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数学的发展历程

时间:2022-02-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:这些或横或纵的小棍对我国古代数学的形成和发展起了很大的积极的推动作用。《九章算术》总结了秦汉以前的数学成就,又为汉代之后我国数学理论的研究打下了基础,可以称作是一部不朽的经典数学著作。生活中这种数与量上的变化,使人类逐渐产生了数的意识。在中小学课程中,数学、语文、外语并称三大主干课,世界各国都是如此。

1.算术的由来

在我们刚刚入学时,老师带餐们最先学习的数学知识称为算术,有的学校也称之为算术课,而不叫数学课。你知道这是为什么吗?算术与数学是不是一回事呢?

其实,算术一词的原意是“数和数数的技术”。其实数学是从西方传到中国的称谓,在古代,人们一直称算术。后来随着科学的发展,除了算术,又发明了几何学、微积分学、数理统计等许多方面的数学知识,所以这时候的数学已经不是单纯用于计算了,于是数学界开始沿用西方的叫法统称为数学。探析凝聚了中国古代劳动人民智慧结晶的算术又是怎么产生的。

从字面上分析,算术是指计算的方法,术是方法、手段的意思。在算术产生之前的春秋战国时代,人们使用的计算工具称为“算筹”。它是用一些竹、木或骨制的小棍,按照十进制摆放来表示数字,按一定的规则挪动小棍进行计算,从而解决各种实际问题。这些或横或纵的小棍对我国古代数学的形成和发展起了很大的积极的推动作用。

大约到了汉代,历史上出现了一部数学经典著作——《九章算术》。但是它的作者已经无法认定,这是由于它是在很长时期内,由许多人逐步编写、修改、充实而成的。《九章算术》总结了秦汉以前的数学成就,又为汉代之后我国数学理论的研究打下了基础,可以称作是一部不朽的经典数学著作。

《九章算术》共分九章,各章又按解题法则分成若干类,解题法则叫作“术”,从此“算术”词就产生了。《九章算术》体现了我国古代的算术不仅要重在计算,更要讲求计算的方法(就是“术”)的思想。《九章算术》的内容十分丰富,所列举的问题涉及了社会生产、生活的很多不同方面,的确是劳动人民智慧的结晶。

因为刚入学的学生最先了解数学中数的概念、运算性质等一些十分基本的内容,重在训练学生的计算能力,所以称这时的数学为算术课也是十分恰当的。

2.数学中的“数”是怎么来的?

你知道现在数的数1、2、3……是从哪里来的吗?数又是从什么时候产生的呢?由于它产生的年代太久远了,根本无法考证了。但是有一点可以肯定,数的概念和计数的方法在有文字记载之前就已经发展起来了。考古学家已经证明,人类早在5万年前就采用了一些计数方法进行计数了。

原始时代的人类,每天必须外出打猎和采集野果子等食物维持生活。有的时候运气好的话他们满载而归,运气不好就会双手空空,所以常常是带回来的食物也有时多得吃不完,有时少得吃不饱。生活中这种数与量上的变化,使人类逐渐产生了数的意识。他们想了解“有”与“无”,“多”与“少”的差别,以及“一”与“多”的区别。后来随着社会的进一步发展,简单的计数也不可避免,比如要知道一个部落有多少成员,有多少敌人,一个人也要知道他羊群里的羊是否少了,等等。

那么各地区各民族的人是怎样计数的呢?考古证据表明,人类在采用计数方法时,都不约而同地使用过“一一对应”的方法。比如美洲的印第安人通过收集每个被猎杀者的头皮来计数他们杀敌的数目,非洲的原始人通过积累野猪的牙齿来计数他们所捕野猪的数目,还有的部落的少女,习惯在颈上佩戴铜环,铜环的个数就相当于自己的年龄,甚至有些地区的人们常用的扳手指头计数的习惯都是一一对应的方法。

随着社会交流的需求出现了用语言来表述一定的数目,人们把计数的结果用符号记录下来,称为记数。我国古代文字出现之前就有了结绳记数,象形文字出现后,出现了文字记数,古老的中国在3/000多年前的殷商甲骨文中,就已经有从1到10的全部数字了,后来逐渐演变成了“一、二、三、四、……、十”等后来的中文。

