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中國(guó)古代數(shù)學(xué)的發(fā)展史張新強(qiáng)中國(guó)古代數(shù)學(xué)的發(fā)展史中國(guó)是世界文明古國(guó)之一。數(shù)學(xué)是中國(guó)古代科學(xué)中一門(mén)重要學(xué)科,其發(fā)展源遠(yuǎn)流長(zhǎng),成就輝煌。古代數(shù)學(xué)發(fā)展的階段:(1)春秋前中國(guó)數(shù)學(xué)的萌芽(2)戰(zhàn)國(guó)至兩漢中國(guó)數(shù)學(xué)框架的確立(3)魏晉至唐初中國(guó)數(shù)學(xué)理論體系的建立(4)唐中葉至宋元中國(guó)數(shù)學(xué)的高潮(5)明清數(shù)學(xué)——從衰落到艱難的復(fù)興春秋前中國(guó)數(shù)學(xué)的萌芽:我們的先民在從野蠻走向文明的漫長(zhǎng)歷程中,逐漸認(rèn)識(shí)了數(shù)與形的概念。出土的新石器時(shí)期的陶器大多為圓形或其他規(guī)則形狀,陶器上有各種幾何圖案,通常還有三個(gè)著地點(diǎn),都是幾何知識(shí)的萌芽。先秦典籍中有“隸首作數(shù)”、“結(jié)繩記事”、“刻木記事”的記載,說(shuō)明人們從辨別事物的多寡中逐漸認(rèn)識(shí)了數(shù),并創(chuàng)造了記數(shù)的符號(hào)。殷商甲骨文(公元前14—前11世紀(jì))中已有13個(gè)記數(shù)單字,最大的數(shù)是“三萬(wàn)”,最小的是“一”。古代數(shù)學(xué)發(fā)展的階段:一、十、百、千、萬(wàn),各有專(zhuān)名。其中已經(jīng)蘊(yùn)含有十進(jìn)位置值制萌芽。傳說(shuō)伏羲創(chuàng)造了畫(huà)圓的“規(guī)”、畫(huà)方的“矩”,也傳說(shuō)黃帝臣子倕是“規(guī)矩”和“準(zhǔn)繩”的創(chuàng)始人。早在大禹治水時(shí),禹便“左準(zhǔn)繩”

,“右規(guī)矩”

。因此,我們可以說(shuō),“規(guī)”、“矩”、“準(zhǔn)”、“繩”是我們祖先最早使用的數(shù)學(xué)工具。人們丈量土地面積,測(cè)算山高谷深,計(jì)算產(chǎn)量多少,粟米交換,制定歷法,都需要數(shù)學(xué)知識(shí)。古代數(shù)學(xué)發(fā)展的階段:春秋時(shí)期,隨著鐵器的出現(xiàn),生產(chǎn)力的提高,中國(guó)開(kāi)始了由奴隸制向封建制的過(guò)渡。新的生產(chǎn)關(guān)系促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。此時(shí)王權(quán)衰微,疇人四散,私學(xué)開(kāi)始出現(xiàn)。最晚在春秋末年人們已經(jīng)掌握了完備的十進(jìn)位置值制記數(shù)法,普遍使用了算籌這種先進(jìn)的計(jì)算工具。人們已諳熟九九乘法表、整數(shù)四則運(yùn)算,并使用了分?jǐn)?shù)。戰(zhàn)國(guó)至兩漢中國(guó)數(shù)學(xué)框架的確立:

戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,各諸侯國(guó)相繼完成了向封建制度的過(guò)渡。思想界、學(xué)術(shù)界諸子林立,百家爭(zhēng)鳴,異?;钴S,為數(shù)學(xué)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。盡管沒(méi)有一部先秦的數(shù)學(xué)著作留傳到后世,但是,人們通過(guò)田地及國(guó)土面積的測(cè)量,粟米的交換,收獲及戰(zhàn)利品的分配,城池的修建,水利工程的設(shè)計(jì),賦稅的合理負(fù)擔(dān),產(chǎn)量的計(jì)算,以及測(cè)高望遠(yuǎn)等生產(chǎn)生活實(shí)踐,積累了大量的數(shù)學(xué)知識(shí)。戰(zhàn)國(guó)至兩漢中國(guó)數(shù)學(xué)框架的確立:

