Ⅰ 求算术起源至今的发展史 先中国再外国 一一列举
我国数学在世界数学发展史上,有它卓越的贡献。早在远古时代,人们就用绳结表示事物的多少,在彩陶中绘有大量的直线、三角、圆、方、菱形、五边形、六边形等对称图案,在房屋遗址的基地上,亦发现几何图形,表明远古的人们在一定程度上已经具有数和形的概念。
在新石器时期的彩陶钵上,有多种刻画符号,其中丨、、、×、+等,很可能是我国最早的记数符号。产生文字之后,在殷商的甲骨文中出现了记数的专用文字和十进制记数法,并且运用规和矩作为简单的绘图和测量工具。《前汉书·律历志》记载了用竹棍表示数和计算的方法,称为算筹和筹算。在春秋早期乘法口诀被称为“九九”歌,已经成为很普通的知识。
春秋战国时期,学术繁荣,产生了相当精彩和可贵的数学思想;公元前6世纪,已经有了关于简单体积和比例分配问题的算法,在《考工记》中记载了分数和角度的资料;到秦始皇时,统一了度量衡,并且基本上采用了十进制的度量单位,在《墨经》中提出了几何名词的定义和几何命题等。《杜忠算术》和《许商算术》是最早的数学专著,但这两部书都失传了。至今仍保留的古代数学专著是《算数书》,全书共有60多个小标题、90多个题目,书中内容涉及了整数和分数的四则运算、比例问题、面积和体积问题等、并且含有“合分”、“少广”等数学思想。
大约公元前1世纪完成了《周髀算经》(书中大部分内容于公元前7到6世纪完成),书中记述了矩的用途、勾股定理及其在测量上的应用,相似直角三角形对应边成比例的定理、开平方问题、等差级数问题,应用古“四分历”计算相当复杂的分数运算等,此书为重要的宝贵文献。
古代数学的著名著作是《九章算术》,大约成书于公元1世纪东汉初年,全书列举了246个数学问题及解决问题的方法。共有九章:第一章“方田”介绍土地面积的计算、含有正方形、矩形、三角形、梯形、圆、环等面积公式,弓形面积和球形表面积的近似公式,还有分数四则运算法则、约分、通分、求最大公约数等方法;第二章“粟米”介绍了各种粮食折算的比例问题,及解比例的方法,称为“今有术”;第三章“衰(Cuǐ)分”介绍了按等级分配物资或按一定标准摊派税收的比例分配问题、等差数列和等比数列问题等;第四章“少广”介绍了已知正方形面积或正方体体积,求边长或棱长的开平方或开立方的方法,已知球的体积求直径的问题等;第五章“商功”介绍了立体体积计算,包括长方体、棱柱、棱锥、棱台、圆柱、圆锥、圆台、楔形体等体积的计算公式;第六章“均输”介绍了计算按人口多少、物价高低、路程远近等条件,合理摊派税收、民工的正比、反比、复比例、等差级数等问题;第七章“盈不足”介绍了盈亏类问题的算法;第八章“方程”介绍了一次联立方程问题,引入了负数的概念,及正负数的加减法则;第九章“勾股”介绍了勾股定理的应用和简单的测量问题,其后,历史上著名数学家刘徽、祖冲之、李淳风、贾宪等,都曾经深入研究和注释过《九章算术》并且提出许多新的概念和新的方法。在诸如勾股定理的证明、重差术、割圆术、圆周率近似值、球的体积公式、二次和三次方程的解法。同余式和不定方程的解法等方面做出了重要的新贡献。
我国古代数学专著有《勾股圆方图注》、《九章算术注》、《孙子算经》、《五经算术》、《缀术》等。特别应该指出的是,刘徽在《九章算术注》中对《九章算术》的大部分数学方法作了严密的论证,对于一些数学概念提出了明确的解释,为中国数学发展奠定了坚实的理论基础。祖冲之在《缀术》中得出了比刘徽所提出的值更精密的圆周率,成为举世公认的重大成就。贾宪在《黄帝九章算法细草》中提出的“开方作法本源”图和增乘开方法,以及《孙子算经》中的“孙子问题”,《张邱建算经》中的“百鸡问题”、珠算盘和珠算术等等,均在世界数学发展史上有深远影响。 大约在3000年以前中国已经知道自然数的四则运算,这些运算只是一些结果,被保存在古代的文字和典籍中。乘除的运算规则在后来的“孙子算经”(公元三世纪)内有了详细的记载。中国古代是用筹来计数的,在我们古代人民的计数中,己利用了和我们现在相同的位率,用筹记数的方法是以纵的筹表示单位数、百位数、万位数等;用横的筹表示十位数、千位数等,在运算过程中也很明显的表现出来。“孙子算经”用十六字来表明它,“一从十横,百立千僵,千十相望,万百相当。”
和其他古代国家一样,乘法表的产生在中国也很早。乘法表中国古代叫九九,估计在2500年以前中国已有这个表,在那个时候人们便以九九来代表数学。现在我们还能看到汉代遗留下来的木简(公元前一世纪)上面写有九九的乘法口诀。
