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提起古代阿拉伯人对数学的贡献,人们自然会想到1,2,…,9,0这十个“阿拉伯数字”。其实,这十个“阿拉伯数字”最早是由古代印度人创造的,后来古代阿拉伯人将这十个数字传播到了欧洲,欧洲人就把这十个数字称为“阿拉伯数字”。在数学的发展过程中,古代阿拉伯人主要是吸收、保存了古希腊和印度的数学,并将它传给欧洲,架起了一座数学的桥梁。% W ~5 f9 r7 A! A! I- e5 @
在算术上,古代阿拉伯人采用和改进了印度的数字记号和进位记法,也采用了印度的无理数运算,但放弃了负数的运算。“代数”这门学科的名称,就是由阿拉伯人发明的。阿拉伯人还解出一些一次、二次,甚至三次方程,并且用几何图形来解释他们的解法。
2 e3 K0 I( `; v H 另外,古代阿拉伯人还用圆锥曲线相交来解三次方程,这是一大进步。
3 V9 u) q5 T' G( P4 ~. [# S* j: Z9 x 古代阿拉伯人也获得了较为精确的圆周率,他们计算出2π=6.283185307195865,π值已计算到了小数点后面第15位。此外,他们在三角形上引进了正切和余切,并且给出了正弦定理的证明。3 x! q( c( B. \9 X
古代阿拉伯人还翻译并著述了大量数学文献,这些著作传到欧洲后,对后世数学的发展起了巨大的推动作用。因此,把古代阿拉伯数学称为数学的桥梁,是当之无愧的。,
: Y1 l' W7 w8 p. w6 z; v (六)古代中国篇——十进制和二进制的故乡
; l2 `/ v" _6 h( K. o 古代中国是世界四大文明古国之一。在世界数学发展史上,古代中国的数学成就占有相当重要的位置。! W4 ]: d4 r7 S& T$ {2 ~
在人类文化发展的初期,中国人对数学的研究成果,实际上远远领先于古巴比伦和古埃及。早在五、六千以前,古代中国人就发明了简洁的数学符号,到了三千多年前的商朝(约公元前十六世纪到公元前十一世纪),刻在甲骨和陶器上的数字,已经十分常见。通过对当时甲骨文的研究,发现其中有表示一、十、百、千、万、……的十三种计数单位,这说明当时中国人的计数方法,已经采用了人类现行的“十进制”。
0 K; \8 t: R+ {/ `, v& h 中国人最早使用十进制的另一个例证, 是现行数字符号“0”原本起源于中国的古籍。中国古人在删除文章中错字的时候,采用的就是“圈除”这种方法,久而久之,这个“○”就成为表示“不存在”,也就是“零”的符号了。而古印度正式使用“0”这个符号,已经是公元876年前后的事了。只有表示“零”的符号“0”产生后,人类发明的十进制才算完备。 因此,中国是当之无愧的“十进制故乡”。: Y" m3 ^; Q' ~, V2 K
中国古人在运算过程中,采用的是“算筹”这种工具。“算筹”就是一些用木、竹制作的匀称小棍,中国古人把这些小棍纵横布置,就可以表示出任何一个自然数来。据考证,至少在两千五百多年前的春秋时代,我国古人的算筹记法就已经相当完备了。这种表示数字的方法,无疑走在世界的前列。% [9 ~9 a8 y; f2 F9 h3 N8 F
我国古人对圆周率的研究,就不用多说了。早在魏晋时期,著名数学家刘徽就计算出了极为准确的圆周率值——3.1416。南北朝时期伟大的数学家祖冲之,进一步计算出圆周率的准确值在3.1415926和3.1415927之间。而欧洲人在1000年之后,才计算出如此精确的圆周率。
" h7 x% a6 k# {& N9 B& c9 E( o我国周朝数学家商高是世界上最早提出勾股定理的人,早于古希腊的毕达哥拉斯。南宋时期的数学家杨辉,创立了数学史上著名的“杨辉三角”,这是人类数学史上对二项式系数的最早探究。# R" J3 h9 `: g; e( D
除此之外,中国古人发明的“乘法口诀”(也就是俗称的“九九表”),大大提高了乘法和除法的笔算效率。中国古人发明的算盘,则被世界公认为现代计算机的前身。
" p0 x) t* `1 X0 m& v; } 最奇妙的一件事,莫过于微积分的创始人之一——法国数学家莱布尼兹所认为的,中国是现代计算机理论中“二进制”的故乡。莱布尼兹对中国古籍《易经》有很深入的研究,他认为《易经》中的八卦图形,所记录的内容就是“二进制”的思想。按照他的说法,《易经》中的“太极生两仪,两仪生四象,四象生八卦……”无疑就是“二进制”思想的体现了。
, V. [% ^% _) u" r9 J1 H) l6 r2 J 所以说,古代中国的数学家,不愧为现代数学理论的奠基人;古代中国的数学研究成果,不愧为现代数学理论的基础。 |