲的抽象和探索成果,從而對《九章》各題重新纂類;李冶著《測圓海鏡》時繼承并發(fā)揚了這弊燃些數(shù)學(xué)方法,同時還建立了一個邏輯嚴(yán)密的演繹體系;朱世杰著《四元玉鑒》時也用到了這些思想方法,成就了我國古代數(shù)學(xué)史上的巔峰之作;秦九韶著《數(shù)術(shù)大略》(即《數(shù)學(xué)九章》),更是效法賈憲,可見其方法論的生命力。《數(shù)學(xué)家的故事》
注:經(jīng)歷了元的動蕩,與政府不重視,中國數(shù)學(xué)家已經(jīng)看不懂《四元玉覽》了。
唐宋間算學(xué)沒有什么進(jìn)步。宋元間則有秦九韶的《數(shù)學(xué)九章》,李治的《測圓海鏡》《益古演段》,朱世杰的《算學(xué)啟蒙》《四元玉鑒》等書。我國很早發(fā)明的算木計算法,一直沿用到元代。李治的“天元術(shù)”(一元高次方程),朱世杰的“四元術(shù)”(四元方程)均用算木代表未知數(shù)。這種器械的代數(shù)學(xué)到明代已不能再發(fā)展,于是算盤代替了算木的地位而普及起來?!熬啪鸥柙E”也隨著出現(xiàn)。
曹伯韓《中國國學(xué)常識》
我不是很認(rèn)同以上這一則材料。以宋比明,自然是比不上的。但宋朝數(shù)學(xué)之成就不容忽視。明朝數(shù)學(xué)之發(fā)展得益于經(jīng)濟(jì)發(fā)展,但還有西學(xué)東漸。宋朝并沒有什么西學(xué)東漸,所以由此觀之,宋朝之?dāng)?shù)學(xué)大部分為本土之?dāng)?shù)學(xué)。而且宋朝數(shù)學(xué)家之多。
以楊輝為例,學(xué)術(shù)生命之長,研究成果多。這是明朝數(shù)學(xué)家很難比的。況且是古典數(shù)學(xué),宋朝一定可以稱第一。
中國數(shù)學(xué)發(fā)展簡史開放分類: 數(shù)學(xué) 社會
翻開任何一部中國數(shù)學(xué)發(fā)展史,都不難發(fā)現(xiàn),華夏祖先們每前進(jìn)一步,都伴隨著奮斗的汗水。中國數(shù)學(xué)起源于上古至西漢末期,中國數(shù)學(xué)的全盛時期是隋中葉至元后期。接下來在元后期至清中期,中國數(shù)學(xué)的發(fā)展緩慢。就在中國數(shù)學(xué)發(fā)展緩慢的時候,西方數(shù)學(xué)已大跨步超前,于是在中國數(shù)學(xué)發(fā)展史上出現(xiàn)了一個中西數(shù)學(xué)發(fā)展的合流期,這一時期約為公元1840年~1911年之間。近代數(shù)學(xué)的開端主要集中在公元1911年~1949年這一時期。盡管中國目前在世界數(shù)學(xué)的賽場上已處落后地位,然而,路遙識馬力,今后鹿死誰手,仍然未可知。
目錄
1 起源
2 發(fā)展繁榮時期
3 全盛時期
4 緩慢發(fā)展時期
5 中西合流期
1 起源
2 發(fā)展繁榮時期
3 全盛時期
4 緩慢發(fā)展時期
5 中西合流碼數(shù)舉期
6 現(xiàn)代數(shù)學(xué)開端
7 建國后的發(fā)展
8 古代成就
9 相關(guān)詞條
10 參考資料
翻開任何一部中國數(shù)學(xué)發(fā)展史,都不難發(fā)現(xiàn),華夏祖先們每前進(jìn)一步,都伴隨著奮斗的汗水。中國數(shù)學(xué)起源于上古至西漢末期,中國數(shù)學(xué)的全盛時期是隋中葉至元后期。接下來在元后期至清中期,中國數(shù)學(xué)的發(fā)展緩慢。就在中國數(shù)學(xué)發(fā)展緩畢培慢的時候,西方數(shù)學(xué)已大跨步超前,于是在中國數(shù)學(xué)發(fā)展史上出現(xiàn)了一個中西數(shù)學(xué)發(fā)展的合流期,這一時期約為公元1840年~1911年之間。近代數(shù)學(xué)的開端主要集中在公元1911年~1949年這一時期。盡管中國目前在世界數(shù)學(xué)的賽場上已處落后地位,然而,路遙識馬力,今后鹿死誰手,仍然未可知。
