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ZT:中國古代數學簡介
送交者: 西龍 2006年05月07日16:08:33 於 [史地人物] 發送悄悄話

人類進入文明時代以來,數學中心經過了幾次大轉移。公元前19世紀至公元前6世紀的古巴比倫 (小知識) 最先進入文明社會,他們的數學知識自然超前其他民族。巴比倫數學以計算為主。公元前6世紀,數學中心轉移到了古希臘,以研究空間形式為主,形成了嚴密的公理化體系,十分發達。公元前2世紀前後,古希臘數學走向衰替,以探討數量關係為主的中國數學後來居上,在文藝復興(15、16世紀)之前,中國數學(到14世紀初),以及後來發展起來的印度、阿拉伯數學占據了世界數學舞台的中心。文藝復興之後,世界數學中心轉移到了歐美。從公元前2、3世紀至公元14世紀初,長達一千六、七百年,中國傳統數學雖有高潮、低潮,卻一直走在世界的前列。

東漢末年到魏晉時期,莊園農奴制和門閥士族占據了經濟政治舞台的中心;儒家在思想界的統治地位被削弱,讖緯 (小知識) 迷信與繁瑣的經學退出了歷史舞台,代之以談「三玄」(《易經》、《老子》、《莊子》)為主、以「析理」為方法的辯難之風。受此影響,趙爽撰《周髀算經注》,以出入相補原理證明了前此的勾股知識;魏劉徽撰《九章算術注》,總結、發展了《九章算術》編纂 (小老師) 時代就使用的出入相補原理、截面積原理、齊同原理與率的理論,完善了重差術,引入了極限思想和無窮小分割方法,「析理以辭,解體用圖」,以演繹邏輯全面證明了《九章算術》的公式、算法,奠定了中國傳統數學的理論基礎。他還首創了求圓周率 (小知識) 的正確方法及若干新的方法,糾正了《九章算術》的許多失誤。南朝祖沖之著《綴術》,是一部水平比劉徽《九章算術注》更高的著作,可惜隋唐算學館學官(相當於今著名大學數學系教授)「莫能究其深奧,是故廢而不理」,遂失傳。現在只知道他在計算圓周率(保持了900多年世界記錄)及與其子祖暅 (小老師) 之解決球體積方面的貢獻。此外,這一時期,還編纂了《孫子算經》、《張丘建算經》、《夏侯陽算經》(已佚)、《五曹算經》、《五經算術》、《緝古算經》等著作,開闢了同餘式解法等新的方向。隋唐國子監設算學館,唐初李淳風等整理《算經十書》,成為算學館的教材。

經過盛唐生產力的大發展,唐中葉之後,生產關係和社會各方面產生了新的變革,到宋元,土地由國有為主變成私有為主,佃農取代了魏唐農奴身份的部曲 (小知識)、徒附。農業、手工業、商業相當繁榮,思想統治也相對寬鬆,科學技術的發展進入中世紀的黃金時代。特別是造紙業與印刷技術的發達,對數學知識的流傳更加方便。1084年北宋秘書省刊刻了漢唐九部算經,是為世界上首次印刷數學著作。數學迎來了籌算數學的高潮。這個高潮體現在兩個方面。一是探討乘除捷算法,贗本《夏侯陽算經》、《楊輝算法》、朱世傑《算學啟蒙》等作出重大貢獻,為珠算盤的產生準備了算法條件,珠算盤應運而生。一是在高次方程解法(增乘開方法)、同餘式解法(大衍總數術)、列方程(天元術)與聯立高次方程組解法(四元術)、高階等差級數求和(垛 (小老師) 積術)與招差法(有限差分法)等方面取得超前其他文化傳統幾個世紀的重大成就。北宋賈憲撰《黃帝九章算經細草》,進一步抽象《九章算術》的算法,創造賈憲三角和增乘開方法,奠定了這些成就的基礎。南宋時秦九韶撰《數書九章》、元代李冶撰《測圓海鏡》、朱世傑撰《四元玉鑒》等均是提出這些成就的劃時代著作。

明朝時期,由於理學統治、八股取士、大興文字獄,禁錮了人們的思想,扼殺了自由創造。明朝數學水平遠低於宋元。大數學家都看不懂增乘開方法、天元術、四元術等宋元重要成就,漢唐宋元數學著作不僅沒有新的刻本,反而大都失傳。從此,中國失去了數學大國的地位。明朝數學落後,《九章算術》幾乎失傳。到明末清初,民間只有半部南宋本《九章算術》,《永樂大典》抄錄了《九章算術》,卻藏於深宮,因此,即使大數學家也難以看到。1774年乾隆盛世中的戴震在《四庫全書》館從《永樂大典》中輯錄出《九章算術》,進行了全面校勘,先後排印、刻印、抄寫了《武英殿聚珍版叢書》本、屈曾發刻本、孔繼涵刻本和《四庫全書》本。戴震的許多校勘很得體,他的貢獻無與倫比。

中西數學的融會

明末,利瑪竇等傳教士將西方數學傳入中國,到1723年為第一階段,主要傳入幾何、代數、三角等初等數學知識。利瑪竇與徐光啟合譯了《幾何原本》(小知識) (前6卷),從此,開始了中西數學的融會貫通,梅文鼎等作出了重要貢獻。這一段集大成的結果是編纂了清康熙帝御定的《數理精蘊》53卷。1723年,雍正帝趕走傳教士,從此人們一方面致力於消化傳入的西方數學,明安圖在冪 (小老師) 級數展開式方面作出了貢獻。另一方面,一批失傳已久的漢唐宋元算書被發現。戴震等校勘 (小老師)《九章算術》等漢唐著作,促進了乾嘉時期研究古算的高潮,汪萊、李銳等在方程論;董佑誠、項名達、徐有壬、李善蘭等繼續推進冪級數展開式的研究;李善蘭創造尖錐術,踏上了微積分的門檻。鴉片戰爭之後,列強轟開中國的大門,西方數學再一次傳入中國。李善蘭、華蘅 (小老師) 芳等與傳教士合譯了若干微積分方面的西方數學著作,近代數學開始傳入中國。清代從事數學研究的人比以往都多,也很執着,力圖復興中國數學。然而,礙於社會條件,與西方數學的差距卻愈來愈大。上世紀初,中國傳統數學中斷,中國數學逐步融入統一的世界數學。

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