數學史
『壹』 中國數學史是怎樣的
在四大文明古國中,中國數學持續繁榮時期最為長久。在古代著作《世本》中就已提到黃帝使「隸首作算數」,但這只是傳說。
在殷商甲骨文記錄中,中國已經使用完整的十進制記數,春秋戰國時代,又開始出現嚴格的十進位制籌算計數。籌算作為中國古代的計算工具,是中國古代數學對人類文明的特殊貢獻。
五千多年前的仰韶文化時期的彩陶器上,繪有多種幾何圖形,仰韶文化遺址中還出土了六角和九角形的陶環,說明當時已有一些簡單的幾何知識。
我國是世界上最早使用十進制計數的國家之一。商代甲骨文中已有十進制計數,最大數字為三萬。商和西周時已掌握自然數的簡單運算,已會運用倍數。
從公元前後至公元14世紀,中國古典數學先後經歷了三次發展高潮,即秦漢時期、魏晉南北朝時期和宋元時期,並在宋元時期達到頂峰。
秦漢是中國古代數學體系形成的時期,它的主要標志是算術已成為一個專門的學科,以及以《九章算術》為代表的數學著作的出現。
成書於東漢初年的《九章算術》,是秦漢封建社會創立並鞏固時期數學發展的總結,就其數學成就來說,堪稱是世界數學名著。書中已經有分數四則運算、開平方與開立方以及二次方程數值解法、各種面積和體積公式、線性方程組解法、正負數運算的加減法則、勾股定理和求勾股數的方法等,水平都是很高的。其中方程組解法和正負數加減法則在當時的世界數學發展上是遙遙領先的。
秦漢時期的數學多強調實用性,偏重於與當時生產、生活密切相結合的數學問題及其解法。《九章算術》後來傳到了日本、歐洲等國家,對世界數學的發展作出了很大的貢獻。
魏、晉時期出現的玄學到南北朝時非常繁榮,玄學掙脫了漢儒經學的束縛,思想比較活躍;它詰辯求勝,又能運用邏輯思維,分析義理,這些都有利於數學從理論上加以提高。其中吳國趙爽注《周髀算經》,魏末晉初劉徽撰《<九章算術>注》以及《九章重差圖》都是出現在這個時期。他們為中國古代數學體系奠定了理論基礎。
趙爽是中國古代對數學定理和公式進行證明與推導的最早的數學家之一,他在《周髀算經》書中補充的「勾股圓方圖及注」和「日高圖及注」是十分重要的數學文獻。在「勾股圓方圖及注」中他提出用弦圖證明勾股定理和解勾股形的五個公式;在「日高圖及注」中,他用圖形面積證明漢代普遍應用的重差公式,趙爽的工作是具有開創性的,在中國古代數學發展中佔有重要地位。劉徽的《<九章算術>注》不僅是對《九章算術》中提到的方法、公式和定理進行了一般的解釋和推導,而且在論述的過程中有很大的發展。劉徽還創造割圓術,利用極限的思想證明圓的面積公式,並首次用理論的方法計算圓周率,他還用無窮分割的方法證明了直角方錐與直角四面體的體積比恆為2:1,解決了一般立體體積的關鍵問題。在證明方錐、圓柱、圓錐、圓台的體積時,劉徽為徹底解決球的體積提出了正確途徑,但他並沒有給出公式。東晉以後,中國長期處於戰爭和南北分裂的狀態,經濟文化也開始南移,這促進了南方數學的快速發展。這一時期的代表有祖沖之和他的兒子祖暅,祖沖之父子在劉徽《<九章算術>注》的基礎上,把傳統數學大大向前推進了一步。他們計算出圓周率在3.1415926-3.1415927之間,使中國在圓周率計算方面,比西方領先約一千年之久。而他的兒子祖暅則總結了劉徽的有關工作,提出「冪勢既同則積不容異」,即等高的兩立體,若其任意高處的水平截面積相等,則這兩立體體積相等,這就是著名的祖暅公理。祖暅應用這個公理,解決了劉徽尚未解決的球體積公式。
宋元時期,農業、手工業、商業空前繁榮,科學技術突飛猛進,火葯、指南針、印刷術三大發明就是在這種經濟高漲的情況下得到廣泛應用。一些數學書籍的印刷出版,為數學發展創造了良好的條件。在這期間,出現了一批著名的數學家和數學著作,如賈憲的《黃帝九章演算法細草》,劉益的《議古根源》,秦九韶的《數書九章》,李冶的《測圓海鏡》和《益古演段》,楊輝的《詳解九章演算法》《日用演算法》和《楊輝演算法》,朱世傑的《算學啟蒙》《四元玉鑒》等,在很多領域都達到古代數學的高峰,其中一些成就也是當時世界數學的高峰。
元代天文學家王恂、郭守敬等在《授時歷》中解決了三次函數的內插值問題。中國古代計算技術改革的高潮也是出現在宋元時期。宋元歷史文獻中載有大量這個時期的實用算術書目,其數量遠比唐代為多,改革的主要內容仍是乘除法。在演算法改革的同時,穿珠算盤在北宋可能已出現。但如果把現代珠算看成是既有穿珠算盤,又有一套完善的演算法和口訣,那麼應該說它最後完成於元代。
中國從明代開始進入了封建社會的晚期,16世紀末以後,西方初等數學陸續傳入中國,使中國數學研究出現一個中西融合貫通的局面;鴉片戰爭以後,近代數學開始傳入中國,中國數學便轉入一個以學習西方數學為主的時期;到19世紀末20世紀初,近代數學研究才真正開始。一些人開始出國學習數學,較早出國學習數學的有1903年留日的馮祖荀,1908年留美的鄭之蕃,1910年留美的胡明復和趙元任,1911年留美的姜立夫,1912年留法的何魯,1919年留日的蘇步青等人。其中胡明復1917年取得美國哈佛大學博士學位,成為第一位獲得博士學位的中國數學家。他們中的多數回國後成為著名數學家和數學教育家,為中國近現代數學發展作出重要貢獻。
隨著留學人員的回國,各地大學的數學教育也有了起色。最初只有北京大學設有數學系,後來天津南開大學、東南大學(今南京大學)和清華大學等也相繼建立數學系,不久武漢大學、齊魯大學、浙江大學、中山大學也陸續設立了數學系,到1932年各地已有32所大學設立了數學系或數理系。1935年還成立了中國數學會,並且《中國數學會學報》和《數學雜志》相繼問世,這些都標志著中國現代數學研究的進一步發展。