中國數(shù)學(xué)遲碧發(fā)展簡史 - 起源
古希臘學(xué)者畢達(dá)哥拉斯(約公元約前580~約前500年)有這樣一句名言:“凡物皆數(shù)”。的確,一個沒有數(shù)的世界不堪設(shè)想。
今天,人們對從1數(shù)到10這樣的小事會不屑一顧,然而上萬年以前,這事可讓人們煞費苦心。在7000年以前,他們甚至連2以上的數(shù)字還數(shù)不上來,如果要問他們所捕的4只野獸是多少,他們會回答:“很多只”。如果當(dāng)時要有人能數(shù)到10,那一定會被認(rèn)為是杰出的天才了。后來人們慢慢地會把數(shù)字和雙手聯(lián)系在一起。每只手各拿一件東西,就是2。數(shù)到3時又被難住了,于是把第3件東西放在腳邊,“難題”才得到解決。
就這樣,在逐步摸索中,華夏民族的祖先從混混沌沌的世界中走出來了。
先是結(jié)繩記數(shù),然后又發(fā)展到“書契”,五六千年前就會寫1~30的數(shù)字,到了2000多年前的春秋時代,祖先們不但能寫3000以上的數(shù)學(xué),還有了加法和乘法的意識。在金文周《※鼎》中有這樣一段話:“東宮乃曰:償※禾十秭,遺十秭為廾秭,來歲弗償,則付秭?!边@段話包含著一個利滾利的問題。說的是,如果借了10捆粟子,晚點還,就從借時的10捆變成20捆。如果隔年才還,就得從借時的10捆漲到40捆。用數(shù)學(xué)式子表達(dá)即:
10+10=20
20×2=40
除了在記數(shù)和算法上有了較大的進(jìn)步外,華夏民族的祖先還開始把一些數(shù)字知識記載在書上。春秋時代孔子(公元前551~前479)年修改過的古典書籍之一《周易》中,就出現(xiàn)了八卦。這神奇的八卦至今在中國和外國仍然是人們努力研究和對象,它在數(shù)學(xué)、天文、物理等多方面都發(fā)揮著不可低估和作用。
到了戰(zhàn)國時期,數(shù)學(xué)知識已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了會數(shù)1~3000的水平。這一階段他們在算術(shù)、幾何,甚至在現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的領(lǐng)域,都開始了耕耘播種。算術(shù)領(lǐng)域,四則運算在這一時期內(nèi)得到了確立,乘法中訣已經(jīng)在《管子》、《荀子》、《周逸書》等著作中零散出現(xiàn),分?jǐn)?shù)計算也開始被應(yīng)用于種植土地、分配糧食等方面。幾何領(lǐng)域,出現(xiàn)了勾股定理。代數(shù)領(lǐng)域,出現(xiàn)了負(fù)數(shù)概念的萌芽。最令后人驚異的是,在這一時期出現(xiàn)了“對策論”的萌芽,對策論是現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域的問題。它是運籌學(xué)的一個分支,主要是用數(shù)學(xué)方法來研究有利害沖突的雙方,在競爭性的活動中,是否存自己制勝對方的最優(yōu)策略,以及如何找出這些策略等問題。這一數(shù)學(xué)分支是在本世紀(jì)第二次世界大戰(zhàn)期間或以后,才作為一門學(xué)科形成的,可是早在2000多年前,戰(zhàn)國時期著名的軍事家孫臏(公元前360~前330年)就提出過“斗馬術(shù)”問題,而這一問題的內(nèi)容,正反映了對策論中爭取總體最優(yōu)的數(shù)學(xué)思想。“斗馬術(shù)”問題說的是,齊威王要和大將田忌賽馬,他們每人各有上、中、下等馬各1匹,田忌那3匹馬比起齊威王的來,都要略遜一籌,如果用同等級的對應(yīng)較量法,田忌必輸無疑,田忌為此急得不知如何是好。這時,孫臏從旁點撥,田忌用了孫臏的辦法,以2:1取勝齊威王。
孫臏用的是什么方法呢?請看下面的示意圖:
田忌齊威王
上等馬 上等馬
中等馬 中等馬
下等馬 下等馬
看到這,你不覺得我們的祖先實在是很聰明嗎?
