中国数学的起源与早期发展

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1、一、中国数学的起源与早期发展据《易•系辞》记载：上古结绳而治，后世圣人易Z以书契」。在殷墟岀土的甲骨文卜辞中有很多记数的文字。从一到十，及百、千、万是专用的记数文字,共有13个独立符号，记数用合文书写，其屮有十进制制的记数法，出现最大的数字为三万。算筹是中国古代的计算工具，而这种计算方法称为筹算。算筹的产生年代已不可考，但可以肯定的是筹算在春秋吋代已很普遍。用算筹记数，有纵、横两种方式，表示一个多位数字时，采用十进位值制，各位值的数目从左到右排列，纵横相间（法则是：一纵十横，百立千僵，千、十相望，万、百相当儿并以空位表示零。算筹为加、减、乘、除等运算建立起良好的条件。筹算直到十五

2、世纪元朝末年才逐渐为珠算所取代，中国古代数学就是在筹算的基础上取得其辉煌成就的。在几何学方面《史记•夏木记》屮说夏禹治水吋已使用了规、矩、准、绳等作图和测量工具，并早已发现「勾三股四弦五」这个勾股定理（西方称勾股定理）的特例。战国时期，齐国人着的《考工记》汇总了当时手工业技术的规范，包含了一些测量的内容，并涉及到一些几何知识，例如角的概念。战国时期的百家争鸣也促进了数学的发展，一些学派还总结和概括出与数学有关的许多抽象概念。著名的有《墨经》中关于某些儿何名词的定义和命题，例如：「圆，一中同长也」、「平，同高也」等等。墨家还给出有穷和无穷的定义。《庄子》记载了惠施等人的名家学说和桓

3、团、公孙龙等辩者提出的论题，强调抽彖的数学思想，例如「至大无外谓Z大一，至小无内谓Z小一」、「一尺Z極，H取其半，万世不竭」等。这些许多儿何概念的定义、极限思想和其它数学命题是相当可贵的数学思想，但这种重视抽象性和逻辑严密性的新思想未能得到很好的继承和发展。此外，讲述阴阳八卦，预言吉凶的《易经》已冇了组合数学的萌芽，并反映出二进制的思想。二、中国数学体系的形成与奠基这一时期包括从秦汉、魏晋、南北朝，共400年间的数学发展丿力史。秦汉是中国古代数学体系的形成吋期，为使不断丰富的数学知识系统化、理论化，数学方面的专书陆续出现。现传中国历史最早的数学专著是1984年在湖北江陵张家山出土

4、的成书于西汉初的汉简《算数书》，与其同时出土的一木汉简历谱所记乃吕后二年（公元前186年），所以该书的成书年代至晚是公元前186年（应该在此前）。西汉末年（公元前一世纪）编纂的《周髀算经》，尽管是谈论盖天说宇宙论的天文学著作，但包含许多数学内容，在数学方面主要有两项成就:（1）提出勾股定理的特例及普遍形式:（2）测太阳高、远的陈子测日法，为后来重差术（勾股测量法）的先驱。此外，还有较复杂的开方问题和分数运算等。《九章算术》是一部经儿代人整理、删补和修订而成的古代数学经典著作，约成书丁东汉初年〔公元前一世纪）。全书采用问题集的形式编写，共收集了246个问题及其解法，分属于方出、粟米

5、、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程和勾股九章。主要内容包括分数四则和比例算法、各种面积和体积的计算、关于勾股测量的计算等。在代数方面，《方程》章屮所引入的负数概念及正负数加减法法则，在世界数学史上都是最早的记载；书中关于线性方程组的解法和现在中学讲授的方法基木相同。就《九章算术》的特点来说，它注重应用，注重理论联系实际，形成了以筹算为中心的数学体系，对中国古算影响深远。它的一些成就如I•进制值制、今有术、盈不足术等述传到印度和阿拉伯，并通过这些国家传到欧洲，促进了世界数学的发展。魏晋吋期中国数学在理论上有了较大的发展。其中赵爽（生卒年代不详）和刘徽（生卒年代不详）的工作被认为

6、是中国占代数学理论体系的开端。三国吴人赵爽是屮国古代对数学定理和公式进行证明的最早的数学家Z—，对《周髀算经》做了详尽的注释，在《勾股圆方图注》中用儿何方法严格证明了勾股定理，他的方法已体现了割补原理的思想。赵爽述提出了用几何方法求解二次方程的新方法。263年，三国魏人刘徽注释《九章算术》，在《九章算术注》中不仅对原书的方法、公式和定理进行一般的解释和推导，系统地阐述了中国传统数学的理论体系与数学原理，I仏冃.在其论述屮多冇创造，在卷1《方田》屮创立割圆术（即用圆内接正多边形面积无限逼近圆面积的办法），为圆周率的研究工作奠定理论基础和提供了科学的算法，他运用“割圆术”得出圆周率的

7、近似值为3927/1250（即3.1416）；在《商功》章中，为解决球体积公式的问题而构造了“牟合方盖”的几何模型，为祖眶获得正确结杲开辟了道路；为建立多面体体积理论，运用极限方法成功地证明了阳马术；他还撰著《海岛算经》，发扬了古代勾股测量术……重差术。南北朝时期的社会t期处于战争和分裂状态，但数学的发展依然蓬勃。出现了《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》等算学著作。约于公元四.五世纪成书的《孙子算经》给出「物不知数」问题并作了解答，导致求解一次同余组问题在中国的滥畅；《