『貳』 數學史的介紹
數學史是研究數學科學發生發展及其規律的科學,簡單地說就是研究數學的歷史。它回不僅追溯數學內容、思答想和方法的演變、發展過程,而且還探索影響這種過程的各種因素,以及歷史上數學科學的發展對人類文明所帶來的影響。因此,數學史研究對象不僅包括具體的數學內容,而且涉及歷史學、哲學、文化學、宗教等社會科學與人文科學內容,是一門交叉性學科。
『叄』 數學史的數學的故事
華羅庚一生都是在國難中掙扎。他常說他的一生中曾遭遇三大劫難。自先是在他童年時,家貧,失學,患重病,腿殘廢。第二次劫難是抗日戰爭期間,孤立閉塞,資料圖書缺乏。第三次劫難是「文化大革命」,家被查抄,手槁散失,禁止他去圖書館,將他的助手與學生分配到外地等。在這等惡劣的環境下,要堅持工作,做出成就,需付出何等努力,需怎樣堅強的毅力是可想而知的.早在40年代,華羅庚已是世界數論界的領袖數學家之一。但他不滿足,不停步,寧肯另起爐灶,離開數論,去研究他不熟悉的代數與復分析,這又需要何等的毅力尋勇氣!華羅庚善於用幾句形象化的語言將深刻的道理說出來。這些語言簡意深,富於哲理,令人難忘。早在SO年代,他就提出「天才在於積累,聰明在於勤奮」。華羅庚雖然聰明過人,但從不提及自己的天分,而把比聰明重要得多的「勤奮」與「積累」作為成功的鑰匙,反復教育年青人,要他們學數學做到「拳不離手,曲不離口」,經常鍛煉自己。50年代中期,針對當時數學研究所有些青年,做出一些成果後,產生自滿情緒,或在同一水平上不斷寫論文的傾問,華羅庚及時提出:「要有速度,還要有加速度。」所謂「速度」就是要出成果,所謂『加速度」就是成果的質量要不斷提高。「文化大革命」剛結束的,一些人,特別是青年人受到不良社會風氣的影響,某些部門,急於求成,頻繁地要求報成績、評獎金等不符合科學規律的做法,導致了學風敗壞。表現在粗製濫造,爭名奪利,任意吹噓。1978年他在中國數學會成都會議上語重心長地提出:「早發表,晚評價。」後來又進一步提出:「努力在我,評價在人。」這實際上提出了科學發展及評價科學工作的客觀規律,即科學工作要經過歷史檢驗才能逐步確定其真實價值,這是不依賴人的主觀意志為轉移的客觀規律。」華羅庚從不隱諱自己的弱點,只要能求得學問,他寧肯暴露弱點。在他古稀之年去英國訪問時,他把成語「不要班門弄斧」改成「弄斧必到班門」來鼓勵自己。實際上,前一句話是要人隱諱缺點,不要暴露。華羅庚每到一個大學,是講別人專長的東西,從而得到幫助呢,還是對別人不專長的,把講學變成形式主義走過場?華羅庚選擇前者,也就是「弄等必到班門」。早在50年代,華羅庚在《數論導引》的序言里就把搞數學比作下棋,號召大家找高手下,即與大數學家較量。中國象棋有個規則,那就是「觀棋不語真君子,落子無悔大丈夫」。1981年,在淮南煤礦的一次演講中,華羅康指出:「觀棋不語非君子,互相幫助;落子有悔大丈夫,改正缺點。」意思是當你見到別人搞的東西有毛病時,一定要說,另一方面,當你發現自己搞的東西有毛病時,一定要修正。這才是「君子」與「丈夫」。針對一些人遇到困難就退縮,缺乏堅持到底的精神,華羅庚在給金壇中學寫的條幅中寫道:「人說不到黃河心不死,我說到了黃河心更堅。」人老了,精力要衰退,這是自然規律。華羅庚深知年齡是不饒人的。1979年在英國時,他指出:「村老易空,人老易松,科學之道,戒之以空,戒之以松,我願一輩子從實以終。」這也可以說是他以最大的決心向自己的衰老作抗衡的「決心書」,以此鞭策他自己。在華羅索第二次心肌梗塞發病的,在醫院中仍堅持工作,他指出:「我的哲學不是生命盡量延長,而是晝多做工作。」生病就該聽醫生的話,好好休息。但他這種頑強的精神還是可貴的。總之,華羅庚的一切論述都貫穿一個總的精神,就是不斷拼搏,不斷奮進。
『肆』 數學史小故事
德國著名大科學家高斯(1777~1855)出生在一個貧窮的家庭。高斯在還不會講話就自己學計算,在三歲時有一天晚上他看著父親在算工錢時,還糾正父親計算的錯誤。
長大後他成為當代最傑出的天文學家、數學家。他在物理的電磁學方面有一些貢獻,現在電磁學的一個單位就是用他的名字命名。數學家們則稱呼他為「數學王子」。
他八歲時進入鄉村小學讀書。教數學的老師是一個從城裡來的人,覺得在一個窮鄉僻壤教幾個小猢猻讀書,真是大材小用。而他又有些偏見:窮人的孩子天生都是笨蛋,教這些蠢笨的孩子念書不必認真,如果有機會還應該處罰他們,使自己在這枯燥的生活里添一些樂趣。
這一天正是數學教師情緒低落的一天。同學們看到老師那抑鬱的臉孔,心裡畏縮起來,知道老師又會在今天捉這些學生處罰了。
「你們今天替我算從1加2加3一直到100的和。誰算不出來就罰他不能回家吃午飯。」老師講了這句話後就一言不發的拿起一本小說坐在椅子上看去了。
教室里的小朋友們拿起石板開始計算:「1加2等於3,3加3等於6,6加4等於10……」一些小朋友加到一個數後就擦掉石板上的結果,再加下去,數越來越大,很不好算。有些孩子的小臉孔漲紅了,有些手心、額上滲出了汗來。
還不到半個小時,小高斯拿起了他的石板走上前去。「老師,答案是不是這樣?」
老師頭也不抬,揮著那肥厚的手,說:「去,回去再算!錯了。」他想不可能這么快就會有答案了。
可是高斯卻站著不動,把石板伸向老師面前:「老師!我想這個答案是對的。」
數學老師本來想怒吼起來,可是一看石板上整整齊齊寫了這樣的數:5050,他驚奇起來,因為他自己曾經算過,得到的數也是5050,這個8歲的小鬼怎麼這樣快就得到了這個數值呢?