當(dāng)歷史推進(jìn)到秦漢時期,祖先們不再往骨頭上刻字了。他們把需要記的事都用毛筆寫在竹片上、木片上,這種寫了字的竹、木片被稱為“簡”或“牘”。這種簡或牘以西漢時期的流傳下來最多。
從那些漢簡中,我們發(fā)現(xiàn),秦漢時期在算術(shù)方面乘除法算例明顯增多,還出現(xiàn)了多步乘除法和趨于完整的九九乘法中訣。在幾何方面,對于長方形面積的計算以及體積計算的知識也具備了。
這個時期最值得一提的,要算是算籌和十進(jìn)位制了。有了它們,祖先們就不再為沒有合適的計算手段而發(fā)愁了。在我國古代,直到唐朝以前,一直用著這一套計算。
算籌的確切起源時間至今還不清楚,只知道,大約在秦漢時期,算籌已經(jīng)形成制度了。
要明白算籌是怎么回事,先得知道什么叫籌?;I就是一些直徑1分、長6分的小棍兒,這些小棍兒的質(zhì)料有竹、木、骨、鐵、銅等。它們的功用同算盤珠相仿。目前,籌的實物已出土多批,1971年在陜西千陽縣出土的一座長方形男女合墓中發(fā)現(xiàn),那具男尸的胯部系著一個絲絹帶囊,囊內(nèi)裝有一把骨籌。1980年在石家莊南郊出土的一批早期骨籌,也是掛在死者的腰部。由引可見,算籌在漢代知識分子中已經(jīng)通用。關(guān)于如何使用籌,根據(jù)記載是這樣的:在計算時,將籌擺于特制的案子上,或隨便擺放都可。對于5以下的數(shù)字,是幾就放幾根籌,而對6~9這4個數(shù)字,則需要用一根橫放或豎放的算籌當(dāng)5,余下的數(shù)則仍是有幾擺幾根算籌。
為了計算方便,古人規(guī)定了縱橫表示法??v表示法用于個、百、萬位數(shù)字;橫表示法用于十、千位數(shù)字,遇到零時,則空一位。
十進(jìn)位制,正是我們今天日常生活中常用的逢十進(jìn)一法。就是說,對正整數(shù)或正小數(shù)而言,以十為基礎(chǔ),逢十進(jìn)一,逢百進(jìn)二,逢千進(jìn)三等等。十進(jìn)位制的產(chǎn)生,為四則運算的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。
中國數(shù)學(xué)發(fā)展簡史 - 發(fā)展繁榮時期
中國數(shù)學(xué)發(fā)展繁榮時期大約在西漢末期至隋朝中葉。這是中國數(shù)學(xué)理論的第一個高峰期。這個高峰的標(biāo)志就是數(shù)學(xué)專著《九章算術(shù)》的誕生。至少有1800年的《九章算術(shù)》,其作者是誰?由誰編篡?至今無從考證。史學(xué)家們只知道,它是中國秦漢時期一二百年的數(shù)學(xué)知識結(jié)晶,到公元1世紀(jì)時開始流傳使用。
這本書全書共分為九章:
①方田(分?jǐn)?shù)四則算法和平面形求面積法)。
②粟米(糧食交易的計算方法)。
③衰分(分配比例的計算方法)。
④少廣(開平方和開立方法)
⑤商功(立體形求體積法)
⑥均輸(管理糧食運輸均勻負(fù)擔(dān)的計算方法)。
⑦盈不足(盈虧類問題解法,也涉及能夠用這種解法處理的其他類型問題)。
⑧方程(一次方程組解法和正負(fù)術(shù))。
⑨勾股(勾股定理的應(yīng)用和簡單的測量問題的解法)。
全書收錄了246道數(shù)學(xué)應(yīng)用題,每道題都分為問、答、術(shù)(解法。有的一題一術(shù),有的一題多術(shù))三部分,而且每章的內(nèi)容都與社會生產(chǎn)有著密不可分的聯(lián)系。
這本書的誕生,不僅說明中國古代完整的數(shù)學(xué)體系已經(jīng)形成,而且在世界上,當(dāng)時也很難找到另一本能同媲美的數(shù)學(xué)專著。
在這一數(shù)學(xué)理論發(fā)展的高峰期,除了《九章算術(shù)》這部巨著之外,還出現(xiàn)了劉徽注的《九章算術(shù)》以及他撰寫的《海島算經(jīng)》、《孫子算經(jīng)》(作者不詳)、《夏侯陽算經(jīng)》、《張丘建算經(jīng)》和祖沖之的《綴術(shù)》等數(shù)學(xué)專著。
這一時期,創(chuàng)造數(shù)學(xué)新成果的杰出人物是:三國人趙爽、魏晉人劉徽和南朝人祖沖之。
中國數(shù)學(xué)發(fā)展簡史 - 全盛時期
中國數(shù)學(xué)的全盛時期是隋中葉至元后期。
