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我国古代数学有多先进?外国数学家:早点传过来 还有我们啥事啊

时间:2024-06-23 02:38:07

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我国古代数学有多先进?外国数学家:早点传过来 还有我们啥事啊

中国队在国际奥林匹克竞赛获得团体第一名

中国人的数学好是世界公认的,在国际数学奥林匹克竞赛(IMO)竞赛中,中国队以227分的总成绩与美国队并列世界第一。这也是自1985年首次征战IMO以来,中国队拿下的第20次团体第一。我国的数学家像苏步青、华罗庚、陈景润、陈省身、谷超豪等在世界上也非常知名。

但是大家有没有发现我们所学习的数学公式大多数都是外国数学家创立的?比如毕达哥拉斯勾股定理、欧拉恒等式、高斯积分、傅立叶变换等等,难道我们古代的数学比外国差吗?其实不然,我们古代的数学比外国先进太多了,而且很多数学公式的创立都比外国数学家早一两千年!

数学家高斯

我们古代的数学到底有多牛呢?小川带你一起深入探究。

《算经十书》

《算经十书》是从汉朝到唐朝一千多年间十部著名数学著作的总称,曾经是隋唐时期国子监数学科的教科书,。这十部算书包含有《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《五曹算经》、《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》、《五经算术》、《缉古算经》和《缀术》。

这十部算书可以说每一本拿出来都是大牛,除了祖冲之的《缀术》失传以外,每一部对后世的影响都非常大。随便举个例子:

西汉后期的《周髀算经》记载了用勾股定理来进行天文计算和复杂的分数计算。

比西汉还早(具体时间不明)的《九章算术》记载了当时世界最先进的分数四则运算和比例算法,、开平方和开立方、求解一元二次方程等。也是世界数学史上第一次记载负数概念和正负数的加减运算法则,比欧洲早了1500多年。

三国时期的《海岛算经》记载了解决各种测量数学的问题,为测量地图学提供了数学基础,而且首次提出把极限概念应用于解决数学问题。

《九章算术》

拿我们最熟悉的勾股定理来说,在《周髀算经》和《九章算术》中,就已经明确给出了勾股定理的公式:

直到1000多年之后,欧几里德才在《几何原本》中给出了勾股定理的证明。由此可见,勾股定理比外国早了多少年啊?

欧几里德算法

除此之外,《算经十书》里面的分子分母开平方、开立方、正负数、解方程等等,距今至少也有2000多年的历史了,但是我们现在一直沿用至今。

《宋元算书》

《四元玉鉴》

宋元算书指的是宋元时期四位杰出数学家的成就,包括秦九昭的《数学九章》、李治的《测圆海镜》和《益古演段》、杨辉的《详解九章算法》和《杨辉算法》、朱世杰的《算学启蒙》和《四元玉鉴》。举个例子:

《数学九章》:记载了高次方程数值解法和一次同余式解法,书中有的问题要求解十次方程,有的答案竟然有180多个步骤!

《测圆海镜》:记载了天元术,也就是用代数的方法列方程,还有解决直角三角形和内接圆的关系。

《四元玉鉴》:记载了四元术,也就是求解高次方程组,还有高阶等差级数和高级招差法。

秦九昭的方程数值解法比霍纳早500多年,高次方程组解法比贝佐早400多年,高级招差法比牛顿早近400年。

数学家牛顿

一直到明代中叶之前,我国的数学成就跟西方相比,仍然处于遥遥领先的地位。

圆周率、中国剩余定理:没有在世界广泛传播

圆周率:

南北朝时期杰出的数学家祖冲之,经过精确的计算,把圆周率确定在3.1415926和3.1415927之间,精确到小数点后七位,这是什么概念呢?

这个精确度直到1000年以后,15世纪阿拉伯数学家阿尔·卡西和16世纪法国数学家韦达才打破了祖冲之的记录。后来西方数学家可能感觉惭愧了,想把圆周率叫做“祖率”。

除了圆周率,祖冲之还提出了密率。他发现密率π=355/113。密率是分子分母都在1000以内,分数形式的圆周率的最佳近似值,这个近似值给实际的生活运算带来了很大的方便。

祖冲之

而直到1000年之后的荷兰人安托尼兹才发现了“密率”,于是“密率”在数学上就被命名为“安托尼兹率”。

中国剩余定理:

剩余定理是《孙子算经》中的一个问题,在我国古代有一首《孙子歌》说的就是剩余定理:

三人同行七十稀,五数梅花廿一只。七子团圆正半月, 除百令五便得知。

这首歌的意思是:用除以3所得的余数乘上70,加上除以5所得的余数乘以21,再加上除以7所得的余数乘上15,再把它们的乘积加起来,得到的和就能同时被3、5、7整除。如果结果大于105就减去105的倍数,这样就知道所求的数了。

列式为:2×70+3×21+2×15-105×2=23.

其实这就是我们现在小学五年级所学的最小公倍数的问题。但是直到十八、十九世纪的数学家欧拉和高斯才经过深入研究,给出合理的算法。

纵观我数学的发展历史,中国的数学其实一直在世界上遥遥领先,中国的数学也为世界数学的发展做出过卓越的贡献。只是在近代的明末清初以后,由于西方资本主义发展进入科学的时期,我国的数学才逐步地落后于西方。再加上中国数学的语言晦涩难懂,种种的原因,导致了中国的数学著作没有在西方大范围的传播。

如果中国的数学著作早一点传播到外国去,高斯、欧拉、傅立叶、牛顿、欧几德……还有他们什么事呢?

小川微评:古代的数学其实非常先进,前辈们给出的公式不仅实用,而且非常严谨。看到数学书上以外国人命名的公式,作为中国人,心里肯定很不舒服。毕竟,我们比他们提前几千年啊!

参考资料:

《中国古代科技成就》

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