古代中国科技水平有多高先看看数学十大发明

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众所周知,造纸术、印刷术、指南针和火药并列为中国的“四大发明”,它已经成为中华文明的一种标志。但也毋庸置疑,我国古代的重要发明创造远不止于此。古代中国人还有哪些重要的科技发明创造呢?中国科学院自然科学史研究所编写的《中国古代重要科技发明创造》一书详细地回答了这一问题。书中分门别类共计88项发明创造成果,展示了我国古代丰富、先进的科技水平。四大发明其中,有十项属于数学方面的发明创造,依照时间顺序,它们分别是十进位值制与算筹记数法,盈不足术,勾股容圆,线性方程组及解法,中国珠算,增乘开方法,垛积术,天元术,一次同余方程组解法和四元术。古代数学1.十进位值制与算筹记数法我国是世界上最早使用十进制计数的国家之一,商代甲骨文中已有十进制计数。在人类历史上,曾出现过五进制、十二进制、十六进制、二十进制、六十进制等,但除了计时和角度仍保留着六十进制外,其他进制都被十进制所取代了。数字写法有“顺序”,从左到右,或从右到左,或从上到下,于是同一个计数符号写在不同位置上,其数值大小也不相同,这就是位值制。《孙子算经》记载:凡算之法,先识其位,一从十横,百立千僵,千十相望,万百相当。中国古代用算筹记数,进行加减乘除的运算,唐代末年,算筹的乘除法被改进,到宋代产生算筹的乘除法歌诀。算筹计算2.《九章算术》与盈不足术《九章算术》是一部经几代人整理、删补和修订而成的古代数学经典著作,约成书于东汉初年(前1世纪),一直流传至今,是中国现有传本中最古老的数学著作。全书采用问题集的形式编写,共收有个数学问题,分做9大类,就是“九章”。其内容涉及算术、初等代数、初等几何等各个方面。其中,最著名的便是分数运算法则和双假设法(盈不足术)等。九章算术盈不足术3.《周髀算经》与勾股定理西汉末年(约前2世纪)编纂的《周髀算经》,是我国最古老的一部古典数学著作。这部著作记录了我国古代早期的一些数学成果,其中提出勾股定理的特例,在赵爽的注释中给出了普遍形式和证明。勾股圆方图说4.线性方程组及解法我国是世界上最早提出联立方程式的国家。《九章算术》中关于多元一次方程组解法的记载比印度早多年,比欧洲早多年;关于开平方、开立方以及一般二次方程的解法等在世界上也都是最早的。方程术5.中国珠算算盘是我国古代的一项伟大发明。我国的算盘是由古代的“算筹”演变而来的。16世纪明代中叶珠算术取代算筹术在全国得到普遍推广,论述算术的著作也随之产生,流行最广的珠算是年明代程大位所辑的《算法统宗》。由于珠算术用算盘演算,比筹算术用算筹演算简单方便,珠算口诀又便于记忆,因而在我国被普遍应用,同时也陆续传到了日本、朝鲜、印度、美国、东南亚等国家和地区,受到广泛欢迎。近来,美国和日本一些专家把我国的算盘尊称为新文化,并和指南针、造纸术、印刷术、火药并列,被誉为我国的第五大发明。算盘6.贾宪三角与增乘开方法现代初等数学中,二项式乘方展开是一种最基本的运算方法。二项式展开项系数,具有一定规律性,它是以组合数公式表示的,因此,在做二项式乘方展开时,只要记住这个规律,就可把各项直接求出来。我国是二项式乘方展开项系数规律性的最先发现国,这在世界数学历史上是一个重大的贡献。早在11世纪,我国北宋时期的数学家贾宪,在他注解的《九章算术》中总结了先秦到东汉初的数学成就,并对乘方展开方法进行了专门的研究和探讨,提出的“开方作法本源图”,被称为“贾宪三角”,比欧洲人所称的“巴斯卡三角”早多年。贾宪三角增乘开方法7.《梦溪笔谈》与垛积术垛积术解决的是等差数列求和问题。垛积术8.《测圆海镜》与天元术天元就是未知数,天元术是列方程和解方程之法。天元术9.《数书九章》与大衍求一术宋朝数学家秦九韶的求解一次同余式的“大衍求一术”,是数学史上的一项卓越成就。联立一次同余式问题最早见于《孙子算经》中的一个问题:“今有数不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”这就是着名的孙子问题。他的解法要用到求三个一次同余式的共同解。秦九韶在《数书九章》中首次对这一算法进行介绍,并把它推广到解决各种数学问题中去。他系统地提出求解一次同余组的一般计算步骤,正确而又严密。年后,欧拉(~年)和高斯(~年)等人对联立一次同余式问题才进行了深人的研究。秦九韶10.《四元玉鉴》与四元术年,元朝数学家朱世杰的《四元玉鉴》把“天元术”推广为“四元术”(四元高次联立方程),并提出消元的解法,这是世界上第一个提出多元高次方程解法的人。多年后的年,法国人才提出同样的解法。四元术解法中国古代科学技术是祖先留给我们的一份丰厚的科学遗产,它蕴藏在汗牛充栋的典籍之中,凝聚于物化了的、丰富多姿的文物之中,需要下一番发掘、整理、研究的功夫,才能揭示它的博大精深的真实面貌。中国人在研究自然并用于造福人类方面,很早而且在相当长的时间内雄居于世界之首,这是我们自豪的巨大源泉。


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