任何一個國家科學(xué)的發(fā)達(dá),都有離不開清平開明的社會環(huán)境和雄厚的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。從隋朝中葉到元代末年,由于統(tǒng)治者總結(jié)了歷代王朝傾覆的教訓(xùn),采取一系列開明政策,經(jīng)濟(jì)得到了迅速發(fā)展,科學(xué)技術(shù)也得到了很大提高,而作為科學(xué)技術(shù)一部分的數(shù)學(xué),也在此時進(jìn)入了它的全盛時期。
在這一時期,數(shù)學(xué)教育的正規(guī)化和數(shù)學(xué)人才輩出,是最主要的特點。
隋以前,學(xué)校里的教育并不重視數(shù)學(xué),因此,沒有數(shù)學(xué)專業(yè)一說。而到了隋朝,這一局面被打破了,在相當(dāng)于大學(xué)的學(xué)校里,開始設(shè)置算學(xué)專業(yè)。到了唐朝,最高學(xué)府國子監(jiān),還添設(shè)了算學(xué)館,其中博士、助教一應(yīng)俱全,專門培養(yǎng)數(shù)學(xué)人才。這時,數(shù)學(xué)教育的受重視,還反映到了選官問題上。據(jù)古書《唐闕史》記載,有這么一個故事:唐代有個大官,名叫楊損。他讓手下的人推薦一個優(yōu)秀的辦事員加以提升。手下的人經(jīng)過千篩百選,最后剩下兩個人時,拿不定去掉哪一位好。因為這兩個辦事員各方面的條件太一樣了:職位相同,“工齡”一樣,評語類似……選誰好呢?沒辦法,只好把矛盾上交了。楊損得知這個消息之后,也費了不少心思,斟酌再三,最后決定出一道數(shù)學(xué)題來考考他們。他對這兩位候選人說:“作為辦事員,職業(yè)決定你們應(yīng)該有算得快的能力,我出一道題,誰先答對就提升誰。”后來,先答對的人,理所當(dāng)然地得到了升遷,而另一個人也心悅誠服地回到了原位。由此可見,唐代對數(shù)學(xué)的重視程度。
有了數(shù)學(xué)專業(yè)。就少不了好教材。這個時期,有唐朝數(shù)學(xué)家李淳風(fēng)(?~公元714年)等人奉政府的命令,經(jīng)過研讀、篩選,規(guī)定出了國子監(jiān)算館專用教科書。這套教科書名叫《算經(jīng)十書》,全套共十部:《周髀算經(jīng)》、《九章算經(jīng)》、《孫子算經(jīng)》、《五曹算經(jīng)》、《夏侯陽算經(jīng)》、《張丘建算經(jīng)》、《海島算經(jīng)》、《五經(jīng)算術(shù)》、《綴術(shù)》和《緝古算經(jīng)》。
對這套專業(yè)教材,國子監(jiān)還規(guī)定了學(xué)習(xí)年限,建立了每月一考的制度。數(shù)學(xué)教育從這時開始走向逐步完善。
在日趨完善的數(shù)學(xué)教育制度下,涌現(xiàn)出了一代名垂青史的數(shù)學(xué)泰斗,他們是:王孝通、劉焯、一行、沈括、李冶、賈憲、楊輝、秦九韶、郭守敬、朱世杰……
科學(xué)歷來是全人類共同的財富,當(dāng)時中國的數(shù)學(xué)水平很快引起了朝鮮、日本的注意,他們開始往中國派留學(xué)生、書商。經(jīng)過一段學(xué)習(xí),在算法引進(jìn)了關(guān)于田畝、交租、谷物交換等知識;在辦學(xué)中吸取了國子監(jiān)的課程設(shè)置和考試制度。由此看來,在這一階段,中國已處于世界數(shù)學(xué)發(fā)展的潮頭。
中國數(shù)學(xué)發(fā)展簡史 - 緩慢發(fā)展時期
接下來在元后期至清中期,中國數(shù)學(xué)的發(fā)展緩慢,和上面講的數(shù)學(xué)盛世相比,這一階段幾乎黯然失色。
從宋朝末年到元朝建立中央集權(quán)制,中國大地上烽火連年,科學(xué)技術(shù)不受重視,大量寶貴的數(shù)學(xué)遺產(chǎn)遭受損失。
明朝建立以后,生產(chǎn)曾在一個短暫時期里有所發(fā)展,但馬上又由于封建統(tǒng)治的腐敗,走向了衰落,直到清朝初年才緩過一口氣來。
處在這樣一種政治腐敗、經(jīng)濟(jì)落后、農(nóng)民起義此起彼伏的環(huán)境中,數(shù)學(xué)跌入低谷也是情理之中的事。
然而世界發(fā)展的潮流歷來是不等人的,乘中國數(shù)學(xué)衰落的功夫,西方數(shù)學(xué)悄悄地追上來,并且反過來滲透進(jìn)中國。
