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簡述中國數學發展史上的三個高峰期,談談中國古代數學的特點和局限性。數學史

中國數學發展簡史:開放分類:數學學會

翻開任何壹部中國數學發展史,都不難發現,華夏先輩的每壹步前進都伴隨著奮鬥的汗水。中國的數學起源於上古至西漢末年,隋代中期至元末是中國數學的鼎盛時期。接下來,從元末到清中葉,中國數學發展緩慢。就在中國數學發展緩慢的時候,西方數學已經大踏步前進了,於是在中國數學發展史上,出現了壹個中西數學發展的合流期,大約是1840 ~ 1911年。現代數學的開端主要集中在1911 ~ 1949時期。雖然中國現在在世界數學領域處於落後地位,但未來能否成為贏家還是未知數。

目錄

1的來源

2發展繁榮時期

3全盛時期

4緩慢發展期

5中西合流時期

1的來源

2發展繁榮時期

3全盛時期

4緩慢發展期

5中西合流時期

6現代數學的開端

7中華人民共和國成立後的發展

8古代成就

9個相關條目

10引用

翻開任何壹部中國數學發展史,都不難發現,華夏先輩的每壹步前進都伴隨著奮鬥的汗水。中國的數學起源於上古至西漢末年,隋代中期至元末是中國數學的鼎盛時期。接下來,從元末到清中葉,中國數學發展緩慢。就在中國數學發展緩慢的時候,西方數學已經大踏步前進了,於是在中國數學發展史上,出現了壹個中西數學發展的合流期,大約是1840 ~ 1911年。現代數學的開端主要集中在1911 ~ 1949時期。雖然中國現在在世界數學領域處於落後地位,但未來能否成為贏家還是未知數。

中國數學發展簡史-起源

古希臘學者畢達哥拉斯(約公元前580-500年)有句名言,“萬事皆有數”。的確,壹個沒有數字的世界是不可想象的。

在今天,人們會不屑於從1數到10這樣的小事,但在幾萬年前,這件事卻能讓人煞費苦心。7000年前,他們甚至數不過兩個。如果妳問他們抓了多少只四大野生動物,他們會回答:“很多”。如果當時有人能數到10,那也算是傑出的天才了。後來人們會慢慢把數字和手聯系起來。每只手拿壹樣東西,就是2。數到三的時候,我又被難倒了,於是我把第三個東西放在腳邊,“問題”就解決了。

就這樣,在逐漸的探索中,中華民族的祖先從混沌的世界中走了出來。

先是打結數數,後發展為“書法”。五六千年前,人們可以寫出1 ~ 30的數字。到了2000多年前的春秋時期,祖先們不僅能寫3000多種數學,而且已經有了加減乘除的意識。金文洲《丁》中有壹段話:“東宮曰:交十粒,留十粒為壹粒。明年交了,就交了。”這段話包含了壹個滾利息的問題。也就是說,如果妳借了10捆小米,以後還,就從10捆變成20捆了。如果隔壹年還,就得從借的10捆增加到40捆。用數學公式表示:

10+10=20

20×2=40

除了計數和算法上的巨大進步,中華民族的祖先也開始在書本上記錄壹些數字知識。八卦出現在春秋時期(公元前5565438年+公元前0 ~ 479年)孔子修訂的經典著作之壹《周易》中。這種神奇的八卦至今仍是中外人士的研究對象,在數學、天文、物理等方面發揮著重要作用。

到了戰國時期,數學知識已經遠遠超過了1~3000的水平。在這個階段,他們開始在算術、幾何乃至現代應用數學領域耕耘播種。在算術領域,四則算術運算是在這壹時期建立的,乘法中的公式在《管子》、《荀子》、《周易疏》等著作中已零星出現,分數計算也被應用於種地、分糧。在幾何學領域,出現了勾股定理。在代數領域,負數的概念已經萌芽。最讓後人驚訝的是,在這個時期,出現了“博弈論”的萌芽,這是現代應用數學領域的壹個問題。它是運籌學的壹個分支,主要用數學方法研究利益沖突的兩方在競爭活動中是否有各自的最優策略來贏得對方,以及如何找出這些策略。數學的這壹分支作為壹門學科形成於本世紀第二次世界大戰期間或之後,但早在2000多年前,戰國時期(公元前360-330年)著名軍事家孫臏就提出了“鬥馬”問題,該問題的內容反映了博弈論中力求整體優化的數學思想。“鬥馬”的問題是齊威王要和田忌將軍比試,每人有1匹上中下馬。與齊威王相比,田忌的三匹馬略遜壹籌。如果采用同級別對應的比武方式,田忌無疑會輸,田忌急得不知道怎麽辦。這時孫臏在場邊輕推,田忌用孫臏的方法以2:1拿下齊威王。

孫臏用了什麽方法?請參見下面的示意圖:

齊威王,田忌

壹匹好馬。壹匹好馬。

中等馬,中等馬

劣等馬

看到這裏,妳不覺得我們的祖先真的很聰明嗎?

