按照易的說法。系詞記載:“上古以結繩之結治,後世聖人易用書而行之。”殷墟出土的甲骨文中有許多數目字。從壹到十,以及百、千和萬都是特殊的符號字符。* * *有13個獨立符號,記數法寫在壹個組合文檔中,包括十進制記數法,最大數為三萬。
計算是中國古代的壹種計算工具,這種計算方法叫做計算。計算的年代無法考證,但可以肯定的是春秋時期計算已經非常普遍。
有兩種方法通過計算籌碼來計算數字,垂直和水平:
123456789
立式
臥式
表示多位數時,采用十進制數值體系,每壹位的數字從左到右排列,縱橫交錯(規則是:壹豎十橫,壹百挺立,千與十相對,壹萬與壹百相等),用壹個空格表示零。計算和融資為加減乘除建立了良好的條件。
計算直到15世紀元末才逐漸被算盤取代,正是在計算的基礎上,中國古代數學取得了輝煌的成就。
在幾何學、歷史記載中。夏本紀說,於霞已經使用了繪圖和測量工具,如規則,矩,標準,繩索等。,並且已經發現了勾股定理的壹個特例(西方稱之為勾股定理)。戰國時期齊國人寫的《驗工書》,總結了當時手工業的技術規範,包括壹些計量內容,涉及到壹些幾何知識,比如角度的概念。
戰國時期百家爭鳴也促進了數學的發展,有些學派還總結概括了許多與數學有關的抽象概念。眾所周知的是莫箐的壹些幾何術語的定義和命題,如“圓,壹個等長”,“平,同高”等等。墨家也給出了有限和無限的定義。《莊子》記載了惠施等人的著名學說,以及桓疃、公孫龍等辯士提出的論題,強調抽象的數學思想,如“最大者無外義,最小者無內義”,“壹尺杵,每日取半,取之不竭”等等。許多幾何概念的這些定義、極限思想等數學命題都是相當有價值的數學思想,但這種重視抽象性和邏輯嚴密性的新思想並沒有得到很好的繼承和發展。
此外,講述陰陽八卦、預測吉兇的《易經》已經從組合數學中萌芽,體現了二進制的思想。這個時期包括了從秦漢到隋唐1000多年的數學發展,依次經歷的朝代是秦漢魏晉南北朝隋唐。
秦漢時期是中國古代數學體系的形成時期。為了將不斷增加的數學知識系統化、理論化,專門的數學書籍相繼出現。
西漢末年(公元前壹世紀)編纂的天文著作《周髀算經》在數學方面的成就主要有兩個:(1)提出了勾股定理的特例和普遍形式;(2)陳子測量太陽高度和距離的方法是後來重力差的先驅。此外,還有更復雜的求根問題和分式運算。
《九章算術》是壹部經過幾代人編纂、刪改的古代數學經典。寫於東漢初年(公元壹世紀)。本書以習題集的形式寫成,* * *收集了246個問題及其解答,分屬於九章:田方、小米、衰落、韶光、上工、平均損失、盈虧、方程、勾股。主要內容包括四個分數和比例算法,各種面積和體積的計算,勾股度量的計算。在代數中,方程壹章中介紹的負數概念和正負數加減定律,是世界上數學史上最早的記載。書上線性方程組的解法和現在中學教的基本壹樣。就《九章算術》的特點而言,它註重應用和理論聯系實際,形成了以計算為中心的數學體系,對中國古代計算產生了深遠的影響。它的壹些成果,如十進制數值體系、現代技能和剩余技能等,也傳到了印度和阿拉伯,並通過這些國家傳到了歐洲,促進了世界數學的發展。
魏晉時期,中國的數學在理論上有了很大的發展。其中,趙爽和劉徽的工作被視為中國古代數學理論體系的開端。趙爽是中國古代最早證明數學定理和公式的數學家之壹,並對《周快舒靜》做了詳細註釋。劉徽註解的《九章算術》,不僅從總體上對原書的方法、公式、定理進行了解釋和推導,而且在論述過程中進行了許多創新,甚至寫出了《孤島計算法》,利用重力差技術解決了與測量有關的問題。劉徽的重要任務之壹就是創造割線,為圓周率的研究奠定了理論基礎,提供了科學算法。