當(dāng)西方資本主義開始萌芽的時候,為了尋求發(fā)展,天主教傳教士、海盜、商人紛紛涌進(jìn)中國。他們除了從中國帶走了原料、市場、廉價勞動力,也帶來了一些文化知識。
16世紀(jì)~18世紀(jì)來華的傳教士中,以意大利人利瑪竇(公元1552~公元1610年)影響最大。在1583~1599年,當(dāng)他活動于中國肇慶、韶州、南昌、南京等地時,結(jié)識了不少中國著名學(xué)者,如李贄、徐光啟、李之藻等人。這些人正處于不滿空談理學(xué),渴望富國強兵的思想狀態(tài)中,為此他們迫切希望世界上的最新科技成果。而利瑪竇的到來,無疑是起了一拍即合的作用。
利瑪竇與徐光啟和李之藻分別合譯了兩部數(shù)學(xué)著作:《幾何原本》、《同文算指》。
其中《幾何原本》文字通俗,很少疏漏。盡管當(dāng)時原著中的拉丁文沒有現(xiàn)成的中國詞匯可對照,但是徐光啟仍是克服困難,創(chuàng)造出許多恰當(dāng)?shù)淖g名,使全書達(dá)到信、達(dá)、雅的水平。
從利瑪竇與中國學(xué)者合譯專著開始,西學(xué)東漸的勢頭越來越大。
那么這個時期中國自己的數(shù)學(xué)“特產(chǎn)”是什么呢?是珠算。
在隋唐時期,人們已經(jīng)開始在改進(jìn)籌算上打主意了。他們想辦法簡化籌算方法、編口訣……然而,在迅速發(fā)展的數(shù)學(xué)領(lǐng)域中,籌算法必然會被其他算法所代替。
元朝末期,小巧靈便的算盤出現(xiàn)了。人們看著這計算簡捷、攜帶方便的新欣喜異常,甚至有人把它編到了俗語、詩歌、唱詞中。
算盤的出現(xiàn),很快就引出了珠算口訣和珠算法書籍,16、17世紀(jì),在中國大量的有關(guān)珠算的書籍中,最有名的是程大位的《直指算法統(tǒng)宗》。珠算普及以后,籌算便自動銷聲匿跡了。
就在中國人發(fā)明珠算后不久,1642年,19歲的法國數(shù)學(xué)家巴斯加(公元1623~1662年)推出了世界上最早的計算機(jī)。目前,雖然世界已進(jìn)入了計算機(jī)時代,然而珠算仍有它的一席之地。有人試過,在加減法運算中,它的速度甚至超過小型計算器。
中國數(shù)學(xué)發(fā)展簡史 - 中西合流期
在中國數(shù)學(xué)發(fā)展緩慢的時候,西方數(shù)學(xué)已大跨步超前,于是在中國數(shù)學(xué)發(fā)展史上出現(xiàn)了一個中西數(shù)學(xué)發(fā)展的合流期,這一時期約為公元1840年~1911年之間。
前面講到,16世紀(jì)前后,西方傳教士帶來了一些新的數(shù)學(xué)知識。盡管有些洋人懷有個人目的,但不管怎么說,新知識能傳進(jìn)來,這對中國的數(shù)學(xué)進(jìn)展總是有好處的。然而,1723年清朝雍正皇帝登基時,有人就提出大批傳教士在華,對他們的統(tǒng)治不利?;实垡幌耄彩?。于是馬上下令,除了少數(shù)在中國編制新歷法的外國人之外,其他傳教士一律不留。
這一命令產(chǎn)生的后果是,在以后大約100年的時間里,西方的數(shù)學(xué)知識也很難“進(jìn)口”;中國數(shù)學(xué)家只好把眼光從學(xué)習(xí)西方新知識,轉(zhuǎn)回到研究自己的舊成果了。
古代數(shù)學(xué)回光返照的局面沒持續(xù)多久,鴉片戰(zhàn)爭失敗了,閉關(guān)自守的局面被打開了,帝國主義列強紛紛進(jìn)來瓜分中國,中國一時間淪為半殖民地、半封建的社會。
19世紀(jì)60年代開始,曾國藩、李鴻章等為了維護(hù)腐敗的清政府,發(fā)起了“洋務(wù)運動”。這時以李善蘭、徐壽、華蘅芳為代表的一批知識分子,作為數(shù)學(xué)家、科學(xué)家和工程師參加了引進(jìn)西學(xué)、興辦工廠、學(xué)校等活動,經(jīng)過他們的不懈努力,奠定了近代科技、近代數(shù)學(xué)在中國的發(fā)展基礎(chǔ)。
當(dāng)1894年“洋務(wù)運動”以軍事失敗而告終時,工廠、鐵路、學(xué)校卻保留了下來,科技知識也在一定的范圍內(nèi)傳播了開來。
這一時期的特點是中西合流。所謂中西合流,并不是全盤西化,數(shù)學(xué)工作者們在研究傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的同時吸收新的方法,一時間,出現(xiàn)了人才濟(jì)濟(jì)、著述如林的好勢頭。