據(jù)東漢初鄭眾記載,當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)知識(shí)分成了方田、粟米、差分、少?gòu)V、商功、均輸、方程、贏不足、旁要九個(gè)部分,稱(chēng)為“九數(shù)”。九數(shù)確立了《九章算術(shù)》的基本框架。秦始皇結(jié)束了列國(guó)紛爭(zhēng),首次建立了中央集權(quán)的封建帝國(guó),本應(yīng)有利于數(shù)學(xué)的發(fā)展。但他的專(zhuān)制政策窒息了百家爭(zhēng)鳴的學(xué)術(shù)空氣。秦朝的殘暴統(tǒng)治,尤其是焚書(shū)坑儒,給中國(guó)文化事業(yè)造成空前的浩劫。戰(zhàn)國(guó)至兩漢中國(guó)數(shù)學(xué)框架的確立:不久,劉邦利用推翻暴秦的農(nóng)民起義,統(tǒng)一了中國(guó),建立了漢朝,史稱(chēng)西漢。西漢政府與民生息,社會(huì)生產(chǎn)力得到恢復(fù)、發(fā)展,給數(shù)學(xué)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)新的活力,人們提出了若干算術(shù)難題,并創(chuàng)造了解勾股形、重差等新的數(shù)學(xué)方法。同時(shí),人們注重先秦文化典籍的收集、整理。作為數(shù)學(xué)新發(fā)展及先秦典籍的搶救工作的結(jié)晶,便是《九章算術(shù)》的成書(shū)?!毒耪滤阈g(shù)》(省稱(chēng)《九章》)是中國(guó)最重要的數(shù)學(xué)經(jīng)典,它之于中國(guó)和東方數(shù)學(xué),大體相當(dāng)于《幾何原本》之于希臘和歐洲數(shù)學(xué)。戰(zhàn)國(guó)至兩漢中國(guó)數(shù)學(xué)框架的確立:

《九章》集先秦到西漢數(shù)學(xué)知識(shí)之大成。據(jù)東漢末大學(xué)者鄭玄(公元127—200年)引東漢初鄭眾說(shuō),西漢在先秦九數(shù)基礎(chǔ)上又發(fā)展出勾股、重差兩類(lèi)數(shù)學(xué)方法。魏劉徽說(shuō):《九章》是由九數(shù)發(fā)展而來(lái)的,由于秦朝焚書(shū)而散壞。西漢張蒼、耿壽昌(公元前1世紀(jì))收集秦火遺殘,加以整理刪補(bǔ),便成為《九章算術(shù)》。戰(zhàn)國(guó)至兩漢中國(guó)數(shù)學(xué)框架的確立:方田章提出了完整的分?jǐn)?shù)運(yùn)算法則,各種多邊形、圓、弓形等的面積公式;粟米章提出了比例算法;崔分章提出了比例分配法則;少?gòu)V章給出了完整的開(kāi)平方、開(kāi)立方程序;商功章討論各種立體體積公式及工程分配方法;均輸章解決賦役中的合理負(fù)擔(dān),也是比例分配問(wèn)題,還有若干結(jié)合西漢社會(huì)實(shí)際的算術(shù)雜題;盈不足章解決盈虧問(wèn)題及可以用盈不足術(shù)解決的一般算術(shù)問(wèn)題;方程章是線(xiàn)性方程組解法,并給出了正負(fù)數(shù)加減法則;勾股章由旁要發(fā)展而成,提出了勾股定理、解勾股形及若干測(cè)望問(wèn)題的方法。魏晉至唐初中國(guó)數(shù)學(xué)理論體系的建立:

《九章算術(shù)》之后,中國(guó)的數(shù)學(xué)著述基本上采取兩種方式:一是為《九章算術(shù)》作注;二是以《九章算術(shù)》為楷模編纂新的著作。經(jīng)過(guò)兩漢社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的大發(fā)展,到魏晉,中國(guó)封建社會(huì)進(jìn)入一個(gè)新的階段,莊園農(nóng)奴制和門(mén)閥士族占據(jù)了經(jīng)濟(jì)政治舞臺(tái)的中心。思想文化領(lǐng)域中,儒家的統(tǒng)治地位被削弱,讖緯迷信和繁瑣的經(jīng)學(xué)退出歷史舞臺(tái),代之以談三玄——《周易》、《老子》、《莊子》為主的辯難之風(fēng)。學(xué)者們通過(guò)析理,探討思維規(guī)律,思想界出現(xiàn)了戰(zhàn)國(guó)的百家爭(zhēng)鳴以來(lái)所未有過(guò)的生動(dòng)局面。魏晉至唐初中國(guó)數(shù)學(xué)理論體系的建立:與此相適應(yīng),數(shù)學(xué)家重視理論研究,力圖把自先秦到兩漢積累起來(lái)的數(shù)學(xué)知識(shí)建立在必然的可靠的基礎(chǔ)之上。劉徽和他的《九章算術(shù)注》便是這個(gè)時(shí)代造就的最偉大的數(shù)學(xué)家和最杰出的數(shù)學(xué)著作。