當歷史推進到秦漢時期,祖先不再在骨頭上刻字。他們用毛筆把需要記住的東西都寫在竹片和木片上。這種寫出來的竹片和木片被稱為“簡”或“解”。這種簡牘或簡牘傳世最多的是西漢時期。

從那些漢簡中我們發現,秦漢時期算術中乘除法的例子明顯增多,也出現了多步乘除法和99-99法的中間公式。在幾何方面,我對矩形面積和體積的計算很有研究。

這個時期最值得註意的是計算和十進制。有了它們,祖先們將不再擔心缺乏合適的計算手段。在中國古代,直到唐朝,壹直使用這套計算系統。

計算和編制的確切起源時間尚不清楚,只知道秦漢前後已經形成體系。

要了解如何計算融資,首先要知道什麽是融資。籌碼是直徑為1,長度為6的小棍。這些棍子的材料有竹、木、骨、鐵和銅。它們的功能類似於算盤珠。目前已出土多批凸起物。1971年,在陜西千陽縣出土的壹座長方形的男女墓中發現,該男子的屍體胯部綁著壹個絲綢袋子,袋子裏裝著壹塊凸起的骨頭。1980石家莊南郊出土的壹批早期骨屑也掛在死者腰上。從引文中可以看出,計算和理財在漢代知識分子中已經普遍存在。至於芯片怎麽用,根據記載是這樣的:計算的時候,把芯片放在壹個特殊的箱子上,或者隨便放。對於5以下的數字,放幾個籌碼,而對於6到9這四個數字,需要用壹個橫的或者豎的籌碼作為5,其余的數字還是放幾個籌碼。

為了計算方便,古人規定了縱橫表示法。豎線表示用於單個、十萬位數;水平表示用於十位數或千位數,當遇到零時,壹位數為空。

十進制正是我們今天日常生活中常用的十進制方法。也就是說,對於正整數或者正小數,以十為基數,每十進壹,每壹百進二,每壹千進三等等。十進制的出現為四則運算的發展創造了良好的條件。

中國數學發展簡史——發展與繁榮時期

中國數學的繁榮時期是西漢末年至隋代中期。這是中國數學理論的第壹個高峰。這個高峰的標誌是數學專著《九章算術》的誕生。九章算術至少有1800年。它的作者是誰?誰編的?到目前為止,還沒有研究。歷史學家只知道它是秦漢時期中國數學知識的結晶,1世紀開始傳播和使用。

本書分為九章:

①正方形場(分數四則運算及求面積的平面形狀法)。

(2)玉米(谷物貿易的計算方法)。

③衰變(分配比的計算方法)。

④少而寬(平方根和開口法)

⑤商功(立體體積法)

⑥等損(管理糧食運輸平均負擔的計算方法)。

⑦盈虧(盈虧問題的解決也涉及到此解決方案可以處理的其他類型的問題)。

⑧方程(線性方程組的求解和正反技巧)。

⑨勾股定理(勾股定理的應用及簡單測量問題的解決)。

書中包含246道數學應用題,每道題都分為問題、答案和技術解答。有的壹題壹技,有的三部,每章內容都與社會生產密切相關。

這本書的誕生,不僅表明中國古代已經形成了完整的數學體系,而且在世界範圍內也很難再找到另壹本具有可比性能的數學專著。

在這壹數學理論發展的高峰時期,除了巨著《九章算術》之外,還出現了劉徽註的《九章算術》,以及他的數學專著《島上算經》、《孫子算經》(作者不詳)、《夏侯陽算經》、《張秋算經》、《祖沖之匯編》等。

這壹時期在數學上取得新成就的傑出人物有三國的趙爽、魏晉的劉徽、南朝的祖沖之。

中國數學發展簡史——鼎盛時期

中國數學的鼎盛時期是隋代中期到元末。

任何國家的科學發展都離不開幹凈開明的社會環境和堅實的經濟基礎。隋代中期到元末,由於統治者總結了推翻王朝的教訓,采取了壹系列開明的政策,經濟迅速發展,科學技術有了很大的提高,而數學作為科學技術的壹部分,也在此時進入了全盛時期。