這時,中國數(shù)學(xué)家在冪級數(shù)、尖錐術(shù)等方面已獨立地得到了一些微積分成果,在不定分析和組合分析方面也獲得了出色的成績。然而,即使是這樣,在世界的同行們之中,中國也仍然沒達(dá)到領(lǐng)先的地位。
中國數(shù)學(xué)發(fā)展簡史 - 現(xiàn)代數(shù)學(xué)開端
近代數(shù)學(xué)的開端主要集中在公元1911年~1949年這一時期。
到了19世紀(jì)末20世紀(jì)初,中國數(shù)學(xué)界發(fā)生了很大的變化,派出大批留學(xué)生,創(chuàng)辦新式學(xué)校,組織學(xué)術(shù)團(tuán)體,有了專門的期刊,中國從此進(jìn)入了現(xiàn)代數(shù)學(xué)研究階段。
從1847年,以容閎為代表的第一批學(xué)生出國后,形成了一個出國留學(xué)的高潮。當(dāng)時出國留學(xué)人數(shù)每年要達(dá)到數(shù)千人之多,他們學(xué)成回國后,在中國形成了一支不可忽視的現(xiàn)代科學(xué)隊伍。
早期出國留學(xué)的人中,學(xué)數(shù)學(xué)的人不多,其中做出突出成就的有:蘇步青、陳建功、陳省身、周煒良、許寶、華羅庚、林家翹等人。
這樣一批海外學(xué)子歸來之后,在科研、教育、學(xué)術(shù)交流等方面都有了新轉(zhuǎn)變。
科研上,1949年以前共發(fā)表652篇論文,盡管數(shù)量不多,范圍也僅限于純數(shù)學(xué)方面,但是其水平卻不低于世界上的同行們。要知道,就是這點微薄的成果還是在克服了政治、經(jīng)濟(jì)等多方面難以想象的困難下取得的。
教育上,建立了正規(guī)的課程設(shè)置,數(shù)學(xué)的學(xué)時多于文科,對教科書也進(jìn)行了更新。到1932年為止,中國國內(nèi)各大學(xué)已有一支約155人的數(shù)學(xué)教師隊伍,可以開5至10門以上的專業(yè)課。
學(xué)術(shù)交流上,1935年7月成立“中國數(shù)學(xué)會”,創(chuàng)辦《中國數(shù)學(xué)會學(xué)報》和《數(shù)學(xué)雜志》。1932年至1936年召開的第9、10次國際數(shù)學(xué)會議,中國均有人參加。這時,應(yīng)邀到華講學(xué)的各國數(shù)學(xué)家也紛至沓來,給過去閉關(guān)自守的數(shù)學(xué)領(lǐng)域,帶來了現(xiàn)代的氣息。
中國數(shù)學(xué)發(fā)展簡史 - 建國后的發(fā)展
1949年,新中國成立之初,國家雖然正處于資金匱乏、百廢待興的困境,然而政府卻對科學(xué)事業(yè)給予了極大關(guān)注。1949年11月成立了中國科學(xué)院,1952年7月數(shù)學(xué)研究所正式成立,接著,中國數(shù)學(xué)會及其創(chuàng)辦的學(xué)報恢復(fù)并增創(chuàng)了其他數(shù)學(xué)??恍┛茖W(xué)家的專著也競相出版,這一切都為數(shù)學(xué)研究鋪平了道路。
解放后的18年間,發(fā)表論文的篇數(shù)占解放前總篇數(shù)的3倍多,其中不少論文不但填補了中國過去的空白,有的還達(dá)到了世界先進(jìn)水平。
正當(dāng)數(shù)學(xué)家們奮起直追,力圖恢復(fù)中國數(shù)學(xué)在世界上的先進(jìn)地位時,一場無情的風(fēng)暴席卷了中國。在文化大革命的十年中,社會失控,人心混亂,科學(xué)衰落。在數(shù)學(xué)的園地里,除了陳景潤、華羅庚、張廣厚等幾個數(shù)學(xué)家掙扎著開了幾朵花,幾乎是滿目凋零,一片空白。
當(dāng)10年政治災(zāi)難過去之后,人們抬頭一看,別的國家數(shù)學(xué)研究早已是高峰迭起,要想追上又需花費不少力氣。
中華民族歷來就有自強不息的光榮傳統(tǒng)和堅韌不拔的耐力。浩劫以后,隨著郭沫若先生那篇文采橫溢的《科學(xué)的春天》的發(fā)表,數(shù)學(xué)園地里又迎來了萬物復(fù)蘇的春天。1977年,在北京制訂了新的數(shù)學(xué)發(fā)展規(guī)劃,恢復(fù)數(shù)學(xué)學(xué)會工作,復(fù)刊、創(chuàng)刊學(xué)術(shù)雜志,加強數(shù)學(xué)教育,加強基礎(chǔ)理論研究……
