例如,已知最早的數學著作,《周髀算經》、《九章算術》,都是公元前後的作品,大約有兩千年的歷史。讓2000年前的數學書籍流傳到現在,這本身就是壹個偉大的成就。
起初,人們通過復制來學習,並將他們的數學知識傳遞給下壹代。直到北宋時期,隨著印刷術的發展,印刷的數學書籍開始出現,這可能是世界上最早的印刷數學著作。北京圖書館、上海圖書館、北京大學圖書館現存的南宋傳世的《周快Suan經》、《九章算術》等五種數學書籍,更是值得珍藏的珍貴文物。
從漢唐到宋元,歷代都出現了著名的算術書:要麽用中國的傳統方法註釋現存的算術書,並在註釋過程中提出自己的新算法;或者再寫壹本新書,創新創新。在這些流傳下來的古代算術書籍中,凝結著歷代數學家的勞動成果,是歷代數學家留下的寶貴遺產。
計算十書指的是漢唐時期1000多年的十部著名數學著作。它們曾經是隋唐時期國子監數學學科(國營學校數學學科)的教材。這十本算術書的名字分別是:《周篇經》、《九章算術》、《海島算術》、《曹無算術經》、《孫子算術經》、《夏侯陽算術經》、《張求算學經》、《五算術經》、《吉谷算術經》、《篆書》。
在這十部書中,《周髀算經》是最早的。不知道它的作者是誰。據考證,其成書時間不晚於西漢末年(公元前壹世紀)。《周快suan經》不僅是壹部數學著作,更確切地說,它是壹部關於當時壹個天文理論流派——《蓋天說》的天文著作。就數學內容而言,書中用勾股定理記錄了天文計算,還有更復雜的分數計算。當然也不能說這兩種算法直到公元前壹世紀才被人們掌握。只能說明《周並行計算書》是已知資料中比較早的記錄。
《九章算術》是十部算術書中最重要的壹部,它全面完整地介紹了古代數學的各個方面。它對中國古代數學後來發展的影響,就像歐幾裏得的《幾何原本》對西方數學的影響壹樣深遠。在中國,直接作為數學教育的教材使用了壹千年。也影響了外國,朝鮮日本都拿來當教材。
《九章算術》的確切作者我不知道,只知道西漢初年的張蒼(201-152)、耿壽昌等人曾經增刪過。《漢書·藝文誌》中沒有《九章算術》的書名,但有許商、的《算術》壹書,所以有人推斷其中可能也包含了許、杜的著作。1984年,西漢初年湖北江陵張家山墓出土舒舒竹簡。據估計,該書比九章算術早寫了壹個半世紀以上,其內容與九章算術非常相似。有些計算題和九章算術基本相同,說明兩本書有壹定的繼承關系。可以說,《九章算術》是在壹個很長的時期內經過多次修改才逐漸形成的,雖然它的壹些算法可能在西漢以前就已經存在了。如書名所示,全書共分九章,壹* * *收集了246道數學問題,連同每道問題的解法,共分為九類,每類為壹章。
從數學成就來看,首先要提到的是,該書記載了當時世界上最先進的四分法運算和比例算法。書中還記載了用勾股定理解決各種面積和體積問題以及各種測量問題的算法。《九章算術》最重要的成就在代數。書中記載了平方根和平方根的方法,並在此基礎上有了求解壹般壹元二次方程的數值解法(第壹項系數不為負)。還有壹整章是關於解聯立方程的,本質上和現在中學的方法是壹樣的。這比歐洲同類算法早了1500多年。同章,在世界數學史上首次記載了負數的概念和正負數的加減算法。
《九章算術》不僅在中國數學史上占有重要地位,在國外也有深遠影響。在歐洲中世紀,《九章算術》中的壹些算法,如分數、比例等,可能是先傳入印度,再經阿拉伯傳入歐洲的。再比如“余缺”(也可以看作是壹種壹次性插值法),在阿拉伯和歐洲早期的數學著作中被稱為“中國算法”。現在,作為壹部世界著名的科學著作,《九章算術》已經被翻譯成多種語言出版。
