中国古代数学思想
(2017-02-16 10:55:55)分类: 直观数学 |
世界数学的发展,在西方,以古希腊数学为代表,偏重于逻辑演绎,形式公理化的特色;在东方,则以中国传统数学为代表,以计算见长,形成算法化的特色。所以,中国古代数学,核心是算数;算数之术,就是算术。算,即说明中国的数学更加实用,服务于生活遇到的问题之中。
《墨经》中的数学概念。
在百家争鸣的春秋时代,墨家和名家为辩论的需要提出过不少数学概念的定义。其中《墨经》中最为集中。
[经]平,同高也。
[经]中,同长也。
[经]圜,一中同长也。
[经]同长,以正相尽也。
以上四条对“平”、“中”(即中心)、“圜”(即圆)、“同长”等下了定义。其中圜的定义最为精彩,“一中同长”指出了圆的特征:有一个中心,从中心到圆周的距离处处相等。
[经]端,体之无序而最前者也。
端,同长指物体的最前端,或线段的两极端。“序”是顺序、次序的意思。物体与物体顺次相依就是“有序”,于是根据“端”的意思,它应该有以下特征:第一,无序,即端不可能处于某部分之后,它只能处于物体的最前处;第二,无同,由于最前者是唯一的,因此一处不能有两个端。
《墨经》中涉及的问题还有很多,无穷问题,同异问题,加倍问题;虚实问题,相交、相比、相次问题等。但是,由于它的出发点不是为了组建几何理论,也不是为了建立几何论证的基础,因此,《墨经》对几何概念的选择、命名以及阐发与欧氏《几何原本的本质的不同。
《九章算术》中的数学概念
《九章算术》有二百四十六个数学问题及答案和术文组成,结按算法分属方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程、勾股等九章。
九章的内容如下:
“方田”是土地形状的特征,说明该章专讲各种形状地亩面积的计算,涉及的数学内容主要是平面图形面积的求法和分数的四则运算。
“粟米”是谷物品种的特征,说明该章专讲各种谷物之间的换算,涉及的数学内容主要是比率算法。
“衰分”意为按经率分配,该章专讲分配问题的解法,涉及的数学内容仍是比率算法,但难度较粟米章的算法难度要高,是它基础上发展的。
“少广”名称比较奇特,中国长方形的底、高为广、从,从,长方形的面积给定后,广,从之间存在着广多从少和广少从多的关系。该章专讲专讲给定长方形面积或长方形体积求其边长的方法,设计得数学内容为开平方和开立方。作为这类问题的扩充,该章最后提出了两题已知球的体积而求其直径,即所谓“开立圆”的问题。
“商功”意为工程大小的估计,说明该章专讲开渠作堤、堆粮筑城等工程的计算和用工多少的确定,涉及的数学内容主要是立方图形体积的计算。
“均输”意为平均输送,说明该章专讲按人口多少、路途远近、谷物贵贱推算赋税及徭役的方法,涉及数学内容主要在衰分章基础上发展起来的比率算法。
“盈不足”是中国数学的一种专门算法――盈不足术的代称,说明该章专讲盈不足(包括两盈、盈不足、不足适足等)的问题的算法,以及将一般算术问题化为盈不足问题的方法,涉及的数学内容主要是假设法和基于直线内插思想的比率算法。
“方程”指由数字排列而成的方形表达式,演算“方程”的方法成为方程术,说明该章专讲列置和演算“方程”的方法,涉及的数学内容主要是线性方程组相当的理论和正负数运算法则。
“勾股”,指直角三角形,说明该章专讲有关直角三角形的理论,涉及的数学内容主要是勾股定理和及其应用。
从上述内容简介中可以看出,《九章算术》不仅内容丰富而且具有实用性强,以及以算为主,数形结合的特点。这个特点在全书的体系结构中也有明显的表现。《九章算术》的体系是中国数学理论体系的典型代表。这个体系的基本机构是:以解题为中心,在题中给出算法,根据算法组建理论体系。