盡管中國目前在世界數(shù)學(xué)的賽場上已處落后地位,然而,路遙識馬力,今后鹿死誰手,仍然是個“x”。
中國數(shù)學(xué)發(fā)展簡史 - 古代成就
在中國古代數(shù)學(xué)發(fā)展史中,祖先摘到的金牌足可以開一座陳列館,這里只開一個“清單”,使讀者有一個直觀印象。
(1)十進(jìn)位制記數(shù)法和零的采用。源于春秋時代,早于第二發(fā)明者印度1000多年。
(2)二進(jìn)位制思想起源。源于《周易》中的八卦法,早于第二發(fā)明者德國數(shù)學(xué)家萊布尼茲(公元1646~1716)2000多年。
(3)幾何思想起源。源于戰(zhàn)國時期墨翟的《墨經(jīng)》,早于第二發(fā)明者歐幾里德(公元前330~前275)100多年。
(4)勾股定理(商高定理)。發(fā)明者商高(西周人),早于第二發(fā)明者畢達(dá)哥拉斯(公元前580~前500)550多年。
(5)幻方。我國最早記載幻方法的是春秋時代的《論語》和《書經(jīng)》,而在國外,幻方的出現(xiàn)在公元2世紀(jì),我國早于國外600多年。
(6)分?jǐn)?shù)運算法則和小數(shù)。中國完整的分?jǐn)?shù)運算法則出現(xiàn)在《九章算術(shù)》中,它的傳本至遲在公元1世紀(jì)已出現(xiàn)。印度在公元7世紀(jì)才出現(xiàn)了同樣的法則,并被認(rèn)為是此法的“鼻祖”。我國早于印度500多年。
中國運用最小公倍數(shù)的時間則早于西方1200年。運用小數(shù)的時間,早于西方1100多年。
(7)負(fù)數(shù)的發(fā)現(xiàn)。這個發(fā)現(xiàn)最早見于《九章算術(shù)》,這一發(fā)現(xiàn)早于印度600多年,早于西方1600多年。
(8)盈不是術(shù)。又名雙假位法。最早見于《九章算術(shù)》中的第七章。在世界上,直到13世紀(jì),才在歐洲出現(xiàn)了同樣的方法,比中國晚了1200多年。
(9)方程術(shù)。最早出現(xiàn)于《九章算術(shù)》中,其中解聯(lián)立一次方程組方法,早于印度600多年,早于歐洲1500多年。在用矩陣排列法解線性方程組方面,我國要比世界其他國家早1800多年。
(10)最精確的圓周率“祖率”。早于世界其他國家1000多年。
(11)等積原理。又名“祖暅”原理。保持世界紀(jì)錄1100多年。
(12)二次內(nèi)插法。隋朝天文學(xué)家劉焯最早發(fā)明,早于“世界亞軍”牛頓(公元1642~1727)1000多年。
(13)增乘開方法。在現(xiàn)代數(shù)學(xué)中又名“霍納法”。我國宋代數(shù)學(xué)家賈憲最早發(fā)明于11世紀(jì),比英國數(shù)學(xué)家霍納(公元1786~1837)提出的時間早800年左右。
(14)楊輝三角。實際上是一個二項展開式系數(shù)表。它本是賈憲創(chuàng)造的,見于他著作《黃帝九章算法細(xì)草》中,后此書流失,南宋人楊輝在他的《詳解九章算法》中又編此表,故名“楊輝三角”。
在世界上除了中國的賈憲、楊輝,第二個發(fā)明者是法國的數(shù)學(xué)家帕斯卡(公元1623~1662),他的發(fā)明時間是1653年,比賈憲晚了近600年。
(15)中國剩余定理。實際上就是解聯(lián)立一次同余式的方法。這個方法最早見于《孫子算經(jīng)》,1801年德國數(shù)學(xué)家高斯(公元1777~1855)在《算術(shù)探究》中提出這一解法,西方人以為這個方法是世界第一,稱之為“高斯定理”,但后來發(fā)現(xiàn),它比中國晚1500多年,因此為其正名為“中國剩余定理”。
(16)數(shù)字高次方程方法,又名“天元術(shù)”。金元年間,我國數(shù)學(xué)家李冶發(fā)明設(shè)未知數(shù)的方程法,并巧妙地把它表達(dá)在籌算中。這個方法早于世界其他國家300年以上,為以后出現(xiàn)的多元高次方程解法打下很好的基礎(chǔ)。
(17)招差術(shù)。也就是高階等差級數(shù)求和方法。從北宋起中國就有不少數(shù)學(xué)家研究這個問題,到了元代,朱世杰首先發(fā)明了招差術(shù),使這一總是得以解決。世界上,比朱世杰晚近400年之后,牛頓才獲得了同樣的公式。
1、《周髀算經(jīng)》,魏、晉時期吳國趙爽注,是秦漢中國古代數(shù)學(xué)體系;
