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中華數學極簡史:我們祖先的數學成就,很早就甩出國外好幾條大街

作者:我方特邀作者逗叔

在中美貿易戰中,任正非提出:“國家若要強盛,數學是基礎。”

其實在歷史上,我國的數學在很長的一段時間裡,甩出國外好幾條大街。不信,且聽逗叔跟您說叨說叨。

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逗叔的記憶中,很久很久很久很久以前有一位數學家名叫趙爽(182年-250年)。

趙爽是三國時期東吳的數學家,他所作的《周髀算經注》內有一篇《勾股圓方圖注》,總結了東漢時期勾股算術的重要成果,最早給出並證明了有關勾股弦三邊及其和、差關係的20多個命題。

此人一生不可謂不爽!

接著讓逗叔想得起來的人叫劉徽(約225年-約295年)。

他老人家是中國古典數學理論的奠基人之一,代表作有《九章算術注》和《海島算經》。

《九章算術注》成書大概在東漢之初,總共有246個問題的解法。書中的很多知識都屬於當時的高科技,如解聯立方程,分數四則運算,正負數運算,幾何圖形的體積面積計算等等……

光聽這些名詞,在那遙遠的年代,會是多麽高大上的數學理念啊!

因為網文篇幅有限,不宜寫太多,逗叔就隨便拿出劉徽的一個貢獻,來說明一下中國古代數學比挖掘機還強——

劉徽曾用割圓術證明圓面積的精確公式,並給出計算圓周率的科學方法,得到π=3.1416,被稱為“徽率”。後來,祖衝之又將圓周率精算到小數點後第七位,所以又稱“祖率”。

辣麽這個時候,外國人在幹什麽呢?

昏睡中——直到16世紀,阿拉伯數學家阿爾·卡西才打破了這一紀錄。

有首歌詞這樣唱道:“昏睡百年,國人漸已醒……”

在圓周率問題上,外國人昏睡了十多個世紀!!!

2

中華數學界,能人輩出,到了北宋,又出個數學大咖——賈憲。

賈憲的主要貢獻是創造了“賈憲三角”和“增乘開方法”,“增乘開方法”即求高次冪的正根法。

賈憲搞出“增乘開方法”後770年,歐洲人率先甦醒,歐洲數學家霍納(公元1819年)終於也想明白了這回事兒。

中國的數學家真是牛,不是領先他國一點點,而是領先七百年呐。七百年,大唐盛世上演二回都綽綽有余!

北宋到南宋,方向換了一下,中國數學家的成色依舊——秦九韶 (約1202--1261)於1247年寫成著名的《數書九章》。

秦九韶的重大成就是創造了"大衍求一術",被稱為"中國剩餘定理"。他所論的"正負開方術",被稱為"秦九韶程序",達到了當時世界數學的最高水準。

直到現在,世界各國的數學課程,還都在借秦大師的光呢,你說厲害不厲害?

和秦九韶並稱為"宋元數學四大家"的還有楊輝、李冶、朱世傑,個個身手了得,是數學界的綠林好漢——該出手時就出手!

3

同為南宋的數學家楊輝,可謂著作等身。

楊輝是世界上第一位排出豐富的縱橫圖和討論其構成規律的數學家,他在《續古摘奇算法》中介紹了各種形式的"縱橫圖"及有關的構造方法。

世界第一!中華民族的智力絕對不輸給任何民族!!!

數學家李冶(1192年-1279年),1248年撰成《測圓海鏡》,主要說明用天元術列方程的方法。

“天元術”又是個什麽高精尖?

“天元術”與現代代數中的列方程法相類似,如“立天元一為某某”,相當於“設x為某某“,可以說是符號代數的嘗試。

後來李冶還寫了本《益古演段》,也講解了“天元術”。李冶這是跟代數乾上了,他怎麽著也算得上是代數學的開創者之一吧。

宋元數學四大家中,最後一位好漢是元代數學家朱世傑(1249年-1314年)。

朱世傑有"中世紀世界最偉大的數學家"之譽,他在"天元術"的基礎上發展出了"四元術",也就是大家所熟悉的“列出四元高次多項式方程,以及消元求解的方法”。

作為中世紀世界最偉大的數學家之一,朱世傑肯定有好多把刷子,逗叔最喜歡的是他在幾何方面的貢獻。朱世傑深入研究勾股形內及圓內各幾何元素的數量關係,發現了兩個重要定理——射影定理和弦冪定理。

他在立體幾何中也注意到圖形內各元素的關係,朱世傑的工作,使得幾何研究的對象由圖形整體深入到圖形內部,這是古人在數學思想領域的一大拓展。

4

逗叔在此隻截取明清以前的數學史與大家分享,而中國歷史上還有很多大數學家,比如子承父業、發明“祖暅原理”的祖暅(祖衝之之子),怕老婆出名的沈括,發明渾天儀、地動儀的張衡……隨手拈來,不勝枚舉。

在中國近代史上則更多了,華羅庚、徐光啟、陳省身、丘成桐、陳景潤、蘇步青、熊慶來……還有更多默默為祖國科技事業奉獻著自己力量的數學家們。

數學是科學的基礎,很難想象,一個數學不強的民族能濟身於世界強國之列。

我們的國家,有著悠久的歷史,也有著無數傑出的數學家,在絕大部分的歷史段上,我國是數學領域的領跑者,而且是絕對優勢。

雖然現在在某些方面,我國因為昏睡百年而略有落後,但誰又能懷疑一個千年數學大國的學習能力呢?

我們的祖先早已把他們的智慧烙進每位炎皇子孫的思想裡,只要我們不放棄數學,我們的科技必將領先。

時代讓我們崛起,乾吧,還客氣什麽呐!文中參考:

參考資料:《劉徽評傳》、《楊輝算法》

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