高斯解釋他發現的一個方法,這個方法就是古時希臘人和中國人用來計算級數1+2+3+…+n的方法。高斯的發現使老師覺得羞愧,覺得自己以前目空一切和輕視窮人家的孩子的觀點是不對的。他以後也認真教起書來,並且還常從城裡買些數學書自己進修並借給高斯看。在他的鼓勵下,高斯以後便在數學上作了一些重要的研究了。
『伍』 數學史梗概
中國數學史
(一) 中國的起源與早期發展
據《易.系辭》記載:「上古結繩而治,後世聖人易之以書契」。甲骨文卜辭中有很多記數的文字。從一到十,及百、千、萬是專用的記數文字,共有13個獨立符號,記數用合文書寫,其中有十進制制的記數法,出現最大的數字為三萬。
1、 算籌
算籌是中國古代的計算工具,而這種計算方法稱為籌算。算籌的產生年代已不可考,但可以肯定的是籌算在春秋時代已很普遍。
用算籌記數,有縱、橫兩種方式:
表示一個多位數字時,採用十進位值制,各位值的數目從左到右排列,縱橫相間〔法則是:一縱十橫,百立千僵,千、十相望,萬、百相當〕,並以空位表示零。算籌為加、減、乘、除等運算建立起良好的條件。
在幾何學方面《史記.夏本記》中說夏禹治水時已使用了規、矩、准、繩等作圖和測量工具,並早已發現「勾三股四弦五」這個勾股定理〔西方稱勾股定理〕的特例。戰國時期,齊國人著的《考工記》匯總了當時手工業技術的規范,包含了一些測量的內容,並涉及到一些幾何知識,例如角的概念。
戰國時期的百家爭鳴也促進了數學的發展,一些學派還總結和概括出與數學有關的許多抽象概念。著名的有《墨經》中關於某些幾何名詞的定義和命題,例如:「圓,一中同長也」、「平,同高也」等等。墨家還給出有窮和無窮的定義。《莊子》記載了惠施等人的名家學說和桓團、公孫龍等辯者提出的論題,強調抽象的數學思想,例如「至大無外謂之大一,至小無內謂之小一」、「一尺之棰,日取其半,萬世不竭」等。這些許多幾何概念的定義、極限思想和其它數學命題是相當可貴的數學思想,但這種重視抽象性和邏輯嚴密性的新思想未能得到很好的繼承和發展。
此外,講述陰陽八卦,預言吉凶的《易經》已有了組合數學的萌芽,並反映出二進制的思想。
1、中國數學體系的形成與奠基
這一時期包括從秦漢、魏晉、南北朝,共400年間的數學發展歷史。秦漢是中國古代數學體系的形成時期,為使不斷豐富的數學知識系統化、理論化,數學方面的專書陸續出現。
現傳中國歷史最早的數學專著是1984年在湖北江陵張家山出土的成書於西漢初的漢簡《算數書》,與其同時出土的一本漢簡歷譜所記乃呂後二年(公元前186年),所以該書的成書年代至晚是公元前186年(應該在此前)。
西漢末年〔公元前一世紀〕編纂的《周髀算經》,盡管是談論蓋天說宇宙論的天文學著作,但包含許多數學內容,在數學方面主要有兩項成就:(1)提出勾股定理的特例及普遍形式;(2)測太陽高、遠的陳子測日法,為後來重差術(勾股測量法)的先驅。此外,還有較復雜的開方問題和分數運算等。
《九章算術》是一部經幾代人整理、刪補和修訂而成的古代數學經典著作,約成書於東漢初年〔公元前一世紀〕。全書採用問題集的形式編寫,共收集了246個問題及其解法,分屬於方田、粟米、衰分、少廣、商功、均輸、盈不足、方程和勾股九章。主要內容包括分數四則和比例演算法、各種面積和體積的計算、關於勾股測量的計算等。在代數方面,《方程》章中所引入的負數概念及正負數加減法法則,在世界數學史上都是最早的記載;書中關於線性方程組的解法和現在中學講授的方法基本相同。就《九章算術》的特點來說,它注重應用,注重理論聯系實際,形成了以籌算為中心的數學體系,對中國古算影響深遠。它的一些成就如十進制值制、今有術、盈不足術等還傳到印度和阿拉伯,並通過這些國家傳到歐洲,促進了世界數學的發展。
魏晉時期中國數學在理論上有了較大的發展。其中趙爽(生卒年代不詳)和劉徽(生卒年代不詳)的工作被認為是中國古代數學理論體系的開端。三國吳人趙爽是中國古代對數學定理和公式進行證明的最早的數學家之一,對《周髀算經》做了詳盡的注釋,在《勾股圓方圖注》中用幾何方法嚴格證明了勾股定理,他的方法已體現了割補原理的思想。趙爽還提出了用幾何方法求解二次方程的新方法。263年,三國魏人劉徽注釋《九章算術》,在《九章算術注》中不僅對原書的方法、公式和定理進行一般的解釋和推導,系統地闡述了中國傳統數學的理論體系與數學原理,而且在其論述中多有創造,在卷1《方田》中創立割圓術(即用圓內接正多邊形面積無限逼近圓面積的辦法),為圓周率的研究工作奠定理論基礎和提供了科學的演算法,他運用「割圓術」得出圓周率的近似值為3927/1250(即3.1416);在《商功》章中,為解決球體積公式的問題而構造了「牟合方蓋」的幾何模型,為祖暅獲得正確結果開辟了道路;為建立多面體體積理論,運用極限方法成功地證明了陽馬術;他還撰著《海島算經》,發揚了古代勾股測量術----重差術。