這壹時期,數學教育的正常化和數學人才的湧現是最重要的特征。

隋朝以前,學校的教育不重視數學,所以沒有數學專業。到了隋代,這種局面被打破,在相當於大學的學校裏,開始設置算術專業。到了唐代,最高學府國子監還設立了數學博物館,裏面博士、助教壹應俱全,培養數學人才。這時,數學教育的重要性也體現在選官問題上。據古書《史》記載,有這樣壹個故事:唐朝有壹個大官,名叫楊失。他要求他的員工推薦壹名優秀的職員來提升。千挑萬選,剩下兩個人的時候,我決定不了要去掉哪壹個。因為這兩個文員各方面條件都壹樣:職位壹樣,“工齡”壹樣,評語也差不多...我該選誰?我別無選擇,只能上交矛盾。得知這個消息後,楊洋也是花了很多時間反復思考,最後決定用壹道數學題來考考他們。他對兩位候選人說:“作為文員,妳的職業決定了妳要有快速計算的能力。如果我出題,誰先答對誰就晉級。”後來第壹個答對的人自然升職了,另壹個人又心悅誠服地回到了原來的位置。這說明唐朝對數學的重視。

主修數學。好的教材不可或缺。這期間,還有李·(?~ AD 714)等人奉朝廷之命,經過研究篩選,規定了國子監計算機圖書館專用教材。這套教材叫《算經十書》,全套十本:《周篇算經》、《九章算經》、《孫子算經》、《曹無算經》、《夏侯陽算經》、《張秋算經》、《海島算經》、《五經算術與作曲》。

對於這套專業教材,國子監還規定了學習期限,建立了每月考壹次的制度。此後,數學教育逐漸完善。

在日益完善的數學教育體系下,湧現出壹代著名的數學大師,即:王曉桐、、其黨、沈括、、賈憲、楊輝、秦、郭守敬、朱世傑...

科學壹直是全人類的財富。當時中國的數學水平很快引起了朝鮮和日本的註意,他們開始向中國派遣留學生和書商。經過壹段時間的學習,關於田地、地租和谷物交換的知識被引入到算法中。國子監的課程和考試制度都被吸收辦學了。從這個角度來說,在這個階段,中國已經走在了世界數學發展的前列。

中國數學發展簡史——緩慢發展時期

接下來,從元末到清中葉,中國數學發展緩慢,幾乎與前面提到的數學盛世黯然失色。

從宋末到元朝中央集權制度建立,連年戰亂肆虐中國大地,科技無人問津,大量寶貴的數學遺產遭受損失。

明朝建立後,生產有過短暫的發展,但由於封建統治的腐敗,很快就衰落了,直到清朝初年才得以緩解。

在這樣壹個政治腐敗,經濟落後,農民起義的環境下,數學陷入低谷也在情理之中。

然而,世界發展的潮流從來不等人。隨著中國數學的衰落,西方數學悄然趕上,反過來滲透到中國。

當西方資本主義開始萌芽的時候,為了謀求發展,天主教傳教士、海盜、商人紛紛湧入中國。他們除了從中國帶走了原材料、市場和廉價勞動力,還帶來了壹些文化知識。

利瑪竇(1552~ 10),意大利人,在65438 ~ 18年來華的傳教士中影響最大。從1583到1599,他在中國肇慶、韶州、南昌、南京等地生活時,結識了許多中國著名學者,如李贄、徐光啟、李贄等。這些人的心態是,他們不滿於空談新儒學,渴望豐富強兵。因此,他們渴望世界上最新的科技成果。利瑪竇的到來無疑起到了壹拍即合的作用。

