中国数学历史发展概况
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他早年系统地学习过《九章算术》,并以“注”的形式将其研究成果 记载下来,完成了《九章算术注》。 《九章算术》成书的确切起始年代无法确定,只知在汉代就曾经 过北汉平侯张苍(约前200年)和大司农中丞耿寿昌(约前50年)的
《算数书》,1984年从湖北张家山古墓中发掘出土的。据考证,算 数书》是公元前206年-前179年的一部数学著作,它以实际应用问 题的形式编纂 。
• 《九章算术》 是中国古代的一本传世数学名著,一直作为中国传
统数学的代表作,现在传世的是三国时代刘徽于263年完成的注释本。
刘徽布衣出身,生平不详。从他的《九章算术注》自序中可以知道:
“
明代邵雍的易图数学结构
2.2
先秦显学中的数学思想
儒家以“九数”为核心,具有鲜明的政治和人文色彩,并以 《周易》象数学宇宙论为哲学依托;墨家则以几何学为核心,具有 一定的抽象性和思辨性,以《墨经》的逻辑学为其论说的工具。 • 孔子(前 551~前479 )的“六艺”中的“周官九数”(方田、粟 米、差分、少广、商功、均输、方程、赢不足、旁要 )是《九章 算术》的雏形 • 墨子(前468~前376)的抽象概念和逻辑知识: 三个逻辑方法:“以名举实,以辞抒意,以说出故。以类取,以 类予”,具有比较明确的逻辑思维形式,非常类似演绎数学中的定 义、定理和证明。对几何中的几何形状、几何性质、空间关系提出 了明确的定义。论述了推理(说)的各种形式。 • 惠施(约前370~前318)对无穷性质的认识 :“一尺之棰,日取 其半,万世不竭” ;“镟矢之疾有不行不止之时”。
社会历史背景条件
相对封闭的疆域 大河背景下的农耕文化 集中的王权
中国数学的特点
形成了以计算为核心的算法理论 具有浓郁应用色彩
中国数学的成就
第一部数学著作《九章算术》(大约公元前二百年 左右) 公元3世纪至13世纪,创造了许多领先于其它民族的 众多数学成果,形成国家数学教育的体制
2.1《周易》与中国传统数学
太极八卦图
源自文库
四盘磨卜骨上的字符
2.1.2 《周易》揲法——大衍演算
《周易》中占筮确定取爻的方法称为“揲法”,所谓“一十八变得 一卦”。朱熹(1130~1200)对揲法的解说如下: (1)蓍策总数是50根,去其一(象征太一,即太极),实际用于占算 的是49根; (2)把它们任意分成两部分(象征天地“两仪”),从第一部分里取 出一根不参与计算,(叫“挂一”,配上“两仪”,象征天地人“三 才”);(3)对于第一部分的蓍策,每4根一组数出,叫“揲四”, (象征春夏秋冬四时); (4)将所余的“奇数”(为1,2,3,4四数之一)根蓍策,夹在左手 指间,(叫“归奇于扐”,象征闰年); (5)将第二部分蓍策也照(3)、(4)办理。于是两部分“归奇”的 蓍数非4即8,加上“挂一”的一根,共5或9根,完成了“第一变”。
后来改用蓍草,“天子之蓍九尺,诸侯七尺,大夫五尺,士三尺。”
《周易》由《易经》和《易传》两部分组成。自汉代开始,许多 算学家都热衷于将算法与《周易》相联系。刘徽在《九章算术注》的
序中就写道:“昔在包牺氏始画八卦,以通神明之德,以类万物之情。
作九九之术,以合六爻之变。”
2.1.1
从数(表)演进为爻
《易经》中利用爻卦的变化预测吉凶,分别用“—”与“--”表示阳 爻和阴爻 。构成八卦、六十四别卦 研究认为,《周易》中爻的符号“—”、“--”是由数字或数表演进而 来的。理由是: 其一,卦辞中,当对卦画进行解释时,总是用数“九”和“六”分别 表示阳爻和阴爻。 其二,考古发现商代甲骨文或陶器上有不少由六组数(每组三个数字) 组成的数表 ,所用的数字逐渐增加一、六的使用频率,别的数字似乎有不用 的趋势。大约在周初(约公元前1066),就只有一和六这两个数字了。 学者认为:用数字表示占卜的结果,数“一”表示奇数,读数九的音; 数“六”仍读六,表示偶数。由于古代六字的符号是“∧”,这样数“一” 与“∧”就具有爻的形象了。以后“∧”字形逐渐变平,最后一分为二,成 为阴爻“--”的表示形式。