南北朝時期的社會長期處於戰爭和分裂狀態,但數學的發展依然蓬勃。出現了《孫子算經》、《夏侯陽算經》、《張丘建算經》等算學著作。約於公元四-五世紀成書的《孫子算經》給出「物不知數」問題並作了解答,導致求解一次同餘組問題在中國的濫暢;《張丘建算經》的「百雞問題」引出三個未知數的不定方程組問題。
公元五世紀,祖沖之、祖暅父子的工作在這一時期最具代表性,他們在《九章算術》劉徽注的基礎上,將傳統數學大大向前推進了一步,成為重視數學思維和數學推理的典範。他們同時在天文學上也有突出的貢獻。其著作《綴術》已失傳,根據史料記載,他們在數學上主要有三項成就:(1)計算圓周率精確到小數點後第六位,得到3.1415926 <π< 3.1415927,並求得π的約率為22/7,密率為355/113,其中密率是分子分母在1000以內的最佳值,歐洲直到十六世紀德國人鄂圖(valentinus otto)和荷蘭人安托尼茲(a.anthonisz)才得出同樣結果;(2)祖暅在劉徽工作的基礎上推導出球體體積的正確公式,並提出"冪勢既同則積不容異"的體積原理,即二立體等高處截面積均相等則二體體積相等的定理。歐洲十七世紀義大利數學家卡瓦列利(bonaventura cavalieri)才提出同一定理;(3)發展了二次與三次方程的解法。
同時代的天文歷學家何承天創調日法,以有理分數逼近實數,發展了古代的不定分析與數值逼近演算法。
2、中國數學教育制度的建立
隋朝大興土木,客觀上促進了數學的發展。唐初王孝通撰《緝古算經》,主要是通過土木工程中計算土方、工程的分工與驗收以及倉庫和地窖計算等實際問題,討論如何以幾何方式建立三次多項式方程,發展了《九章算術》中的少廣、勾股章中開方理論。
隋唐時期是中國封建官僚制度建立時期,隨著科舉制度與國子監制度的確立,數學教育有了長足的發展。656年國子監設立算學館,設有算學博士和助教,由太史令李淳風等人編纂注釋《算經十書》〔包括《周髀算經》、《九章算術》、《海島算經》、《孫子算經》、《張丘建算經》、《夏侯陽算經》、《緝古算經》、《五曹算經》、《五經算術》和《綴術》〕,作為算學館學生用的課本。對保存古代數學經典起了重要的作用。
由於南北朝時期的一些重大天文發現在隋唐之交開始落實到歷法編算中,使唐代歷法中出現一些重要的數學成果。公元600年,隋代劉焯在制訂《皇極歷》時,在世界上最早提出了等間距二次內插公式,這在數學史上是一項傑出的創造,唐代僧一行在其《大衍歷》中將其發展為不等間距二次內插公式。
唐朝後期,計算技術有了進一步的改進和普及,出現很多種實用算術書,對於乘除演算法力求簡捷。
3、中國數學發展的高峰
唐朝亡後,五代十國仍是軍閥混戰的繼續,直到北宋王朝統一了中國,農業、手工業、商業迅速繁榮,科學技術突飛猛進。從公元十一世紀到十四世紀〔宋、元兩代〕,籌算數學達到極盛,是中國古代數學空前繁榮,碩果累累的全盛時期。這一時期出現了一批著名的數學家和數學著作,列舉如下:賈憲的《黃帝九章演算法細草》〔11世紀中葉〕,劉益的《議古根源》〔12世紀中葉〕,秦九韶的《數書九章》〔1247〕,李冶的《測圓海鏡》〔1248〕和《益古演段》〔1259〕,楊輝的《詳解九章演算法》〔1261〕、《日用演算法》〔1262〕和《楊輝演算法》〔1274-1275〕,朱世傑的《算學啟蒙》〔1299〕和《四元玉鑒》〔1303〕等等。 宋元數學在很多領域都達到了中國古代數學,也是當時世界數學的巔峰。其中主要的工作有:
公元1050年左右,北宋賈憲(生卒年代不詳)在《黃帝九章演算法細草》中創造了開任意高次冪的「增乘開方法」,公元1819年英國人霍納(william george horner)才得出同樣的方法。賈憲還列出了二項式定理系數表,歐洲到十七世紀才出現類似的「巴斯加三角」。(《黃帝九章演算法細草》已佚)
公元1088—1095年間,北宋沈括從「酒家積罌」數與「層壇」體積等生產實踐問題提出了「隙積術」,開始對高階等差級數的求和進行研究,並創立了正確的求和公式。沈括還提出「會圓術」,得出了我國古代數學史上第一個求弧長的近似公式。他還運用運籌思想分析和研究了後勤供糧與運兵進退的關系等問題。
公元1247年,南宋秦九韶在《數書九章》中推廣了增乘開方法,敘述了高次方程的數值解法,他列舉了二十多個來自實踐的高次方程的解法,最高為十次方程。歐洲到十六世紀義大利人菲爾洛(scipio del ferro)才提出三次方程的解法。秦九韶還系統地研究了一次同餘式理論。