利瑪竇、徐光啟、李之藻用同壹種語言共同翻譯了兩部數學著作:《幾何原本》和《計算手指》。

其中,《幾何原本》廣受歡迎,幾乎沒有遺漏。雖然當時的拉丁文原著中沒有現成的中國詞匯,但徐光啟克服困難,創造了許多貼切的譯文,使該書達到了信、達、雅的水平。

自利瑪竇與中國學者合作翻譯專著以來,西學東漸的勢頭越來越大。

那麽這個時期中國自己的數學“特長”是什麽呢?這是算盤

隋唐時期,人們開始制定改良計劃。他們試圖簡化計算方法,編造公式...但在飛速發展的數學領域,計算算法必然會被其他算法所取代。

元朝末年,出現了小巧輕便的算盤。人們對這種計算簡單、便於攜帶的新工具喜出望外。有些人甚至把它寫進諺語、詩歌和歌詞中。

珠算的出現很快導致了珠算公式和珠算算法的書籍。16、17世紀,中國大量珠算書籍中,最著名的是程大偉的《直指算術》。珠算普及後,計算自動消失。

中國發明算盤後不久,19歲的法國數學家帕斯卡(公元1623~1662)引進了世界上最早的計算機。目前,雖然世界已經進入計算機時代,但算盤仍然有它的壹席之地。有人試用過,它在加減運算上甚至比小型計算器還快。

中國數學發展簡史——中西合璧

在中國數學發展緩慢的時候,西方數學已經大步向前,所以在中國數學發展史上,出現了壹個中西數學發展的交匯期,大約是1840 ~ 1911年。

如前所述,大約在16世紀,西方傳教士帶來了壹些新的數學知識。雖然有些外國人有個人目標,但無論如何,能引入新知識,對中國數學的進步總是有好處的。但雍正帝1723年登基時,有人提出大量傳教士在華,對其統治不利。皇帝也想了想。當即下令,除了少數在華制定新歷法的外國人,其他傳教士全部留守。

這個順序的後果是,在接下來的100年裏,很難“進口”西方的數學知識;中國的數學家不得不把目光從學習西方新知識轉向研究自己的舊成果。

古代數學的光芒並沒有持續多久。鴉片戰爭失敗,閉關鎖國局面打開,帝國主義列強進來瓜分中國,中國壹度成為半殖民地半封建社會。

65438年至60年代,曾國藩、李鴻章為維護腐敗的清政府,發動了“洋務運動”。此時,以李、徐壽、華為代表的壹批知識分子,作為數學家、科學家、工程師,參與了引進西學、辦廠辦學的活動,通過他們的不懈努力,奠定了中國近代科學技術和近代數學發展的基礎。

1894年洋務運動以軍事失敗告終時,工廠、鐵路、學校依然存在,科技知識得到了壹定程度的傳播。

這個時期的特點是中西合璧。所謂中西合流,並不是全盤西化。數學家在研究傳統數學的同時吸收新方法。壹時間,出現了人才輩出、著述宏富的良好勢頭。

此時,中國數學家已經在冪級數、尖錐技巧等方面獨立取得了壹些微積分成果,在不定分析和組合分析方面也取得了優異的成績。然而,即便如此,在世界同行中,中國仍未達到領先地位。

中國數學發展簡史——現代數學的開端

現代數學的開端主要集中在1911 ~ 1949時期。

到65438+2009年底,20世紀初,中國的數學領域發生了巨大的變化。派出大量留學生,建立新學校,組織學術團體,有專門的期刊。從此,中國進入了現代數學研究階段。

從1847開始,以洪榕為代表的第壹批學生出國,形成了留學高潮。當時每年出國留學的人數達到數千人。他們回國後,組成了壹支在國內不可忽視的現代科學隊伍。

在早期的留學人員中,學習數學的人很少,其中蘇、陳、、周偉良、、華、等人取得了突出的成就。

這樣壹批留學人員回國後,科研、教育、學術交流都有了新的變化。

在科研方面,1949之前,* * *發表論文652篇,雖然數量不多,範圍也僅限於純數學,但其水平並不低於國際同行。要知道,即便是這點微薄的成績,也是克服了政治、經濟等各方面難以想象的困難才取得的。

在教育方面,已經建立了正式的課程,數學的課時比文科多,課本也更新了。到1932年底,我國高校已有壹支155的數學教師隊伍,能夠開設5至10以上的專業課。

學術交流方面,中國數學會成立於7月,1935,創辦了《中國數學會學報》、《數學學報》。1932至1936年舉行的第九屆和10屆國際數學大會有中國人參加。這時,世界各國的數學家被邀請到中國講學,給過去閉門造車的數學領域帶來了現代氣息。

中國數學發展簡史——建國後的發展

從65438年到0949年,新中國成立時,政府非常重視科學事業,盡管國家處於資金匱乏、萬事俱備的窘境。中國科學院成立於1949+065438+10月,數學研究所正式成立於1952年7月。接著,中國數學會和他的刊物又恢復和創建了其他關於數學的專刊,壹些科學家的專著競相發表,為數學研究鋪平了道路。

