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数学的源头

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:数学已经广泛地影响着人类的生活和思想,是形成现代文化的主要力量。恩格斯曾经说过,数学是数和形的学问,它是研究空间形式和数量关系的科学。数是代数;形就是几何,它是数学的两大主干。几何培养的是知觉能力和洞察力,而代数则是数量关系的科学,它培养的是逻辑思维的能力,因此,数学是逻辑的产物。中国是建立数学理论体系最早的国家之一。中国的古人就是把它们作为计数的工具。

数学不仅是一种方法、一门艺术或一门语言,数学更主要是一门有着丰富内容的知识体系,其内容对自然科学家、社会科学家、哲学家、逻辑学家和艺术家十分有用,同时影响着政治家和神学家的学说”。数学已经广泛地影响着人类的生活和思想,是形成现代文化的主要力量。因而数学史是从一个侧面反映的人类文化史,又是人类文明史的最重要的组成部分。

数学的希腊语意思是“学问的基础”,也是数据思维的艺术。

数学作为一门古老的学科,是伴随着人类文明的产生而产生的,迄今为止,至少有四五千年的历史。因此,数学是人们在生产斗争和科学实践中逐渐形成和发展而成的。数学最初的概念和原理在远古时代就产生了,经过四千多年世界各个民族的共同努力,才发展到今天这样分支众多、内容丰富、应用广泛的庞大系统,建立起探索宇宙奥秘的工具体系。

恩格斯曾经说过,数学是数和形的学问,它是研究空间形式和数量关系的科学。数是代数;形就是几何,它是数学的两大主干。几何培养的是知觉能力和洞察力,而代数则是数量关系的科学,它培养的是逻辑思维的能力,因此,数学是逻辑的产物。

中国是建立数学理论体系最早的国家之一。从古代的结绳记事开始,数字就逐步成为人类把握自然和社会脉搏的一种方式。

据《易·系辞》记载:“上古结绳而治,后世圣人易之以书契”。早在三千多年前的商代中期,在甲骨文中产生了一套十进制数字和记数法,最大的数字为三万。与此同时,殷人在观测天象的过程中,用十个天干和十二个地支组成六十甲子,用来记日、记月、记年。伏羲用阴(--)、阳(-)符号构成八卦表示8种事物,后来周文王遭陷害而被殷王纣囚禁在羑里整七年,在狱中演算发展为64卦。到了春秋战国时期,筹算已普遍应用,其记数法是十进位制。在这期间,数的概念从整数扩充到分数和负数,并且建立了数的四则运算的算术系统。

从数学的另一大分支几何方面看,4500年前就有测量工作所用的规、矩、准、绳,在实践中总结出圆方平直的概念。公元前1100年左右,西周数学家商高就知道“勾三股四弦五”的勾股定理,早于希腊的毕达哥拉斯定理五百到六百年。春秋末战国初的墨子在《墨经》中给出了一些数学定义,包含有许多算术、几何方面的知识和无穷、极限的概念。

虽然,在这一时期,中国古代数学的发展水平居于世界各民族的领先水平,但由于生产力水平较低,产品生产极其有限,人们的实践活动对数学并没有那么高的要求,因此,只是在长期实践中逐渐形成了数的概念,初步掌握了数的运算方法,积累了几何学的一些知识,但这些知识是碎片的、零散的,既没有形成体系,缺少逻辑因素,又没有命题的证明。

这里,我们说说算筹。

2000多年前的春秋战国时期,我们的祖先计数往往都用几道杠表示,这就是算筹,它是世界最古老的计算工具,用算筹进行计数的计算方法称为筹算。那么,什么是算筹呢?所谓算筹就是一根根长短粗细一样的竹条或木棍,有点类似今天吃饭用的筷子,一般长为13~14厘米,径粗0.2~0.3厘米,有的还用兽骨、象牙或金属制成。中国的古人就是把它们作为计数的工具。此外,蓍草也是当时计数工具的一种,这些都统称为筹策。老子在《道德经》中说道“善数不用筹策”,意思是说,精于计算的人根本不用筹策,这正从另一个角度说明一般人计数的时候都用筹策。刘邦在评价韩信时也说过“运筹策于帷幄之中,决胜于千里之外。”由此可见,筹策是那个年代常见的计算工具。

秦代末年,楚汉相争,项羽与刘邦对峙争夺天下。这时,有一谋士劝刘邦将被秦国灭亡的齐、楚、燕、韩、赵、魏六国王室的后代都找出来,重新建立六国,这样就可以借助他们的力量一起攻打楚霸王项羽。刘邦觉得有道理,也准备接受这个建议。一天,刘邦正吃饭,张良来了,刘邦征求他的意见,张良说万万不可。张良边说边用刘邦跟前的筷子做筹码,来分析恢复六国之后的利弊。这叫借箸代筹,箸就是筷子,筹就是算筹。张良筹算之后,刘邦恍然大悟,吓得差点把嘴里的饭吐了出来,于是就破口大骂,非要把出主意的那个谋士宰了不可。

算筹的产生年代不得而知,但筹算在春秋时期就普遍使用,它为加、减、乘、除等运算建立起良好的条件,直到十五世纪元朝末年珠算的产生,算筹才逐渐被取代,可以说,中国古代数学就是在筹算的基础上不断发展并取得其辉煌成就的。

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