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中国数学发展简史—起源

科普小知识2022-12-25 23:03:56
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如果你看看中国数学发展的历史,不难发现我们祖先的每一步都伴随着奋斗的汗水。

(1)中国数学的起源(古代至西汉末年)

古希腊学者毕达哥拉斯(约580-500年前)有一句名言:“一切都很重要。”事实上,没有数字的世界是不可想象的。

今天,我们将鄙视从1数到10这样的小事。然而,几千年前,我们的祖先为此事煞费苦心。在7000年前,我们的祖先甚至不能数出2或更多的数字。如果他们被问及他们捕获的4种野生动物中有多少,他们会回答说“很多”如果当时有人能数到10,他肯定会被认为是一个杰出的天才。后来,人们会慢慢地用手联系数字。每手牌中有一样东西是2。数到三,他又迷惑了,所以他把第三件事放在他的脚下,这个“难题”就解决了。

就这样,在逐渐的探索中,祖先们从混乱的世界中走了出来。

首先,他们用绳子来数数,然后他们发展成“书法”。他们可以在5000年前写出1到30的数字。到2000多年前的春秋时期,他们的祖先不仅能写3000多种数学,而且有加法和乘法的意识。在周的《鼎》中,有这样一段话:“东宫说:十粒米,留十粒米作一粒米,明年你若买一粒米,就买一粒米。”这篇文章包含一个损益问题。我说的是,如果我借了10捆玉米,然后还回去,我会把它们从我借的10捆换成20捆。如果每隔一年才归还一次,它将不得不从借用时的10包增加到40包。用数学公式表示,即:

10+10=20

20×2=40

除了在计数和算术方面取得巨大进步外,祖先们还开始在书中记录一些数字知识。《周易》是春秋时期(公元前551-479年)孔子修订的经典之一。这种神奇的八卦仍然是中外人们努力的目标。它在数学、天文学、物理学和其他领域发挥着重要作用。

到了战国时期,祖先的数学知识已经远远超过了1~3000的水平。在这个阶段,他们开始培养和播种算术,几何,甚至现代应用数学领域。在算术领域,这四种运算是在这个时期建立的。《管子》、《荀子》、《周一书》等著作中都有关于乘法的论述。分数计算也适用于种植土地和分配粮食。在几何学领域,毕达哥拉斯定理已经出现。在代数领域,负数的概念已经萌芽。对后代来说,最令人惊奇的是“博弈论”在这个时期萌芽。博弈论是现代应用数学领域的一个问题。它是运筹学的一个分支,主要用数学方法来研究利益冲突双方,他们是否有在竞争活动中赢得对方的最佳策略,以及如何找到这些策略。这一数学分支是在本世纪第二次世界大战期间或之后作为一门学科形成的。然而,早在2000年前,战国时期(公元前360-330年)著名军事家孙膑就提出了“马术”问题,这一问题的内容体现了博弈论中力求整体优化的数学思想。《马术比赛》说齐威王想和田吉将军比赛。他们每个人都有一匹高马、一匹中马和一匹低马。田吉的三匹马比齐威王的稍差一些。如果采用同样水平的比赛,田忌肯定会输。田吉焦急万分,不知如何是好。这时,孙膑从侧面指出,田忌用孙膑的方法以2-1赢了齐威王。孙宾用了什么方法?请查看以下示意图:

齐威王,田吉

马上等那匹马

中型马

小马,小马

看到这个,你不觉得我们的祖先很聪明吗?

当历史发展到秦汉时期,祖先们不再在骨头上刻字。他们用毛笔在竹片和木片上写下所有他们需要记住的东西。这种书写的竹片和木片被称为“竹简”或“竹简”。这种简牍在西汉时期流传最广。

从汉简中我们发现,秦汉时期,乘除法的算例数量显著增加,多步乘除法和九九乘法公式也趋于完备。在几何方面,我也有矩形面积计算和体积计算的知识。

这一时期最值得注意的是计数芯片和十进制。有了它们,祖先们不再担心没有合适的计算方法。这套计算系统在中国古代一直使用到唐朝。

计数芯片的确切起源时间仍不清楚。我们所知道的是,计数芯片早在秦汉时期就已经形成了一套系统。要理解筹码是如何计算的,首先必须知道什么是筹码。这些碎片是直径为1点、长度为6点的小棍子。这些棍子是由竹子、木头、骨头、铁、铜等制成的。它们的功能类似于算盘珠子。目前,已经出土了许多批芯片。1971年,在陕西省乾阳县出土的一座长方形男女墓中,人们发现该男子的尸体胯部有一个丝绸带袋,里面有一块骨片。1980年在石家庄南郊出土的一批早期骨片也挂在死者的腰部。从这段引语中可以看出,汉代的知识分子已经普遍使用“算州”了。至于如何使用芯片,根据记录,芯片可以放在特殊的情况下或随机。对于5以下的数字,将放置尽可能多的几个筹码,而对于6到9的4个数字,水平或垂直放置的一个筹码将被用作5,剩余的数字仍然是几个筹码。

为了便于计算,古人规定了垂直和水平表示。垂直符号用于个人,十万位数字;水平表示用于一万个数字,当它为零时,它是空的。

十进制正是我们今天日常生活中常用的十进制方法。也就是说,对于正整数或小数,以十为基础,每十进一,每百进二,每千进三,依此类推。十进制的产生为四则运算的发展创造了良好的条件。