公元1248年,李冶(李治,公元1192一1279年)著的《測圓海鏡》是第一部系統論述「天元術」(一元高次方程)的著作,這在數學史上是一項傑出的成果。在《測圓海鏡·序》中,李冶批判了輕視科學實踐,以數學為「九九賤技」、「玩物喪志」等謬論。
公元1261年,南宋楊輝(生卒年代不詳)在《詳解九章演算法》中用「垛積術」求出幾類高階等差級數之和。公元1274年他在《乘除通變本末》中還敘述了「九歸捷法」,介紹了籌算乘除的各種運演算法。公元1280年,元代王恂、郭守敬等制訂《授時歷》時,列出了三次差的內插公式。郭守敬還運用幾何方法求出相當於現在球面三角的兩個公式。
公元1303年,元代朱世傑(生卒年代不詳)著《四元玉鑒》,他把「天元術」推廣為「四元術」(四元高次聯立方程),並提出消元的解法,歐洲到公元1775年法國人別朱(etienne bezout)才提出同樣的解法。朱世傑還對各有限項級數求和問題進行了研究,在此基礎上得出了高次差的內插公式,歐洲到公元1670年英國人格里高利(james gregory)和公元1676一1678年間牛頓(issac newton)才提出內插法的一般公式。
公元十四世紀我國人民已使用珠算盤。在現代計算機出現之前,珠算盤是世界上簡便而有效的計算工具。
4、中國數學的衰落與日用數學的發展
這一時期指十四世紀中葉明王朝建立到明末的1582年。數學除珠算外出現全面衰弱的局面,當中涉及到中算的局限、十三世紀的考試制度中已刪減數學內容、明代大興八段考試制度等復雜的問題,不少中外數學史家仍探討當中涉及的原因。
明代最大的成就是珠算的普及,出現了許多珠算讀本,及至程大位的《直指演算法統宗》〔1592〕問世,珠算理論已成系統,標志著從籌算到珠算轉變的完成。但由於珠算流行,籌算幾乎絕跡,建立在籌算基礎上的古代數學也逐漸失傳,數學出現長期停滯。
5、西方初等數學的傳入與中西合璧
十六世紀末開始,西方傳教士開始到中國活動,由於明清王朝制定天文歷法的需要,傳教士開始將與天文歷算有關的西方初等數學知識傳入中國,中國數學家在「西學中源」思想支配下,數學研究出現了一個中西融合貫通的局面。
十六世紀末,西方傳教士和中國學者合譯了許多西方數學專著。其中第一部且有重大影響的是義大利傳教士利馬竇和徐光啟合譯的《幾何原本》前6卷〔1607〕,其嚴謹的邏輯體系和演譯方法深受徐光啟推崇。徐光啟本人撰寫的《測量異同》和《勾股義》便應用了《幾何原本》的邏輯推理方法論證中國的勾股測望術。此外,《幾何原本》課本中絕大部份的名詞都是首創,且沿用至今。在輸入的西方數學中僅次於幾何的是三角學。在此之前,三角學只有零星的知識,而此後獲得迅速發展。介紹西方三角學的著作有鄧玉函編譯的《大測》〔2卷,1631〕、《割圓八線表》〔6卷〕和羅雅谷的《測量全義》〔10卷,1631〕。在徐光啟主持編譯的《崇禎歷書》〔137卷,1629-1633〕中,介紹了有關圓椎曲線的數學知識。
入清以後,會通中西數學的傑出代表是梅文鼎,他堅信中國傳統數學「必有精理」,對古代名著做了深入的研究,同時又能正確對待西方數學,使之在中國紮根,對清代中期數學研究的高潮是有積極影響的。與他同時代的數學家還有王錫闡和年希堯等人。 清康熙帝愛好科學研究,他「御定」的《數理精蘊》〔53卷,1723〕,是一部比較全面的初等數學書,對當時的數學研究有一定影響。
6、傳統數學的整理與復興
乾嘉年間形成一個以考據學為主的干嘉學派,編成《四庫全書》,其中數學著作有《算經十書》和宋元時期的著作,為保存瀕於湮沒的數學典籍做出重要貢獻。
在研究傳統數學時,許多數學家還有發明創造,例如有「談天三友」之稱的焦循、汪萊及李銳作出不少重要的工作。李善蘭在《垛積比類》〔約1859〕中得到三角自乘垛求和公式,現在稱之為「李善蘭恆等式」。這些工作較宋元時期的數學進了一步。阮元、李銳等人編寫了一部天文學家和數學家傳記《疇人傳》46卷〔1795-1810〕,開數學史研究之先河。
7、西方數學再次東進
1840年鴉戰爭後,閉關鎖國政策被迫中止。同文館內添設「算學」,上海江南製造局內添設翻譯館,由此開始第二次翻譯引進的高潮。主要譯者和著作有:李善蘭與英國傳教士偉烈亞力合譯的《幾何原本》後9卷〔1857〕,使中國有了完整的《幾何原本》中譯本;《代數學》13卷〔1859〕;《代微積拾級》18卷〔1859〕。李善蘭與英國傳教士艾約瑟合譯《圓錐曲線說》3卷,華蘅芳與英國傳教士傅蘭雅合譯《代數術》25卷〔1872〕,《微積溯源》8卷〔1874〕,《決疑數學》10卷〔1880〕等。在這些譯著中,創造了許多數學名詞和術語,至今仍在應用。 1898年建立京師大學堂,同文館並入。1905年廢除科舉,建立西方式學校教育,使用的課本也與西方其它各國相仿。