解放後的18年間,發表的論文數量是解放前的3倍多,其中許多不僅填補了中國過去的空白,而且達到了世界先進水平。

當數學家們奮起直追,試圖恢復中國數學在世界上的先進地位時,壹場無情的風暴席卷了中國。文革十年,社會失控,人心迷茫,科學衰落。在數學的花園裏,除了陳景潤、華和,幾個數學家奮力開出幾朵花,幾乎遍地雕零,壹片空白。

當10的政治災難過去後,人們擡起頭來,看到其他國家的數學研究早已登峰造極,需要付出很大的努力才能趕上。

中華民族歷來有自強不息、堅忍不拔的光榮傳統。浩劫之後,隨著郭沫若先生的精彩文章《科學的春天》的發表,數學園地迎來了萬物復蘇的春天。從65438年到0977年,北京制定了新的數學發展規劃,恢復了數學學會的工作,重新出版了學術雜誌,加強了數學教育,加強了基礎理論研究...

雖然中國現在在世界數學領域處於落後地位,但是要遠遠的知道馬權還是個“X”。

中國數學發展簡史-古代成就

在中國古代數學發展史上,老祖宗拿的金牌都夠開壹個展廳了,這裏只開壹個“單子”,給讀者壹個直觀的印象。

(1)十進制記數法和零的采用。起源於春秋時期,比第二個發明家印度早1000年。

(2)二進制的起源。起源於《周易》中的八卦法,比第二個發明者德國數學家萊布尼茨(公元1646 ~ 1716)早了2000多年。

(3)幾何思想起源。《墨經》起源於戰國時期的翟墨,比第二位發明家歐幾裏得(公元前330-275)早100年。

(4)勾股定理(商高定理)。發明者商高(出自西周)比第二個發明者畢達哥拉斯(公元前580-500年)早550多年。

(5)魔方。我國最早的魔術方法記錄是春秋時期的《論語》、《經》,而在國外,魔方出現在公元2世紀,比我國早600多年。

(6)分數算術和小數。中國完整的分數算術出現在《九章算術》中,其抄本最晚出現在1世紀。同樣的法律出現在7世紀的印度,它被認為是這個法律的“鼻祖”。中國比印度早500多年。

中國用的是西方1200年前的最小公倍數。早在1100多年前,西方就使用了小數。

(7)負數的發現。這壹發現最早見於《九章算術》,比印度早600多年,比西方早1600年。

(8)盈余不是手術。又稱雙假定位法。最早見於《九章算術》第七章。在世界上,直到公元13世紀,歐洲才出現同樣的方法,比中國晚了1200多年。

(9)方程技術。最早出現在《九章算術》中,其中解線性方程組的方法比印度早600多年,比歐洲早1500年。在用矩陣排列法解線性方程組方面,中國比世界其他國家早1800年。

(10)最準確的pi“祖率”。比世界上其他國家早1000多年。

(11)等積原理。又稱“祖宣”原則。保持1100年的世界紀錄。

(12)二次插值法。隋代天文學家劉卓首先發明,比世界亞軍牛頓(1642 ~ 1727)早1000多年。

(13)乘除法。在現代數學中,也叫霍納法。我國宋代數學家賈憲最早發明於公元11世紀,比英國數學家霍納(公元1786~1837)提出的時間早了約800年。

(14)楊輝三角。它實際上是壹個二項式展開系數表。最初是賈憲創造的,見於他的《黃帝九章精草算法》壹書中。後來此書失傳,南宋人楊輝在其《九章算法詳解》中編了此表,故名“楊輝三角”。

在世界上,除了中國的賈憲和楊輝,第二個發明者是法國數學家帕斯卡(公元1623~1662)。他的發明時間是1653,比賈憲晚了近600年。

(15)中國的剩余定理。其實就是解聯立壹次同余的方法。這種方法最早見於孫子的計算。1801年,德國數學家高斯(公元1777~1855)在《算術探究》中提出了這個解法。西方人認為這種方法是世界首創,稱之為“高斯定理”,但比中國晚。

(16)數字高次方程法,又稱“天體術”。金元時期,中國數學家葉莉發明了設未知數的方程法,並在計算中巧妙地表達出來。這種方法比世界上其他國家早了300多年,為以後多元高次方程的求解奠定了良好的基礎。

(17)呼喚差異。即高階等差數列求和法。自北宋以來,中國許多數學家都研究過這個問題。到了元代,朱世傑首先發明了叫差術,總能解決這個問題。在世界上,比朱時傑晚了近400年的牛頓得到了同樣的公式。