2.1.3
组合数学的思想——洛书与河图
宋代的九宫格
明代的洛书
出《 河尚 仪易 ,书 遂》 生有 则中 四太 其解河 象极 文释图 ,, 以说的 四是 画:解 八“释 象生 卦河, 生两 ,图在 八仪 谓,历 卦, 之八史 。两 河卦上 图 有 ” 图中每个阳、阴爻分别代表数9与 。 ; 伏多 ”羲种 数6,其中数字的配置依照“九六”说, 王说 天法 是一种均衡的数字配置。在八卦中,相对 下。 称的卦象,如乾与坤,其象数之和均为45。 , 其 龙中 它与洛书中1至9的数字之和相同 马
将“归奇”的蓍数(5或9根)不用,用余下44或40蓍参与第二 变的计算,操作方法仿上述(2)~(5),此时“归奇”的蓍数仍然 是非4即8。第三变揲法仿第二变,用蓍32或36,或40根,三变后余下
蓍策的根数或36,或32,或28,或24根,均为4的倍数。最后,将第
三变的余蓍除以4则得九、八、七、六。并称九为老阳,六为老阴,
七为少阳,八为少阴。揲蓍的目的,就是为了取到这四个数中的一个。
让阳数对应阴卦,阴数对应阴卦,于是数字变成了爻象。
历从 史中 渊国 算筹 中国古人称数学为算学 源古 代 的 占 筮 工 具 和 方 法 中 , 不 难 发 “数学”一词相当于我国古代的“算术” 现 中 数学一词,在中国最早出现在12世纪宋代数学家秦九韶的著作中。他国 传 指出“物生有象,象生有数,乘除推阐,务究造化之源者,是数学”。 统 数 学
2.3 中国传统数学理论的研究
公元1世纪至8世纪初,改变了先前只追求算法、不研 究算理的学风,开始给出概念的定义,进行推理论证,取 得了许多世界领先的成果,同时涌现出一批杰出数学家
2.3.1 刘徽与《九章算术注》
西汉年间,中国有了专门的数学著作:《许商算 术》、《杜忠算术》、《算数书》和《九章算术》,其 中前两部著作早已失传。
《周易》是我国古代专讲卜筮的书,约成书于殷商时期 ,在古代
中国众多的儒、道典籍中,《周易》是包含数学内容最丰富的著作。
“卜”是使用一定的工具弄出来、以决定事情吉凶的兆象。中 国人常用龟甲和兽骨为占卜工具。“筮”是按一定规则得到特定的数 字,并用它来预测事情的吉凶 , “筮”字由“竹”字和“巫”字构成。
《算数书》,1984年从湖北张家山古墓中发掘出土的。据考证,算 数书》是公元前206年-前179年的一部数学著作,它以实际应用问 题的形式编纂 。
• 《九章算术》 是中国古代的一本传世数学名著,一直作为中国传
统数学的代表作,现在传世的是三国时代刘徽于263年完成的注释本。
刘徽布衣出身,生平不详。从他的《九章算术注》自序中可以知道:
“
明代邵雍的易图数学结构
2.2
先秦显学中的数学思想
儒家以“九数”为核心,具有鲜明的政治和人文色彩,并以 《周易》象数学宇宙论为哲学依托;墨家则以几何学为核心,具有 一定的抽象性和思辨性,以《墨经》的逻辑学为其论说的工具。 • 孔子(前 551~前479 )的“六艺”中的“周官九数”(方田、粟 米、差分、少广、商功、均输、方程、赢不足、旁要 )是《九章 算术》的雏形 • 墨子(前468~前376)的抽象概念和逻辑知识: 三个逻辑方法:“以名举实,以辞抒意,以说出故。以类取,以 类予”,具有比较明确的逻辑思维形式,非常类似演绎数学中的定 义、定理和证明。对几何中的几何形状、几何性质、空间关系提出 了明确的定义。论述了推理(说)的各种形式。 • 惠施(约前370~前318)对无穷性质的认识 :“一尺之棰,日取 其半,万世不竭” ;“镟矢之疾有不行不止之时”。
社会历史背景条件
相对封闭的疆域 大河背景下的农耕文化 集中的王权
中国数学的特点
形成了以计算为核心的算法理论 具有浓郁应用色彩
中国数学的成就
第一部数学著作《九章算术》(大约公元前二百年 左右) 公元3世纪至13世纪,创造了许多领先于其它民族的 众多数学成果,形成国家数学教育的体制
2.1《周易》与中国传统数学
太极八卦图
源自文库
四盘磨卜骨上的字符
2.1.2 《周易》揲法——大衍演算