8、中國現代數學的建立
這一時期是從20世紀初至今的一段時間,常以1949年新中國成立為標志劃分為兩個階段。
中國近現代數學開始於清末民初的留學活動。較早出國學習數學的有1903年留日的馮祖荀,1908年留美的鄭之蕃,1910年留美的胡明復和趙元任,1911年留美的姜立夫,1912年留法的何魯,1913年留日的陳建功和留比利時的熊慶來〔1915年轉留法〕,1919年留日的蘇步青等人。他們中的多數回國後成為著名數學家和數學教育家,為中國近現代數學發展做出重要貢獻。其中胡明復1917年取得美國哈佛大學博士學位,成為第一位獲得博士學位的中國數學家。隨著留學人員的回國,各地大學的數學教育有了起色。最初只有北京大學1912年成立時建立的數學系,1920年姜立夫在天津南開大學創建數學系,1921年和1926年熊慶來分別在東南大學〔今南京大學〕和清華大學建立數學系,不久武漢大學、齊魯大學、浙江大學、中山大學陸續設立了數學系,到1932年各地已有32所大學設立了數學系或數理系。1930年熊慶來在清華大學首創數學研究部,開始招收研究生,陳省身、吳大任成為國內最早的數學研究生。三十年代出國學習數學的還有江澤涵〔1927〕、陳省身〔1934〕、華羅庚〔1936〕、許寶騤〔1936〕等人,他們都成為中國現代數學發展的骨幹力量。同時外國數學家也有來華講學的,例如英國的羅素〔1920〕,美國的伯克霍夫〔1934〕、奧斯古德〔1934〕、維納〔1935〕,法國的阿達馬〔1936〕等人。1935年中國數學會成立大會在上海召開,共有33名代表出席。1936年〈中國數學會學報〉和《數學雜志》相繼問世,這些標志著中國現代數學研究的進一步發展。 解放以前的數學研究集中在純數學領域,在國內外共發表論著600餘種。在分析學方面,陳建功的三角級數論,熊慶來的亞純函數與整函數論研究是代表作,另外還有泛函分析、變分法、微分方程與積分方程的成果;在數論與代數方面,華羅庚等人的解析數論、幾何數論和代數數論以及近世代數研究取得令世人矚目的成果;在幾何與拓撲學方面,蘇步青的微分幾何學,江澤涵的代數拓撲學,陳省身的纖維叢理論和示性類理論等研究做了開創性的工作:在概率論與數理統計方面,許寶騤在一元和多元分析方面得到許多基本定理及嚴密證明。此外,李儼和錢寶琮開創了中國數學史的研究,他們在古算史料的注釋整理和考證分析方面做了許多奠基性的工作,使我國的民族文化遺產重放光彩。
1949年11月即成立中國科學院。1951年3月《中國數學學報》復刊〔1952年改為《數學學報》〕,1951年10月《中國數學雜志》復刊〔1953年改為《數學通報》〕。1951年8月中國數學會召開建國後第一次國代表大會,討論了數學發展方向和各類學校數學教學改革問題。
建國後的數學研究取得長足進步。50年代初期就出版了華羅庚的《堆棧素數論》〔1953〕、蘇步青的《射影曲線概論》〔1954〕、陳建功的《直角函數級數的和》〔1954〕和李儼的《中算史論叢》5集〔1954-1955〕等專著,到1966年,共發表各種數學論文約2萬余篇。除了在數論、代數、幾何、拓撲、函數論、概率論與數理統計、數學史等學科繼續取得新成果外,還在微分方程、計算技術、運籌學、數理邏輯與數學基礎等分支有所突破,有許多論著達到世界先進水平,同時培養和成長起一大批優秀數學家。
60年代後期,中國的數學研究基本停止,教育癱瘓、人員喪失、對外交流中斷,後經多方努力狀況略有改變。1970年《數學學報》恢復出版,並創刊《數學的實踐與認識》。1973年陳景潤在《中國科學》上發表《大偶數表示為一個素數及一個不超過二個素數的乘積之和》的論文,在哥德巴赫猜想的研究中取得突出成就。此外中國數學家在函數論、馬爾可夫過程、概率應用、運籌學、優選法等方面也有一定創見。
1978年11月中國數學會召開第三次代表大會,標志著中國數學的復甦。1978年恢復全國數學競賽,1985年中國開始參加國際數學奧林匹克數學競賽。1981年陳景潤等數學家獲國家自然科學獎勵。1983年國家首批授於18名中青年學者以博士學位,其中數學工作者佔2/3。1986年中國第一次派代表參加國際數學家大會,加入國際數學聯合會,吳文俊應邀作了關於中國古代數學史的45分鍾演講。近十幾年來數學研究碩果累累,發表論文專著的數量成倍增長,質量不斷上升。1985年慶祝中國數學會成立50周年年會上,已確定中國數學發展的長遠目標。代表們立志要不懈地努力,爭取使中國在世界上早日成為新的數學大國。
9、中國數學的特點
(1)以演算法為中心,屬於應用數學。中國數學不脫離社會生活與生產的實際,以解決實際問題為目標,數學研究是圍繞建立演算法與提高計算技術而展開的。