现有的史料指出,中国古代数学书“九章算术”(约公元一世纪前后)的分数运算法则是世界上最早的文献,“九章算术”的分数四则运算和现在我们所用的几乎完全一样。
古代学习算术也从量的衡量开始认识分数,“孙子算经”(公元三世纪)和“夏候阳算经”(公元六、七世纪)在论分数之前都开始讲度量衡,“夏侯阳算经”卷上在叙述度量衡后又记着:“十乘加一等,百乘加二等,千乘加三等,万乘加四等;十除退一等,百除退二等,千除退三等,万除退四等。”这种以十的方幂来表示位率无疑地也是中国最早发现的。
小数的记法,元朝(公元十三世纪)是用低一格来表示,如13.56作1356 。在算术中还应该提出由公元三世纪“孙子算经”的物不知数题发展到宋朝秦九韶(公元1247年)的大衍求一术,这就是中国剩余定理,相同的方法欧洲在十九世纪才进行研究。
宋朝杨辉所著的书中(公元1274年)有一个1—300以内的因数表,例如297用“三因加一损一”来代表,就是说297=3×11×9,(11=10十1叫加一,9=10—1叫损一)。杨辉还用“连身加”这名词来说明201—300以内的质数。
(二)属于代数方面的材料
从“九章算术”卷八说明方程以后,在数值代数的领域内中国一直保持了光辉的成就。
“九章算术”方程章首先解释正负术是确切不移的,正象我们现在学习初等代数时从正负数的四则运算学起一样,负数的出现便丰富了数的内容。
我们古代的方程在公元前一世纪的时候已有多元方程组、一元二次方程及不定方程几种。一元二次方程是借用几何图形而得到证明。 不定方程的出现在二千多年前的中国是一个值得重视的课题,这比我们现在所熟知的希腊丢番图方程要早三百多年。具有x3+px2+qx=A和x3+px2=A形式的三次方程,中国在公元七世纪的唐代王孝通“缉古算经”已有记载,用“从开立方除之”而求出数字解答(可惜原解法失传了),不难想象王孝通得到这种解法时的愉快程度,他说谁能改动他著作内的一个字可酬以千金。
十一世纪的贾宪已发明了和霍纳(1786—1837)方法相同的数字方程解法,我们也不能忘记十三世纪中国数学家秦九韶在这方面的伟大贡献。
在世界数学史上对方程的原始记载有着不同的形式,但比较起来不得不推中国天元术的简洁明了。四元术是天元术发展的必然产物。
级数是古老的东西,二千多年前的“周髀算经”和“九章算术”都谈到算术级数和几何级数。十四世纪初中国元代朱世杰的级数计算应给予很高的评价,他的有些工作欧洲在十八、九世纪的著作内才有记录。十一世纪时代,中国已有完备的二项式系数表,并且还有这表的编制方法。
历史文献揭示出在计算中有名的盈不足术是由中国传往欧洲的。
内插法的计算,中国可上溯到六世纪的刘焯,并且七世纪末的僧一行有不等间距的内插法计算。
十四世纪以前,属于代数方面许多问题的研究,中国是先进国家之一。
就是到十八,九世纪由李锐(1773—1817),汪莱(1768—1813)到李善兰(1811—1882),他们在这一方面的研究上也都发表了很多的名著。
(三)属于几何方面的材料
自明朝后期(十六世纪)欧几里得“几何原本”中文译本一部分出版之前,中国的几何早已在独立发展着。应该重视古代的许多工艺品以及建筑工程、水利工程上的成就,其中蕴藏了丰富的几何知识。
中国的几何有悠久的历史,可靠的记录从公元前十五世纪谈起,甲骨文内己有规和矩二个字,规是用来画圆的,矩是用来画方的。
汉代石刻中矩的形状类似现在的直角三角形,大约在公元前二世纪左右,中国已记载了有名的勾股定理(勾股二个字的起源比较迟)。
圆和方的研究在古代中国几何发展中占了重要位置。墨子对圆的定义是:“圆,一中同长也。”—个中心到圆周相等的叫圆,这解释要比欧几里得还早一百多年。
在圆周率的计算上有刘歆(?一23)、张衡(78—139)、刘徽(263)、王蕃(219—257)、祖冲之(429—500)、赵友钦(公元十三世纪)等人,其中刘徽、祖冲之、赵友钦的方法和所得的结果举世闻名。
祖冲之所得的结果π=355/133要比欧洲早一千多年。
在刘徽的“九章算术”注中曾多次显露出他对极限概念的天才。 在平面几何中用直角三角形或正方形和在立体几何中用锥体和长方柱体进行移补,这构成中国古代几何的特点。
中国数学家善于把代数上的成就运用到几何上,而又用几何图形来证明代数,数值代数和直观几何有机的配合起来,在实践中获得良好的效果.
正好说明十八、九世纪中国数学家对割圆连比例的研究和项名达(1789—1850)用割圆连比例求出椭圆周长。这都是继承古代方法加以发挥而得到的(当然吸收外来数学的精华也是必要的)。