南北朝時期的社會長期處於戰亂和分裂狀態,但數學的發展依然蓬勃。《孫子兵法》、《夏侯陽兵法》、《張秋兵法》都是這個時期的作品。《孫子算經》給出了“事物未知”的問題,引出了壹個同余組問題的求解;《張秋儉suan經》中的“百雞問題”引出三個未知不定方程。
這壹時期最具代表性的是祖沖之和祖日煥的作品。他們在劉徽《九章算術》註釋的基礎上,極大地推進了傳統數學,成為重視數學思維和推理的典範。他們還對天文學做出了傑出的貢獻。他們的書《篆書》已經丟失了。據史料記載,他們在數學上有三大成就:(1)將圓周率計算到小數點後第六位,得到3.1415926
隋朝大規模建築,客觀上促進了數學的發展。唐朝初年,王孝通撰寫了《吉谷suan經》,主要論述了土木工程中土方的計算、工程的分工與驗收以及倉庫、地窖的計算等問題。
唐朝在數學教育方面取得了很大的進步。656年,國子監建立數學館,有數學方面的博士和助教,太史令李等人編註了十本計算書(包括《周丕艾算》、《九章算術》、《島算》、《孫子算》、《張秋算》、《夏侯陽算》、《吉谷算》、《孫子算》)。它在保存古代數學經典方面發揮了重要作用。
另外,隋唐時期由於歷法的需要,建立了二次插值法,為宋元時期的高階插值法奠定了基礎。晚唐時期,計算技術進壹步提高和普及,出現了許多實用的算術書籍,試圖簡化乘除算法。唐朝滅亡後,五代十國依然是軍閥混戰的延續。直到北宋統壹中國,農業、手工業和商業迅速繁榮,科學技術突飛猛進。11世紀至14世紀(宋元),計算數學達到頂峰,是我國古代數學空前繁榮、成果豐碩的鼎盛時期。這壹時期出現了壹批著名的數學家和數學著作,列舉如下:賈憲的《黃帝九章》(165438+20世紀中期)、的《論上古起源》(65438+2世紀中期)、的《數九章》(1247)和。楊輝九章算法(1261)、日常算法(1262)、楊輝算法(1274-1275)、朱世傑算術啟蒙(65438)。
宋元數學在很多領域都達到了中國古代數學的巔峰,甚至在當時的世界上也是如此。主要任務是:
高階方程的數值解:
天算和四元術,即高次方程的立法和求解,是中國數學史上第壹次引入符號,用符號運算解決建立高次方程的問題;
大延拓求法的技巧,即壹組同余的求解,現在叫做中國剩余定理;
募集疊加,即高階插值和高階等差數列求和。
此外,其他成果還包括勾股法的新發展,求解球面直角三角形的研究,縱橫圖(幻方)的研究,小數的具體應用,算盤的出現等等。
這壹時期,民間數學教育也有所發展,中國與伊斯蘭國家之間的數學知識交流也有所發展。這壹時期從14世紀中葉明朝建立到20世紀清朝結束,歷時500多年。數學普遍存在除珠算以外的弱點,涉及珠算的局限性、13世紀考試制度中數學內容的刪減、明代大興八段考試制度等復雜問題。很多中外數學史家至今還在討論其中涉及的原因。16世紀末,西方初等數學開始傳入中國,導致了中國中西數學研究的融合。鴉片戰爭後,近代高等數學開始傳入中國,中國數學轉入以學習西方數學為主的時期。直到19世紀末,中國對近代數學的研究才真正開始。
明朝最大的成就是珠算的普及,出現了很多珠算讀本。直到程大偉的《指揮算術》(1592)的出版,珠算理論才系統化,標誌著從預備到珠算過渡的完成。但由於珠算的普及,計算幾乎消失,以計算為基礎的古代數學逐漸消失,數學長期停滯不前。
隋朝和初唐時期,印度的數學和天文學知識傳入中國,但影響甚微。到16世紀末,西方傳教士開始進入中國,並與中國學者合作翻譯了許多西方數學專著。其中第壹部也是影響最大的是意大利傳教士利瑪竇和徐光啟翻譯的《幾何原本》前六卷(1607),其嚴謹的邏輯體系和翻譯方法受到徐光啟的高度評價。徐光啟自己寫的《度量異同》和《畢達哥拉斯的意義》,應用了《幾何原本》的邏輯推理方法,論證了中國的畢達哥拉斯觀察。此外,《幾何原本》教材中的大部分名詞都是首創,沿用至今。在引進的西方數學中,三角學僅次於幾何學。在此之前,三角學只有零星的知識,後來發展很快。介紹西方三角學的著作有鄧編著的《Dace》(2卷,1631)、《割線圓八線表》(6卷)和賈科莫·羅的《測意》(10卷,1631)。在徐光啟的《崇禎歷書》(卷137、1629-1633)中,介紹了關於圓椎曲線的數學知識。