(2)具有較強的社會性。中國傳統數學文化中,數學被儒學家培養人的道德與技能的基本知識---六藝(禮、樂、射、御、書、數)之一,它的作用在於「通神明、順性命,經世務、類萬物」,所以中國傳統數學總是被打上中國哲學與古代學術思想的烙印,往往與術數交織在一起。同時,數學教育與研究往往被封建政府所控制,唐宋時代的數學教育與科舉制度、歷代數學家往往是政府的天文官員,這些事例充分反映了這一性質。
(3)寓理於算,理論高度概括。由於中國傳統數學注重解決實際問題,而且因中國人綜合、歸納思維的決定,所以中國傳統數學不關心數學理論的形式化,但這並不意味中國傳統僅停留在經驗層次而無理論建樹。其實中國數學的演算法中蘊涵著建立這些演算法的理論基礎,中國數學家習慣把數學概念與方法建立在少數幾個不證自明、形象直觀的數學原理之上,如代數中的「率」的理論,平面幾何中的「出入相補」原理,立體幾何中的「陽馬術」、曲面體理論中的「截面原理」(或稱劉祖原理,即卡瓦列利原理)等等。
10、中國數學對世界的影響
數學活動有兩項基本工作----證明與計算,前者是由於接受了公理化(演繹化)數學文化傳統,後者是由於接受了機械化(演算法化)數學文化傳統。在世界數學文化傳統中,以歐幾里得《幾何原本》為代表的希臘數學,無疑是西方演繹數學傳統的基礎,而以《九章算術》為代表的中國數學無疑是東方演算法化數學傳統的基礎,它們東西輝映,共同促進了世界數學文化的發展。
中國數學通過絲綢之路傳播到印度、阿拉伯地區,後來經阿拉伯人傳入西方。而且在漢字文化圈內,一直影響著日本、朝鮮半島、越南等亞洲國家的數學發展。
『陸』 數學史有關書籍. 請知道的朋友們推薦幾本
韓雪濤的《從驚訝到思考:數學悖論奇景 》與另一本《三次數學危機》(這本書名沒有記太清楚)很不錯,淺顯易懂,涉及面也廣,很適合初三學生,不過在線閱讀好像難了點,建議你去圖書館
《天才引導的歷程 》
講數學的,講了十幾位著名數學家的故事,以及他們的發現。非常經典,既有有趣的故事,又能學到很多數學知識。比如阿基米德是如何求圓的面積的,歐幾里得是怎樣證勾股定理的。 非常經典。
網上可以找到
《費馬大定理》
數學上最具有傳奇色彩的定理,與之有關的種種故事。以講故事為主,幾乎涵蓋了整個數學史。尤其值得一提的是,裡面用通俗的語言介紹了一些最新最現代的數學知識。引人入勝。
《量子物理史話》
國人寫的一本關於量子力學的科普書,講述了量子力學發展過程中那些激動人心的事件。作者是一位不願透露身份的神秘人物。 剛開始只是作為連載,發在論壇上,沒想到引起了轟動, 現已出版。 網上隨處可見。 內容非常豐富, 尤其值得一提的是, 最後幾章由量子力學引發的對宇宙的思考, 一定會讓你對這個世界有全新的認識。
《從一到無窮大》
科普書裡面的至尊寶典,地位無須多說。
《從驚訝到思考-數學悖論奇景》
關於數學悖論的非常有趣的書,作者是大名鼎鼎的馬丁.加德納, 圖文並茂。 三思科學網站有電子版。
《數學大師-從芝諾到龐加萊》
關於歷史上有名的數學家的傳記,堪稱同類中最經典的。商務印書館80年代出版的時候叫《數學精英》,現在改名叫《數學大師》,出版社換成了上海科技教育出版社。 台灣的一個網站上有部分章節的電子版(大概有2/3吧,手工輸入的,功德無量啊),網站名字叫阿仁的數學之家。
第一推動叢書,有很多本, 不過可能不是太好懂
萬物簡史,新浪上有連載
通俗數學叢書,一套,十幾本吧,包括數學游戲與欣賞、數學趣聞集錦、數學與聯想、20世紀數學的五大指導理論等
物理世界奇遇, 也很經典
魔鬼出沒的世界,作者 卡爾.薩根, 經典
暫時介紹這么多,其中大部分都可以在網上找到
『柒』 有沒有關於學習數學史的心得體會
第一、數學史可以幫助我們了解先賢們遇到了怎樣的問題,他們是怎樣解決的,他們解決這些問題是怎樣想到的,就為我們開拓了思路,提供了辦法。
第二、從數學史的角度來看,中國近代數學落後的原因在於數學思想方法的落後,沒能跟上數學發展的最前沿。當西方已把極限、無窮小等概念爛熟之時,我們還只沉醉在一些算術的小技巧上。
第三、每一次的數學危機都是一次數學的革命,為我們帶來了新的數學思想、方法。根本性的改變了我們對數學、以及對整個世界的看法。
與其他知識部門相比,數學是門歷史性或者說累積性很強的科學。重大的數學理論總是在繼承和發展原有理論的基礎上建立起來的,它們不僅不會推翻原有的理論,而且總是包容原先的理論。人們也常常把現代數學比喻成一株茂密的大樹,它包含著並且正在繼續生長出越來越多的分支。
數學史不僅是單純的數學成就的編年記錄。數學的發展決不是一帆風順的,在更多的情況下是充滿憂郁、徘徊,要經歷艱難曲折,甚至會面臨危機。數學史也是數學家們克服困難和戰勝危機的斗爭記錄。對這種記錄的了解可使我們從前人的探索與奮斗中汲取教益,獲得鼓舞和增強信心。因此,可以說不了解數學史就不可能全面了解數學科學。