(四)属于三角方面的材料
三角学的发生由于测量,首先是天文学的发展而产生了球面三角,中国古代天文学很发达,因为要决定恒星的位置很早就有了球面测量的知识;平面测量术在“周牌算经”内已记载若用矩来测量高深远近。
刘徽的割圆术以半径为单位长求圆内正六边形,十二二边形等的每一边长,这答数是和2sinA的值相符(A是圆心角的一半),以后公元十二世纪赵友钦用圆内正四边形起算也同此理,我们可以从刘徽、赵友钦的计算中得出7.5o、15o、22.5o、30o、45o等的正弦函数值。
在古代历法中有计算二十四个节气的日晷影长,地面上直立一个八尺长的“表”,太阳光对这“表”在地面上的射影由于地球公转而每一个节气的影长都不同,这些影长和“八尺之表”的比,构成一个余切函数表(不过当时还没有这个名称)。
十三世纪的中国天文学家郭守敬(1231—1316)曾发现了球面三角上的三个公式。 现在我们所用三角函数名词:正弦,余弦,正切,余切,正割,余割,这都是我国十六世纪已有的名称,那时再加正矢和余矢二个函数叫做八线。
在十七世纪后期中国数学家梅文鼎(1633—1721)已编了一本平面三角和一本球面三角的书,平面三角的书名叫“平三角举要”,包含下列内容:(1)三角函数的定义;(2)解直角三角形和斜三角形;(3)三角形求积,三角形内容圆和容方;(4)测量。这已经和现代平面三角的内容相差不远,梅文鼎还著书讲到三角上有名的积化和差公式。十八世纪以后,中国还出版了不少三角学方面的书籍。
Ⅱ 中国的古代辉煌历史
中国是世界文明最早的发源地之一,传说在公元前4600多年前便有国家体制的出现(目前最早的考古证据显示中国最晚至公元前3700年前出现国家体制),有文字记载的历史有三千年之久。
中国人习惯上说中国有“五千年文明史”(“文明”一词有歧义),但在以史料为依据的历史科学上,至今中国只有三千多年信史被世界公认。现今确认中华文明的发祥地在黄河流域东部。
约在公元前5世纪中原一带的华夏部落逐步进入封建社会。公元前2世纪左右中国已经成为一个统一的多民族集权帝制国家,并拥有丰富的文化典籍。
到公元1世纪左右时,中国已经成为当时世界上最发达的国家之一。在历史上,中国有着几段辉煌时期,包括汉朝、隋唐、明朝。
中国在公元13世纪达到顶峰,成为当时世界上最繁荣的文化及贸易中心。以指南针、造纸术、印刷术、火 药及钟表为首的众多发明对世界的历史与科技发展有重要贡献,并拥有发达的农业及手工业。
(2)中国古代算术辉煌历史扩展阅读
古代成就:
1、二十五史:
《史记》、《汉书》、《后汉书》、《三国志》、《晋书》,
《宋书》、《南齐书》、《梁书》、《陈书》、《魏书》,
《北齐书》、《周书》、《隋书》、《南史》、《北史》,
《旧唐书》、《新唐书》、《旧五代史》、《新五代史》、《宋史》,
《辽史》、《金史》、《元史》、《明史》、《清史稿》。
2、历史朝代歌:
唐尧虞舜夏商周,春秋战国乱悠悠。秦汉三国晋统一,南朝北朝是对头。
隋唐五代又十国,宋元明清帝王休。夏商周秦西东汉,三国两晋南北朝。
隋唐五代和十国,辽宋夏金元明清。夏商和西周,东周分两段,春秋和战国。
一统秦两汉,三分魏蜀吴,二晋前后沿,南北朝并立,隋唐五代传,宋元明清后,王朝至此完。
Ⅲ 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》为代表的数学著作的出现。
《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
世界数学名著。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》有几个显著的特点: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”,才能使数学著作简明严密,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,这就是著名的祖(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》,对保存数学经典著作、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,出现了一批著名的数学家和数学著作,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。现存最早的天元术著作是李冶的《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