《周易》中占筮确定取爻的方法称为“揲法”,所谓“一十八变得 一卦”。朱熹(1130~1200)对揲法的解说如下: (1)蓍策总数是50根,去其一(象征太一,即太极),实际用于占算 的是49根; (2)把它们任意分成两部分(象征天地“两仪”),从第一部分里取 出一根不参与计算,(叫“挂一”,配上“两仪”,象征天地人“三 才”);(3)对于第一部分的蓍策,每4根一组数出,叫“揲四”, (象征春夏秋冬四时); (4)将所余的“奇数”(为1,2,3,4四数之一)根蓍策,夹在左手 指间,(叫“归奇于扐”,象征闰年); (5)将第二部分蓍策也照(3)、(4)办理。于是两部分“归奇”的 蓍数非4即8,加上“挂一”的一根,共5或9根,完成了“第一变”。
后来改用蓍草,“天子之蓍九尺,诸侯七尺,大夫五尺,士三尺。”
《周易》由《易经》和《易传》两部分组成。自汉代开始,许多 算学家都热衷于将算法与《周易》相联系。刘徽在《九章算术注》的
序中就写道:“昔在包牺氏始画八卦,以通神明之德,以类万物之情。
作九九之术,以合六爻之变。”
2.1.1
从数(表)演进为爻
《易经》中利用爻卦的变化预测吉凶,分别用“—”与“--”表示阳 爻和阴爻 。构成八卦、六十四别卦 研究认为,《周易》中爻的符号“—”、“--”是由数字或数表演进而 来的。理由是: 其一,卦辞中,当对卦画进行解释时,总是用数“九”和“六”分别 表示阳爻和阴爻。 其二,考古发现商代甲骨文或陶器上有不少由六组数(每组三个数字) 组成的数表 ,所用的数字逐渐增加一、六的使用频率,别的数字似乎有不用 的趋势。大约在周初(约公元前1066),就只有一和六这两个数字了。 学者认为:用数字表示占卜的结果,数“一”表示奇数,读数九的音; 数“六”仍读六,表示偶数。由于古代六字的符号是“∧”,这样数“一” 与“∧”就具有爻的形象了。以后“∧”字形逐渐变平,最后一分为二,成 为阴爻“--”的表示形式。
2.1.3
组合数学的思想——洛书与河图
宋代的九宫格
明代的洛书
出《 河尚 仪易 ,书 遂》 生有 则中 四太 其解河 象极 文释图 ,, 以说的 四是 画:解 八“释 象生 卦河, 生两 ,图在 八仪 谓,历 卦, 之八史 。两 河卦上 图 有 ” 图中每个阳、阴爻分别代表数9与 。 ; 伏多 ”羲种 数6,其中数字的配置依照“九六”说, 王说 天法 是一种均衡的数字配置。在八卦中,相对 下。 称的卦象,如乾与坤,其象数之和均为45。 , 其 龙中 它与洛书中1至9的数字之和相同 马
将“归奇”的蓍数(5或9根)不用,用余下44或40蓍参与第二 变的计算,操作方法仿上述(2)~(5),此时“归奇”的蓍数仍然 是非4即8。第三变揲法仿第二变,用蓍32或36,或40根,三变后余下
蓍策的根数或36,或32,或28,或24根,均为4的倍数。最后,将第
三变的余蓍除以4则得九、八、七、六。并称九为老阳,六为老阴,
七为少阳,八为少阴。揲蓍的目的,就是为了取到这四个数中的一个。
让阳数对应阴卦,阴数对应阴卦,于是数字变成了爻象。
历从 史中 渊国 算筹 中国古人称数学为算学 源古 代 的 占 筮 工 具 和 方 法 中 , 不 难 发 “数学”一词相当于我国古代的“算术” 现 中 数学一词,在中国最早出现在12世纪宋代数学家秦九韶的著作中。他国 传 指出“物生有象,象生有数,乘除推阐,务究造化之源者,是数学”。 统 数 学
2.3 中国传统数学理论的研究
公元1世纪至8世纪初,改变了先前只追求算法、不研 究算理的学风,开始给出概念的定义,进行推理论证,取 得了许多世界领先的成果,同时涌现出一批杰出数学家
2.3.1 刘徽与《九章算术注》
西汉年间,中国有了专门的数学著作:《许商算 术》、《杜忠算术》、《算数书》和《九章算术》,其 中前两部著作早已失传。
《周易》是我国古代专讲卜筮的书,约成书于殷商时期 ,在古代
中国众多的儒、道典籍中,《周易》是包含数学内容最丰富的著作。
“卜”是使用一定的工具弄出来、以决定事情吉凶的兆象。中 国人常用龟甲和兽骨为占卜工具。“筮”是按一定规则得到特定的数 字,并用它来预测事情的吉凶 , “筮”字由“竹”字和“巫”字构成。