2《九章算術(shù)》,漢末魏初徐岳蘆渣撰注,,是數(shù)學(xué)著作代表;
3、11~14世紀(jì)約300年期間的著作,如賈憲的《黃帝九章算法細(xì)草》,劉益的《議古根源》等;
4、祖沖之父子計算出圓周率在3、1415926~3、1415927之間,提陪滑悄出祖暅原理,提出二次與三次讓行方程的解法等;
5、《緝古算經(jīng)》,唐初王孝通注;
6、《算經(jīng)十書》,656年李淳風(fēng)等編纂注。
祖沖之寫的《綴術(shù)》一書,被收入著名的《算經(jīng)十書》中,作為唐代國子監(jiān)算學(xué)課本。
祖沖之將圓周率的真值精確到3.1415926,是當(dāng)時世界上昀先進(jìn)的成就。他還和兒子祖暅一起,利用“牟合方蓋”圓滿地解決了球體積的計算問題,得到了正確的球體積公式。
祖沖之還在462年編訂《大明歷》,使用歲差,改革閏制。他反對讖緯迷信,不虛推古人,用數(shù)學(xué)方法比較準(zhǔn)確地推算出相關(guān)的數(shù)值,堅持了實事求是的科學(xué)精神。古典數(shù)學(xué)發(fā)展的高峰
唐代是我國封建社會鼎盛時期。朝廷在國子監(jiān)設(shè)算學(xué)館,置算學(xué)博士、助教指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。為宋元時期數(shù)學(xué)發(fā)展高潮拉開了序幕。
南宋時期翻刻的數(shù)學(xué)著鋒散作,是目前世界上傳世昀早的印刷本數(shù)學(xué)著作。賈憲、李冶、楊輝、朱世杰等人的著作,對傳播普及數(shù)學(xué)知識,意義尤為深遠(yuǎn)。
唐代有個天文學(xué)家,名叫李淳風(fēng),有一次,他在校對新歲歷書時,發(fā)現(xiàn)朔日將出現(xiàn)日蝕,這是不吉祥的預(yù)兆。
唐太宗聽說這個消息很不高興,說:枝銷“日蝕如不出現(xiàn),那時看你如何處置自己?”
李淳風(fēng)說:“如果沒有日蝕,我甘愿受死。”
到了朔日,也就是初一那天,皇帝便來到庭院等候看結(jié)果,并對李淳風(fēng)說:“我暫且放你回家一趟,好與老婆孩子告別?!崩畲撅L(fēng)說:“現(xiàn)在還不到時候。”說著他便在墻上劃了一條標(biāo)
記:等到日光照到這里的時侯,日蝕就會出現(xiàn)。日蝕果然出現(xiàn)了,跟李淳風(fēng)說的時間絲毫不差。李淳風(fēng)不僅對天文頗有研究,他還是個大名鼎鼎的數(shù)學(xué)家。唐代國子監(jiān)算學(xué)館以算取士。656年,李淳風(fēng)等奉敕為《周髀算經(jīng)》、《九章算術(shù)》、《海島算經(jīng)》、《孫子算經(jīng)》、《夏侯陽算經(jīng)》、《綴術(shù)》、《張丘建算經(jīng)》、《五曹算經(jīng)》、《五經(jīng)算術(shù)》、《緝古算經(jīng)》這10部算經(jīng)作注,作為算學(xué)館教材。
這就是著名的《算經(jīng)十書》,該書是我國古代數(shù)學(xué)奠基時期的總結(jié)。
唐代中期之后,生產(chǎn)關(guān)系和社會各方面逐漸產(chǎn)生新的實質(zhì)性變革。至宋太祖趙匡胤建立宋王朝后,我國封建社會進(jìn)入了猛基游又一個新的階段,農(nóng)業(yè)、手工業(yè)、商業(yè)和科學(xué)技術(shù)得到更大發(fā)展。
中國古代數(shù)學(xué)具有悠久的傳統(tǒng),.從公元前后至公元14 世碰灶紀(jì),中國古典數(shù)學(xué)先后經(jīng)歷了三次發(fā)展高潮,即兩漢時期、魏晉南北朝時期和宋元時期,并在宋元時期達(dá)到頂峰.
中國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)在宋元達(dá)到高潮,除了數(shù)學(xué)自身發(fā)展與積累的原因外,主要從社會文化角度來分析:
1.社會生產(chǎn)力的變革與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展
2.上層建筑——統(tǒng)治者對數(shù)術(shù)的重視
3.宋代攔侍官制的實施
4.數(shù)學(xué)教育措施的實施
5.格物致知——理學(xué)文化的影響
6.社會實踐的需要及科笑衡扮學(xué)技術(shù)的促進(jìn)作用的綜合作用.