位的著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著作,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,介绍西方三角学的著作有《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
通所著《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著书传世的很多,影响较大的有王锡阐《图解》、梅文鼎《梅氏丛书
辑要》(其中数学著作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****学的著作。
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著作。
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》,均译自法文著作;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》与宋元数学著作的收集与注释,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(其中有数学著作传世的不足50人),和明末以来介绍
西方天文数学的传教士41人。这部著作全由“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著作。
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·摩根所著的符号代数学译
本;《决疑数学》是第一部概率论译本。在这些译著中,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,上述一些著作便成为主要教科书。
在翻译西方数学著作的同时,中国学者也进行一些研究,写出一些著作,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。
Ⅳ 中国古代的辉煌历史事件200字
黄河文化源地 四大发明 唐朝是世界文化和经济的中心 宋朝国力军力及火气曾是世界最强 元内 蒙古铁容骑横扫欧亚,东至整个朝鲜半岛,西至今德国玛瑙河上游 即便清朝 在康熙年间也盛极一时 多次击退当时也相当强大的沙皇俄国 版图最南端覆盖整个越南 还有一些有代表性的事 比如丝绸之路 郑和下西洋-海上丝绸之路 8年抗战一样是辉煌的历史 当然还有抗美援朝 美国对所有历史事件都不避讳 唯一在朝鲜战争中对中国人民志愿军不愿意多谈 中国有2000年的历史 而2000年中国仍然是古中国(现在的印度已经不是古印度,埃及也不是古埃及),炎皇子孙屹立世界民族之林,有过衰落,却从未倒下过,这就是最大的辉煌。
Ⅳ 中国古代辉煌的科技成就
元1世纪初期的西汉时期,中国人发明了造纸术,公元105年左右中国科学家蔡伦又改进和提高了版造纸技术权,从而使造纸技术在中国迅速推广开来。
公元3世纪左右,中国人发明了瓷器,这一技术在11世纪传到波斯,由那里经阿拉伯于1470年左右传到意大利以及整个欧洲。到唐朝,中国科学家发明了火药,并在公元9世纪首次将其用于战争之中。在11世纪中期的宋朝,中国科学家发明的指南针和活字印刷技术得到了广泛的应用。
15世纪中期,中国医学家李时珍所著的《本草纲目》成为中国古代医学发展的集大成者。到此时为止,中国古代科学的发展达到了顶峰时期,四大发明已经先后登上了历史舞台。著名英国科学家李约瑟博士认为,中国“在3世纪到13世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平”,现代西方世界所应用的许多发明都来自中国,中国是一个发明的国度。
由于从明代14世纪60年代末始以来,中国对外长期实行“闭关锁国”政策,影响了近代科学技术在中国的传播和发展,并使之处于相对停滞状态。
与此同时,欧洲成为现代科学的发源地,生产力突飞猛进,科学技术获得迅速进展。中国逐渐拉大了与世界先进国家的距离。
Ⅵ 有关中国科技的成就,或者中国的辉煌历史!