《算經十書》第三部是《島上算經》,是三國時期劉徽(約225-295)所作。這本書講的都是用基準測量兩次,三次,最復雜的是四次,解決測量的各種數學問題。這些測量數學是中國古代非常先進的地圖學的數學基礎。此外,劉徽對《九章算術》的註釋工作也很有名。總的來說,這些筆記可以看作是《九章算術》中幾個算法的數學證明。劉徽註釋中的“割線”開創了中國古代計算圓周率的壹個重要方法(見本書第98頁),他還首次將極限的概念應用於解決數學問題。
《十算經》中的其他書也記載了壹些具有世界意義的成就。比如孫子計算中的“不知物數”問題(同余的壹種解法,見本書第106頁),張秋計算中的“百雞”問題(不定方程問題),都是有名的。吉谷舒靜三次方程的解法,尤其是用幾何方法列出三次方程的方法也很有特色。
《篆書》是南北朝著名數學家祖沖之的作品。不幸的是,這本書在唐宋之間的公元十世紀左右丟失了。宋人在出版《算術經十書》時,用當時發現的另壹本算術書來填數。祖沖之的成名作《圓周率的計算》(精確到小數點後第六位),被載入《隋書年鑒》(見本書第101頁)。
十算之書使用的數學術語,如分子、分母、平方根、平方根、正、負、等式等。,壹直沿用到今天,有些已經有近兩千年的歷史了。
從漢到唐,中國古代數學經過壹千多年的發展,已經形成了壹個比較完整的體系。在此基礎上,宋元時期(10世紀至14世紀)又有新的發展。宋元數學發展迅速,數學著作眾多,成就極高,可以說是中國古代數學史上最輝煌的壹頁。
特別是13世紀下半葉,在短短幾十年間,先後出現了秦(1202-1261)、(1192-1279)、楊輝、朱世傑四位著名數學家。所謂宋、元是指流傳至今的這四位大師的數學著作,包括:
秦的九章(公元1247);
葉莉的《圓海鏡》(公元1248)和《壹古衍端》(公元1259);
楊輝詳解九章算法(AD 1261)、日常算法(AD 1262)、楊輝算法(AD 1274-1275),
朱世傑的算術啟蒙(公元1299)和思遠遇見(公元1303)。
《舒舒九章》主要描述了兩個重要成果:高次方程的數值解法和壹次同余解法(分別見119頁和110頁)。書中有些問題要求解十次方程,有些問題的答案多達180個。《圓海鏡》、《壹古衍端》講述了宋元數學的另壹項成就:天術(代數方程見121頁);還講述了直角三角形和內切圓引起的線段之間的關系,這是中國古代數學中特有的幾何。楊輝的作品講述了宋元數學的另壹個重要方面:實用數學和各種簡單算法。這是隨著社會經濟發展而興起的新方向,為算盤的出現創造了條件。朱世傑的《算術啟蒙》是當時啟蒙的教材,由淺入深,循序漸進,直到當時的數學更加高深。《思源遇見》記載了宋元數學的另外兩項成就:四元術(解高階方程問題見本書123頁)和高階等差數列與高階微分法(見本書131頁)。
與西方同類成果相比,宋元時期的這些成果有:高階方程的數值解法比霍納(1786-1837)法早500多年,四元數法比貝佐(1730-1783)法早400多年①,高階差分法比牛頓(65433
宋元典籍記載的輝煌成就再次證明,直到明朝中葉,中國在科技的許多方面都遙遙領先。
宋元以後,明清時期的算術書也很多。比如明代有壹本著名的算術書《算術大壹統》。這是壹本關於算盤的通俗讀物。進入清代後,算術書籍雖多,但像《經典十算》和《宋元算術》中所包含的那樣偉大的成就卻不多見。尤其是明末清初以後的很多計算書,很多都是介紹西方數學的。這反映了西方資本主義發展進入近代科學時期後中國科學技術的逐漸落後,也反映了中國數學逐漸融入世界數學發展大趨勢的壹個過程。
中國數學發展的歷史表明,中國數學為世界數學的發展做出了卓越的貢獻,但只是在近代才逐漸落後。我們深信,通過努力,中國將能夠在數學方面趕上世界。