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我過古代第壹部數學是什麽?有那些內容?

現在所知道的最早的數學著作《周髀算經》和《九章算術》,它們都是公元紀元前後的作品,到現在已有兩千年左右的歷史了。能夠使兩千年前的數學書籍流傳到現在,這本身就是壹項了不起的成就。

開始,人們是用抄寫的方法進行學習並且把數學知識傳給下壹代的。直到北宋,隨著印刷術的發展,開始出現印刷本的數學書籍,這恐怕是世界上印刷本數學著作的最早出現。現在收藏於北京圖書館、上海圖書館、北京大學圖書館的傳世南宋本《周髀算經》、《九章算術》等五種數學書籍,更是值得珍重的寶貴文物。

從漢唐時期到宋元時期,歷代都有著名算書出現:或是用中國傳統的方法給已有的算書作註解,在註解過程中提出自己新的算法;或是另寫新書,創新說,立新意。在這些流傳下來的古算書中凝聚著歷代數學家的勞動成果,它們是歷代數學家***同留下來的寶貴遺產。

《算經十書》

《算經十書》是指漢、唐壹千多年間的十部著名數學著作,它們曾經是隋唐時候國子監算學科(國家所設學校的數學科)的教科書。十部算書的名字是:《周髀算經》、《九章算術》、《海島算經》、《五曹算經》、《孫子算經》、《夏侯陽算經》、《張丘建算經》、《五經算術》、《緝古算經》、《綴術》。

這十部算書,以《周髀算經》為最早,不知道它的作者是誰,據考證,它成書的年代當不晚於西漢後期(公元前壹世紀)。《周髀算經》不僅是數學著作,更確切地說,它是講述當時的壹派天文學學說——“蓋天說”的天文著作。就其中的數學內容來說,書中記載了用勾股定理來進行的天文計算,還有比較復雜的分數計算。當然不能說這兩項算法都是到公元前壹世紀才為人們所掌握,它僅僅說明在現在已經知道的資料中,《周髀算經》是比較早的記載。

對古代數學的各個方面全面完整地進行敘述的是《九章算術》,它是十部算書中最重要的壹部。它對以後中國古代數學發展所產生的影響,正像古希臘歐幾裏得(約前330—前275)《幾何原本》對西方數學所產生的影響壹樣,是非常深刻的。在中國,它在壹千幾百年間被直接用作數學教育的教科書。它還影響到國外,朝鮮和日本也都曾拿它當作教科書。

《九章算術》,也不知道確實的作者是誰,只知道西漢早期的著名數學家張蒼(前201—前152)、耿壽昌等人都曾經對它進行過增訂刪補。《漢書·藝文誌》中沒有《九章算術》的書名,但是有許商、杜忠二人所著的《算術》,因此有人推斷其中或者也含有許、杜二人的工作。1984年,湖北江陵張家山西漢早期古墓出土《算數書》書簡,67 推算成書當比《九章算術》早壹個半世紀以上,內容和《九章算術》極相類似,有些算題和《九章算術》算題文句也基本相同,可見兩書有某些繼承關系。可以說《九章算術》是在長時期裏經過多次修改逐漸形成的,雖然其中的某些算法可能早在西漢之前就已經有了。正如書名所反映的,全書***分九章,壹***搜集了二百四十六個數學問題,連同每個問題的解法,分為九大類,每類算是壹章。

從數學成就上看,首先應該提到的是:書中記載了當時世界上最先進的分數四則運算和比例算法。書中還記載有解決各種面積和體積問題的算法以及利用勾股定理進行測量的各種問題。《九章算術》中最重要的成就是在代數方面,書中記載了開平方和開立方的方法,並且在這基礎上有了求解壹般壹元二次方程(首項系數不是負)的數值解法。還有整整壹章是講述聯立壹次方程解法的,這種解法實質上和現在中學裏所講的方法是壹致的。這要比歐洲同類算法早出壹千五百多年。在同壹章中,還在世界數學史上第壹次記載了負數概念和正負數的加減法運算法則。

《九章算術》不僅在中國數學史上占有重要地位,它的影響還遠及國外。在歐洲中世紀,《九章算術》中的某些算法,例如分數和比例,就有可能先傳入印度再經阿拉伯傳入歐洲。再如“盈不足”(也可以算是壹種壹次內插法),在阿拉伯和歐洲早期的數學著作中,就被稱作“中國算法”。現在,作為壹部世界科學名著,《九章算術》已經被譯成許多種文字出版。

《算經十書》中的第三部是《海島算經》,它是三國時期劉徽(約225—約295)所作。這部書中講述的都是利用標桿進行兩次、三次、最復雜的是四次測量來解決各種測量數學的問題。這些測量數學,正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》所作的註釋工作也是很有名的。壹般地說,可以把這些註釋看成是《九章算術》中若幹算法的數學證明。劉徽註中的“割圓術”開創了中國古代圓周率計算方面的重要方法(參見本書第98頁),他還首次把極限概念應用於解決數學問題。

《算經十書》的其余幾部書也記載有壹些具有世界意義的成就。例如《孫子算經》中的“物不知數”問題(壹次同余式解法,參見本書第106頁),《張丘建算經》中的“百雞問題”(不定方程問題)等等都比較著名。而《緝古算經》中的三次方程解法,特別是其中所講述的用幾何方法列三次方程的方法,也是很具特色的。

《綴術》是南北朝時期著名數學家祖沖之的著作。很可惜,這部書在唐宋之際公元十世紀前後失傳了。宋人刊刻《算經十書》的時候就用當時找到的另壹部算書《數術記遺》來充數。祖沖之的著名工作——關於圓周率的計算(精確到第六位小數),記載在《隋書·律歷誌》中(參見本書第101頁)。

《算經十書》中用過的數學名詞,如分子、分母、開平方、開立方、正、負、方程等等,都壹直沿用到今天,有的已有近兩千年的歷史了。

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