中国古代数学的辉煌与衰落原因探析

[摘要]几千年来,中国数学曾几度辉煌,几度衰落,近数百年则远远落后于西方。

古人说:“以古为鉴,可知兴替。

”本文利用课本知识和参考课外文献研究中国古代数学辉煌衰落,尤其是分析中国数学落后的原因,希望能从中吸取经验教训,为以后的数学发展做出贡献。

毕业论文网   [关键词]中国数学辉煌 衰落原因   一、中国数学史的3个辉煌时期   (一)《九章算术时期   从先秦到两汉,我国数学达到了第1个辉煌时期,这一时期产生了《周髀算经》和《九章算术》。

在《周髀算经》中,准确无误地描述了勾股定理。

而《九章算术》则是从先秦到两汉我国数学的集大成的著作,其中包括方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程、勾股共九章,包括了算术、代数以及几何方面的大量数学内容,其中正负数的引入,以及方程和方程组的许多求解方法,都是中国人对世界数学所作的重大贡献。

还值得一提的是,魏晋时期数学家刘徽在为《九章算术》作注时,发展了《九章算术》中的许多方法,纠正了其中的许多错误:他创造性地提出了割圆术,其中蕴涵了现代数学的极限思想,把《九章算术》提到了一个更新的高度。

(二)《缀术》时期   南北朝时,我国数学达到了第2个辉煌时期

这一时期的代表人物是我国著名的数学家祖冲之和他的儿子,他们的数学著作《缀术》虽然已经失传,但是,我们仅从别的数学家对《缀术》的引用中,就已经能看出《缀术》的光辉思想。

祖冲之的一大贡献,是将圆周率计算到小数点后第七位:他的密率西方Otto在约1100年后才获得。

祖冲之父子的另一重要贡献,是在研究牟合方盖和球的体积时提出了“幂势既同则积不容异”的重要原理,这一原理西方人Cavalieri在约1100年后才提出来,这一原理在创立现代数学的微积分理论、尤其是在引入积分运算和理解积分概念中起着非常重要的作用。

(三)《数书九章》时期   宋元时,我国数学达到了第3个辉煌时期

这一时期的主要数学家及其主要数学著作有:秦九韶和他的《数书九章》(1247),李冶和他的《测圆海镜子》(1248),杨辉和他的《详解九章算术》(1261),朱世杰和他的《四元玉鉴》(1303)。

秦九韶在高次代数方程的解法上创造性地提出了“正负开方术”,比提出同样方法的西方人Ruffini和Horner早500多年。

由杨辉引用的贾宪的“开方作法本源图”,西方人称之为“Pascal三角形”,显然,中国人比西方人至少早600年熟悉了它。

杨辉的“垛积术”,朱世杰的“垛积招差术”,实质上研究并解决了高?A等差级数的求和问题,而西方人是在300多年以后才逐渐由Gregory和New—ton研究和解决的。

由此可以看出,在宋元时,我国数学家距离微积分的创立要比西方人近得多。

但是,我国数学家终究错过了这一绝好的历史机遇。

在从朱世杰的《四元玉鉴》出版以后直到明清时的数百年间,我国几乎没有一本有创造性的数学著作问世。

而此时期的西方则是另一番景象,尤其是经历了文艺复兴以后,西方的数学伴随着整个科学技术的发展而蓬蓬勃勃地发展起来,把我国远远地甩在后面。

究其原因下文简单分析了几点。

二、中国古代数学衰落的原因   (一)数学符号发展的缓慢对古代数学发展的制约   我们对数学史的研究很多注意力都放在数学成就的高度上,忽略了数学符号的重要性。

简明的数学符号,会使表达、理解、演算起来会更清晰明了,数学理论才有大发展的可能,至于能达到什么样的高度,是另一回事了。

看看我国古人如何表达勾股定理的:今有池方一丈,葭生其中央,出水一尺。

引葭赴岸,适与岸齐。

问水深、葭长各几何?(仇章算术》的解法是:术日,半池方自乘,以出水一尺自乘,减之。

余,倍出水除之,即得水深。

加出水数,得葭长。

没有把勾股定理的精髓抽象成理论,并且将其符号化。

如果文学素养不高的匠人或者手工业者很难明白其中的含义。

世界古代数学没有涉及到很多的概念,计算关系也相对简单。

数字符号能正常使用,但运算符号,逻辑符号都没有得到普及应用。

到了十五世纪,数学发展速度非常迅速,各种数学概念层出不穷,运算关系也日趋复杂化。

简明的数学符号能有效的简化数学计算,可见数学符号的重要性。

(二)数学的进步和发展在其他科学实践中遇到了瓶颈   数学是由于其他科学的发展而推动的,是为了解决其他科学无法解决的问题。

数学不是凭空发展的,也不是凭空想象出来的,是来源于实践的。

历史上的数学大家提出的各种理论都是基于此,很多人由此奠定了一个数学的门类或分支。

我国古代数学是以应用学科的角色出现的,所以该学科的发展必然看着生产发展需要的脸色。

当时的数学称为“仓储学科”,“木匠的学科”,多为计算面积体积、分割、计算距离等,主要集中在代数这个领域中。

反观当时欧洲数学,着重向理论方向靠近,逻辑形式也很严密,研究数学理论也比较丰富,归纳法、演绎法、归谬法、公理化法等。

而这些正是我国数学的空白,虽然我国古代数学也取得了辉煌的成就,但是过于偏重于代数的运算,即使有再高的算法,却没有完整的体系。

知识显得零散,每块知识关联性又不强,使得这样的数学很难普及开来。

(三)逻辑的特点对我国数学发展的制约   传统文化的发展和中国哲学侧重点与西方不同。

汉代儒学的推广使得当时注重形式逻辑的思想未能得到继承和发展

儒家思想讲究简约,而忽视了逻辑思维的过程。

后来老庄影响下的玄学,数术发展很快,古人还经常把数学作为数术的末技,用玄学的思想来研究数学,使得古代数学离完整的逻辑思维越来越远。

在演绎推理上,中国并没有形成系统的学科,虽然可能在平时应用中演绎推理被人们不自觉地运用,因为从逻辑思维转化到系统的逻辑学还需要一定的文化条件,我国古代并没有形成以推理见长的数学著作。

九章算术》很多内容都是举例“说明”,通过这些问题能推演出什么理论,并没有细说。

这是一种相对原始的做法。

但随着数学发展,这种做法的局限性就表现出来了,它极不利于知识的总结。

如果只有很少一点数学知识,随着数学知识的增长,每个知识点都用一个题目来解说,而不把它们总结出来,就没法系统研究,对学习数学发展数学都是不利的。

三、总结   中国历史上有许多的发明创造,许多科目在我国古代就已问世,它们曾经历过辉煌也曾逐渐衰落

历史给予我们许多启示,就拿数学来说其衰落有许多原因,我们需要以史为鉴,用我们自己的创造力创造出更多的辉煌

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