中华民族的科技活动有着悠久的历史,曾经为人类发展作出过巨大的贡献,并且在16世纪中期以前一直处于世界科技舞台的中心。早在距今3300多年以前的甲骨文中就有有关日食的记载。距今2500年以前的战国时期问世的《考工记》准确地记载了六种不同成份的铜锡合金及其不同用途。
公元1世纪初期的西汉时期,中国人发明了造纸术,公元105年左右中国科学家蔡伦又改进和提高了造纸技术,从而使造纸技术在中国迅速推广开来。
公元3世纪左右,中国人发明了瓷器,这一技术在11世纪传到波斯,由那里经阿拉伯于1470年左右传到意大利以及整个欧洲。到唐朝,中国科学家发明了火药,并在公元9世纪首次将其用于战争之中。在11世纪中期的宋朝,中国科学家发明的指南针和活字印刷技术得到了广泛的应用。
15世纪中期,中国医学家李时珍所著的《本草纲目》成为中国古代医学发展的集大成者。到此时为止,中国古代科学的发展达到了顶峰时期,四大发明已经先后登上了历史舞台。著名英国科学家李约瑟博士认为,中国“在3世纪到13世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平”,现代西方世界所应用的许多发明都来自中国,中国是一个发明的国度。
由于从明代14世纪60年代末始以来,中国对外长期实行“闭关锁国”政策,影响了近代科学技术在中国的传播和发展,并使之处于相对停滞状态。
与此同时,欧洲成为现代科学的发源地,生产力突飞猛进,科学技术获得迅速进展。中国逐渐拉大了与世界先进国家的距离。
Ⅶ 中国古代数学的辉煌史
张丘建--<张丘建算经>
《张丘建算经》三卷,据钱宝琮考,约成书于公元466~485年间.张丘建,北魏时清河(今山东临清一带)人,生平不详。最小公倍数的应用、等差数列各元素互求以及“百鸡术”等是其主要成就。“百鸡术”是世界著名的不定方程问题。13世纪意大利斐波那契《算经》、15世纪阿拉伯阿尔·卡西<<算术之钥》等著作中均出现有相同的问题。
朱世杰:《四元玉鉴》
朱世杰(1300前后),字汉卿,号松庭,寓居燕山(今北京附近),“以数学名家周游湖海二十余年”,“踵门而学者云集”。朱世杰数学代表作有《算学启蒙》(1299)和《四元玉鉴》(1303)。《算学启蒙》是一部通俗数学名著,曾流传海外,影响了朝鲜、日本数学的发展。《四元玉鉴》则是中国宋元数学高峰的又一个标志,其中最杰出的数学创作有“四元术”(多元高次方程列式与消元解法)、“垛积法”(高阶等差数列求和)与“招差术”(高次内插法)
贾宪:〈〈黄帝九章算经细草〉〉
中国古典数学家在宋元时期达到了高峰,这一发展的序幕是“贾宪三角”(二项展开系数表)的发现及与之密切相关的高次开方法(“增乘开方法”)的创立。贾宪,北宋人,约于1050年左右完成〈〈黄帝九章算经细草〉〉,原书佚失,但其主要内容被杨辉(约13世纪中)著作所抄录,因能传世。杨辉〈〈详解九章算法〉〉(1261)载有“开方作法本源”图,注明“贾宪用此术”。这就是著名的“贾宪三角”,或称“杨辉三角”。〈〈详解九章算法〉〉同时录有贾宪进行高次幂开方的“增乘开方法”。
贾宪三角在西方文献中称“帕斯卡三角”,1654年为法国数学家 B·帕斯卡重新发现。
秦九韶:〈〈数书九章〉〉
秦九韶(约1202~1261),字道吉,四川安岳人,先后在湖北、安徽、江苏、浙江等地做官,1261年左右被贬至梅州(今广东梅县),不久死于任所。秦九韶与李冶、杨辉、朱世杰并称宋元数学四大家。他早年在杭州“访习于太史,又尝从隐君子受数学”,1247年写成著名的〈〈数书九章〉〉。〈〈数书九章〉〉全书共18卷,81题,分九大类(大衍、天时、田域、测望、赋役、钱谷、营建、军旅、市易)。其最重要的数学成就——“大衍总数术”(一次同余组解法)与“正负开方术”(高次方程数值解法),使这部宋代算经在中世纪世界数学史上占有突出的地位。