進入清代後,中西數學的傑出代表梅文鼎堅信中國傳統數學“必精”,對古代名著進行深入研究,同時正確對待西方數學,使其在中國生根發芽,對清代中期的數學研究高潮產生了積極影響。當代數學家包括王羲之和年希堯。
徐光啟等人。
清朝的康熙皇帝喜歡科學研究。他的《數學本質》(53卷,1723)是壹部綜合性的初等數學著作,對當時的數學研究有壹定的影響。
乾嘉年間,以考據為主的乾嘉學派編纂成《四庫全書》,其中的數學著作包括《算經十書》和宋元著作,為保存瀕危的數學典籍作出了重要貢獻。
在傳統數學的研究中,很多數學家都有所發明。例如,焦循、王來和李銳,他們被稱為“三個談論天空的朋友”,做了許多重要的工作。李在《疊積比類》(約1859)中得到了三角自騎垛的求和公式,現在稱為“李恒等式”。這些著作與宋元時期的數學相比是壹個進步。阮元、李銳等人編纂了46卷(1795-1810)的《天文學家和數學家傳》,開創了數學史的研究。
1840鴉片戰爭後,閉關鎖國政策被迫停止。文同館增設了“算術”館,上海江南制造局增設了翻譯館,開啟了第二次翻譯引進的高潮。主要譯者和著作如下:李與英國傳教士威廉合譯的《幾何原本》最後九卷(1857),給中國壹個完整的《幾何原本》漢譯本;代數13(1859);代表微分積,體積18 (1859)。李與英國傳教士艾合譯《圓錐曲線論》3卷,華與英國傳教士約翰·弗萊爾合譯《代數》25卷(1872),《微分積溯源》8卷(1874),《疑數》10卷(1880)。在這些翻譯中,創造了許多數學術語和術語,這些術語和術語壹直沿用至今。
1898年,史靜大學堂成立,文同博物館合並。1905年,廢除科舉,建立西式學校教育,使用的教科書與其他西方國家的教科書相似。這壹時期是20世紀初至今的壹個時期,常以1949新中國成立為標誌分為兩個階段。
中國近代數學是從清末民初的留學開始的。1903較早留學數學的馮祖訓,1908留學美國的鄭,1910留學美國的胡明福和,191911留學美國的蔣力夫,19655。1913留學日本的陳和1915留學比利時的熊清來,1919留學日本的蘇等人。他們大多在回國後成為著名的數學家和數學家,為中國近代數學的發展做出了重要貢獻。其中,胡明福於1917獲得美國哈佛大學博士學位,成為中國第壹位獲得博士學位的數學家。隨著留學生的回歸,世界各地大學的數學教育都有所改善。起初只有北京大學1912建校時成立了數學系,蔣力夫1920在天津南開大學成立了數學系,熊清來1926在東南大學(現南京大學)和清華大學成立了數學系,很快武漢大學、齊魯大學和浙江大學也相繼成立。1930年,熊慶來在清華大學發起成立數學研究部,開始招收研究生。陳省身和吳達仁成為中國最早的數學研究生。20世紀30年代,(1927)、(1934)、華(1936)、(1936)等先後出國留學數學,他們都成為中國近代數學發展的中堅力量。同時,國外的數學家也來中國講學,比如英國的羅素(1920)、美國的伯克霍夫(1934)、奧斯古德(1934)、維納(1935)、法國的阿達瑪(1936)。1935中國數學會成立大會在上海召開,33名代表出席。1936《中國數學會誌》和《數學學報》的出版,標誌著我國現代數學研究的進壹步發展。