『捌』 有什麼數學趣事、數學史
1數學家的墓誌銘(一)
瑞士數學家雅各伯努力,生前對螺線有研究,他死後墓碑上就刻著一條對數螺線,同時碑文上還寫著「我雖然改變了,但卻和原來一樣。」這是一句既刻畫螺線性質有象徵他對數學熱愛的雙關句。
2數學家的墓誌銘(二)
16世紀德國數學家魯道夫,花了畢生精力把圓周率算到小數點後35位。後人稱之為魯道夫數,他死後別人把這個數刻到了他的墓碑上。
3驚人的計算
數學家陳景潤完全用筆計算,寫出了長達二百多頁的證明論文;祖沖之求圓周率的范圍要算到圓內接24576邊形,至少反復進行130次以上的加、減、乘、除、乘方和開方的運算;德國數學家盧道爾夫,花費了畢生精力把圓周率算到小數點後面35位;在解決三體(太陽,地球,月亮)問題上,彼得堡科學院院士列奧納爾得埃列爾,花費了四十年的時間,全部計算佔用了四百九十頁的篇幅。計算機的發明和使用終於將數學家從繁瑣的計算中解放出來。
4歐拉失明
當歐拉完全失明之後,他仍然以驚人的毅力與黑暗搏鬥,憑借記憶和心算進行研究,直到逝世。歐拉得記憶和心算能力是罕見的,他能夠復述青年時代筆記的內容,高等數學一樣可以用心算去完成。有一次,歐拉的兩個學生把一個很復雜的收斂級數的17項加起來,算到第50位數字時,結果相差一個單位。歐拉為了確定究竟誰算得對,自己用心算進行了全部的計算,最後把錯誤找了出來。
5愛因斯坦與相對論
愛因斯坦曾經使用通俗的語言給人們解釋過他的狹義相對論。有一次,一群學生圍著愛因斯坦,請他給相對論做解釋,愛因斯坦考慮了一下,風趣地說:「我打個比方,比如你坐在火爐上烤和坐在公園綠蔭下與女郎談情說愛,那麼,同樣的時間你覺得哪個更長?」學生回答:「當然是覺得坐在爐子上的時間長。」愛因斯坦聽罷哈哈大笑,說:「這就是相對論的內容。」這個故事形象的說明了時間和空間的相對性
6劉徽的貢獻和地位
劉徽的工作不僅對中國古代數學的發展產生了深遠的影響,而且在世界《九章算術》影響,支配中國古代數學的發展1000餘年,是東方數學的典範之一,與希臘歐幾里得的《原本》所代表的古代西方數學交相輝映。鑒於劉徽的巨大貢獻,所以不少書上把他稱為「中國數學史上的牛頓」。
7楊輝
南宋數學家,寫過《詳解九章算術》等,他的研究工作主要是在計算技術方面。他將《九章算術》重新分為乘除、分率、合率、互換、方程、勾股等九類。楊輝非常重視數學教育的普及和發展,他為初學者制定的「習算綱目」是中國數學史上的重要文獻。
8領袖數學家
龐加萊,法國數學家和物理學家,幾乎對所有數學分支都做出過重要的貢獻。他早期研究自同構函數,後成為拓撲學先驅、天文學家、幾率學家、哲學家、法蘭西學院院士,任法國科學院院長。龐加萊一生發表論文500篇。著作約30部,幾乎涉及數學的所有的領域以及理論物理、天體物理等許多重要領域。龐加萊被公認為是19世紀末20世紀初的領袖數學家,是對於數學以及應用具有全面知識的最後一個人。
9數學家的締造者
柏拉圖,古希臘著名哲學家,其哲學思想影響了歐洲的哲學乃至整個文化的發展,特別是他的認識論、數學哲學、數學教育思想對科學的形成和數學的發展所起的作用更不可磨滅。以他的學園為教學活動的核心的柏拉圖學派,主張嚴密的定義與邏輯證明,促成了數學的科學化。柏拉圖還首次提出了普及教育的主張。柏拉圖在數學上沒有傑出成果,卻因此贏得了「數學家的締造者的美稱」
10天才數學家阿貝爾
阿貝爾,公認為的橢圓函數論的創始人之一,分析學嚴格化的推動者。發現橢圓函數的加法定理、雙周期性,還在交換群、二項級數的嚴格理論、級數求和等方面有巨大的貢獻。但阿貝爾不為當時的權威賞識,以致貧病交加,英年早逝。我們常說阿貝爾積分、阿貝爾積分方程、阿貝爾函數、阿貝爾群、阿貝爾級數、阿貝爾部分和公式、阿貝爾收斂判別法、阿貝爾可加性——這些都是後人對阿貝爾最好的紀念。
『玖』 數學史和數學文化的區別與聯系
有人認為數學文化應該包括數學史,但也有人認為從發展的時間上看,數學史的研究顯然要早於數學文化的研究,數學史是獨立的學科。
對數學史的研究確實要早於對數學文化的研究,數學史也有嚴格的定義,規范的研究方法,因此數學史是一門學科。而數學文化還不能看做是一門學科,從廣義上說和數學相關的一切事物都可以歸為數學文化的范疇。范圍大了,規范性必然也將減弱,因此數學文化只是一個稱謂,還不能說是一門學科。數學文化包含數學史,這種說法也沒有問題,因為這僅僅是一種稱謂,還不涉及到學科之間的包含關系。
『拾』 數學史是什麼
數學史是研究數學科學發生發展及其規律的科學,簡單地說就是研究數學的歷史。