3.关于阿拉伯人创造了阿拉伯数字的传说

1,2,3,4,5,6,7,8,9,0这些数字是我们再熟悉不过的了,它是最基本的数学符号,全世界都通用,我们称之为阿拉伯数字。很多人一直以为阿拉伯数字是阿拉伯人创造出来的,但这并不是事实。

事实上,阿拉伯数字并不是阿拉伯人创造出来的,而是印度人创造出来的。

大约在1/500年以前,印度人就已经采用了一种特殊的字来表示数。这些数字总共10个,而且非常简单,只要一画或两画就可以写成,而这些数字就是今天的阿拉伯数字的原始符号,如下所示。

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后来,由于东西方来往做生意的人渐渐多起来了,经济的发展同时也促进了文化的交流,印度的数字也因此由东方传入了西班牙。

公元8世纪时,西班牙和阿拉伯人发动了战争,侵入西班牙的阿拉伯人觉得这种数字很简单易学,就把它学了回去。后来,又将其流传到了欧洲。在10世纪时,欧洲出现的阿拉伯数字是这样的:

1/2ξζδ∠7∨9/0

可见,这时候人们已经使用0这个符号了。

在使用阿拉伯数字的过程中,人们不断对它进行改进,到了14世纪时,欧洲通用的数字已经变得和现在使用的数字几乎差不多了:

1 2/3×η6/78/90

你看,除了4、5之外,其余的都差不多了。

由于阿拉伯数字比中国的数字、罗马数字都简单易学,因此它们很快地被传播开来,直到今天已经通行全世界了。

阿拉伯数字还没有流传到我国之前,我们国家使用汉字“一二三四”来计数。汉字的“一二三”三个字改变形状比较简单,不过要把“三”字变成“四”字,就必须擦掉重写。这在记录票数的时候很不方便,因为票数的统计是一票一票叠加上去的,必须解决从三变成四,从四变成五的问题。这时候,聪明的中国人就发明了写“正”字的计数方法,因为“正”字刚好也是五笔,而五的倍数是最好的计数数字,要么是整十的数字,要么是十再加上五。所以,最后统计的时候,很容易统计出总数。至于为什么要选“正”字,而不选其他五笔画汉字,应该跟中国人希望万事公正,崇尚正义的美好愿望有很大关联。

4.学好数学这门课的重要性

数学是指研究数与形的科学,凡是有“数量大小”和“形状位置”的事物都离不开数学的知识。由于数学具有抽象性的特点,所以总让学习的人感到枯燥,但有时候它往往会出人意料地不知在什么地方派上用场,让你大吃一惊。

有的同学并不喜欢数学,常常是为了应付考试才去学习。其实中小学课本中讲授的数学知识都是数学的基础内容,是今后生活、工作、学习中必不可少的,如加减乘除,要反复计算,做起来很枯燥,但实际上走到哪里都能用上,买东西算账、丈量土地、做设计,哪一样又能离开数学呢?

从我们上小学一年级开始,直到高中三年级,这十二年的时间中,一直都要学习数学。在中小学课程中,数学、语文、外语并称三大主干课,世界各国都是如此。不知道你是否想过为什么不仅要学习数学,还要学好数学呢?其实这主要有三方面的原因:

第一,数学和语文、外语一样,也是一种语言,它是科学的语言。它使用数字、符号、公式、图像、概念、定理等各种工具,精确而简练地表达世界万物间的数量关系、空间中的位置关系,对于人类认识世界、探索未来起了很重要的作用。

第二,数学对于培养、训练人的理性思维十分有益。如果说语文能用来帮助人们表达感情、愿望、意志、进行形象思维的话,那么数学主要用来进行概括、抽象、推理和论证等理性思维。数学严格精确、从不含糊,对于培养我们的思维能力是必不可少的。

第三,数学用途广泛。小至上街买东西,大到设计飞机、火箭,控制卫星运行,都离不开数学。而且一个国家数学水平的高低,关系到了国家的兴盛与否。可以说,数学是科学发展的基础,它的发展进步,推动了科学技术的向前发展。

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