李冶:《测圆海镜》——开元术
随着高次方程数值求解技术的发展,列方程的方法也相应产生,这就是所谓“开元术”。在传世的宋元数学著作中,首先系统阐述开元术的是李冶的《测圆海镜》。
李冶(1192~1279)原名李治,号敬斋,金代真定栾城人,曾任钧州(今河南禹县)知事,1232年钧州被蒙古军所破,遂隐居治学,被元世祖忽必烈聘为翰林学士,仅一年,便辞官回家。1248年撰成《测圆海镜》,其主要目的就是说明用开元术列方程的方法。“开元术”与现代代数中的列方程法相类似,“立天元一为某某”,相当于“设x为某某”,可以说是符号代数的尝试。李冶还有另一部数学著作《益古演段》(1259),也是讲解开元术的。
刘徽: 《海岛算经》 《九章算术注》 《九章重差图》
263年左右,六会发现当圆内接正多边形的变数无限增加时,多边形的面积则可无限逼近圆面积,即所谓“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆周
合体而无所失矣。”刘徽采用了以直代曲、无限趋近、“内外夹逼”的思想,创立了“割圆术”
《重差》原为《九章算术注》的第十卷,即后来的《海岛算经》,内容是测量目标物的高和远的计算方法。重差法是测量数学中的重要方法。
祖冲之:(公元429年—公元500年)是我国杰出的数学家,科学家。南北朝时期人,汉族人,字文远。他当时就把圆周 率 精确到小数点后7位(3.1415926<圆周率<3.1415927),比西方领先了1500年,并得出355/113的密率,22/7的约率。写书《缀术》,记载了他计算圆周率的方法,不过已经失传。
数学名言
数统治着宇宙。 ——毕达哥拉斯
数学,科学的女皇;数论,数学的女皇。 ——C•F•高斯
上帝创造了整数,所有其余的数都是人造的。 ——L•克隆内克
上帝是一位算术家 ——雅克比
一个没有几分诗人气的数学家永远成不了一个完全的数学家。——维尔斯特拉斯
纯数学这门科学再其现代发展阶段,可以说是人类精神之最具独创性的创造。——怀德海
可以数是属统治着整个量的世界,而算数的四则运算则可以看作是数学家的全部装备。——麦克斯韦
数论是人类知识最古老的一个分支,然而他的一些最深奥的秘密与其最平凡的真理是密切相连的。——史密斯
无限!再也没有其他问题如此深刻地打动过人类的心灵。——D•希尔伯特
发现每一个新的群体在形式上都是数学的,因为我们不可能有其他的指导。——C•G•达尔文
宇宙的伟大建筑是现在开始以纯数学家的面目出现了。——J•H•京斯
这是一个可靠的规律,当数学或哲学著作的作者以模糊深奥的话写作时,他是在胡说八道。——A•N•怀德海
给我五个系数,我将画出一头大象;给我六个系数,大象将会摇动尾巴。——A•L•柯西
纯数学是魔术家真正的魔杖。——诺瓦列斯
如果谁不知道正方形的对角线同边是不可通约的量,那他就不值得人的称号。——柏拉图
整数的简单构成,若干世纪以来一直是使数学获得新生的源泉。——G•D•伯克霍夫
一个数学家越超脱越好。——无名氏
数学不可比拟的永久性和万能性及他对时间和文化背景的独立行是其本质的直接后果。——A•埃博
近现代以来,我国对于数学领域的研究取得的成果并不大,只有老一辈的陈景润等伫立在世界数学的最高峰,但是年轻一辈没有突出的数学大家。