大約與劉徽同時(shí)或稍前,有趙爽的《周髀算經(jīng)注》,其可觀者為“勾股圓方圖”,用600余字概括了兩漢以來(lái)勾股算術(shù)的成果。魏晉至唐初中國(guó)數(shù)學(xué)理論體系的建立:劉徽《九章算術(shù)注》作于魏景元四年(公元263年),原十卷。前九卷全面論證了《九章》的公式、解法,發(fā)展了出入相補(bǔ)原理、截面積原理、齊同原理和率的概念,在圓面積公式和錐體體積公式的證明中引入了無(wú)窮小分割和極限思想,首創(chuàng)了求圓周率的正確方法,指出并糾正了《九章》的某些不精確的或錯(cuò)誤的公式,探索出解決球體積的正確途徑,創(chuàng)造了解線(xiàn)性方程組的互乘相消法與方程新術(shù),用十進(jìn)分?jǐn)?shù)逼近無(wú)理根的近似值等,使用了大量類(lèi)比、歸納推理及演繹推理,并且以后者為主。魏晉至唐初中國(guó)數(shù)學(xué)理論體系的建立:

《孫子算經(jīng)》三卷,常被誤認(rèn)為春秋軍事家孫武所著,實(shí)際上是公元400年前后的作品。這是一部數(shù)學(xué)入門(mén)讀物,給出了籌算記數(shù)制度及乘除法則等預(yù)備知識(shí),其河上蕩杯、雞兔同籠等問(wèn)題后來(lái)在民間廣泛流傳,“物不知數(shù)”題則開(kāi)一次同余式解法之先河。張丘建(今山東人,生平不詳)著的《張丘建算經(jīng)》三卷,成書(shū)于北魏(5世紀(jì)下半葉)。此書(shū)補(bǔ)充了等差級(jí)數(shù)的若干公式,其百雞問(wèn)題是著名的不定方程問(wèn)題,后世十分重視。魏晉至唐初中國(guó)數(shù)學(xué)理論體系的建立:

《綴術(shù)》包含了祖沖之(公元429—500年)和兒子祖

更之的數(shù)學(xué)貢獻(xiàn)。由于其內(nèi)容深?yuàn)W,隋唐算學(xué)館學(xué)官(相當(dāng)于今天大學(xué)數(shù)學(xué)系教授)讀不懂,遂失傳。據(jù)認(rèn)為,將圓周率精確到八位有效數(shù)字、球體積的解決及含有負(fù)系數(shù)的二次、三次方程皆是其中的內(nèi)容。祖沖之,字文遠(yuǎn),祖籍范陽(yáng)逎人。劉宋大明六年(公元462年)造大明歷,使用歲差,改革閏制。魏晉至唐初中國(guó)數(shù)學(xué)理論體系的建立:

他的改革遭到守舊派官僚戴法興的反對(duì),祖沖之不畏權(quán)勢(shì),據(jù)理駁斥,堅(jiān)持了反對(duì)讖緯迷信,不虛推古人,實(shí)事求是的科學(xué)精神。他對(duì)機(jī)械深有研究,制造過(guò)水碓、水磨、指南車(chē)、千里船、漏壺等,并著《安邊論》、《述異記》等。祖暅之,字景爍。從小愛(ài)好數(shù)學(xué),巧思入神,極其精微。專(zhuān)心致志之時(shí),雷霆不能入。有一次走路時(shí)思考問(wèn)題,仆射徐勉迎面而來(lái)竟然沒(méi)有發(fā)現(xiàn),頭撞到徐勉身上,徐勉喚他,他才知道撞了人。其父的《大明歷》經(jīng)他的努力在梁朝頒行。魏晉至唐初中國(guó)數(shù)學(xué)理論體系的建立:隋唐是中國(guó)封建社會(huì)經(jīng)濟(jì)政治文化的鼎盛時(shí)期,然而數(shù)學(xué)上除天文歷法研究中劉焯(公元544—610年)創(chuàng)造等間距內(nèi)插公式(7世紀(jì)初)和僧一行(公元683—727年)創(chuàng)造不等間距內(nèi)插公式(8世紀(jì))外,幾無(wú)創(chuàng)造,數(shù)學(xué)成就及理論水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于魏晉南北朝。唐初王孝通(生卒不詳)撰《緝古算經(jīng)》一卷,解決了若干復(fù)雜的土方工程及勾股問(wèn)題,且都用三次或四次方程解決,是為現(xiàn)存記載三次、四次方程的最早著作。然而,《緝古算經(jīng)》未必是高于《綴術(shù)》的著作。魏晉至唐初中國(guó)數(shù)學(xué)理論體系的建立:

王孝通是歷算博士,曾任太史丞,在天文歷法方面是保守的。他在《上〈緝古算經(jīng)〉表》中指責(zé)《綴術(shù)》全錯(cuò)不通,于理未盡,大約他與當(dāng)時(shí)別的數(shù)學(xué)家一樣讀不懂《綴術(shù)》。他自詡他的《緝古算經(jīng)》千金不能排其一字,他一旦瞑目,其方法后人莫曉。科學(xué)家不必作謙謙君子,但如此狂妄,也是不足取的。魏晉至唐初中國(guó)數(shù)學(xué)理論體系的建立:

隋唐統(tǒng)治者在國(guó)子監(jiān)設(shè)算學(xué)館,置算學(xué)博士、助教指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。唐李淳風(fēng)等奉敕于顯慶元年(公元656年)為《周髀算經(jīng)》、《九章算術(shù)》、《海島算經(jīng)》、《孫子算經(jīng)》、《夏侯陽(yáng)算經(jīng)》、《綴術(shù)》、《張丘建算經(jīng)》、《五曹算經(jīng)》、《五經(jīng)算術(shù)》、《緝古算經(jīng)》等十部算經(jīng)作注,作為算學(xué)館教材,這就是著名的《算經(jīng)十書(shū)》,該書(shū)是中國(guó)古代數(shù)學(xué)奠基時(shí)期的總結(jié)。李淳風(fēng)等注釋保存了許多寶貴資料,但注釋水平并不高。由于種種原因,算學(xué)館實(shí)際未培養(yǎng)出像樣的數(shù)學(xué)家。唐中葉至宋元中國(guó)數(shù)學(xué)的高潮:

宋元數(shù)學(xué)家賈憲、李冶、楊輝、朱世杰的著作,大都在成書(shū)后不久即刊刻。數(shù)學(xué)著作借助印刷術(shù)得以空前廣泛的流傳,對(duì)傳播普及數(shù)學(xué)知識(shí),其意義尤為深遠(yuǎn)。宋元數(shù)學(xué)高潮早在唐中葉已見(jiàn)端倪。隨著商業(yè)貿(mào)易的蓬勃發(fā)展,人們改進(jìn)籌算乘除法,新、舊《唐書(shū)》記載了大量這類(lèi)書(shū)籍,可惜絕大多數(shù)失傳,只有韓延《算術(shù)》以《夏侯陽(yáng)算經(jīng)》的名義流傳下來(lái),該書(shū)提出了若干化乘除為加減的捷算法,并在運(yùn)算中使用了十進(jìn)小數(shù),極可寶貴。唐中葉至宋元中國(guó)數(shù)學(xué)的高潮:

11世紀(jì)上半葉賈憲撰《黃帝九章算經(jīng)細(xì)草》,是為北宋最重要的數(shù)學(xué)著作。賈憲曾任左班殿直,是當(dāng)時(shí)著名天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家楚衍的學(xué)生。還著有《算法??古集》二卷,已佚。他將《九章算術(shù)》未離開(kāi)題設(shè)具體對(duì)象甚至數(shù)值的術(shù)文大都抽象成一般性術(shù)文,提高了《九章算術(shù)》的理論水平;他對(duì)某些類(lèi)型的數(shù)學(xué)問(wèn)題進(jìn)行概括,比如提出開(kāi)方作法本源即賈憲三角,作為他提出的立成釋鎖(即開(kāi)方)法的算表,這是開(kāi)方問(wèn)題的綱;他提出了若干新的重要方法,其中最突出的是創(chuàng)造增乘開(kāi)方法,并提出了開(kāi)四次方的程序。賈憲的思想與方法對(duì)宋元數(shù)學(xué)影響極大,是宋元數(shù)學(xué)的主要推動(dòng)者之一。唐中葉至宋元中國(guó)數(shù)學(xué)的高潮:大科學(xué)家沈括(公元1031—1095年)對(duì)數(shù)學(xué)有獨(dú)到的貢獻(xiàn)。在《夢(mèng)溪筆談》中首創(chuàng)隙積術(shù),開(kāi)高階等差級(jí)數(shù)求和問(wèn)題之先河,又提出會(huì)圓術(shù),首次提出求弓形弧長(zhǎng)的近似公式。12世紀(jì)北宋劉益撰《議古根源》,亦失傳。楊輝《田畝比類(lèi)乘除捷法》引用了它的若干題目與方法?!毒Y術(shù)》失傳之后,開(kāi)方式的系數(shù)仍皆為正數(shù),劉益突破了這個(gè)限制,首先引入負(fù)系數(shù)方程,并創(chuàng)造了益積開(kāi)方術(shù)與減從開(kāi)方術(shù)求其正根,楊輝譽(yù)之為“實(shí)冠前古”。唐中葉至宋元中國(guó)數(shù)學(xué)的高潮:

1127年金朝入主中原,趙宋南遷,史稱(chēng)南宋。1234年,蒙古貴族滅金,后來(lái)建立元朝。1279年元滅南宋,統(tǒng)一全國(guó)。13世紀(jì)中葉至14世紀(jì)初,是宋元數(shù)學(xué)高潮的集中體現(xiàn),也是中國(guó)歷史上留下重要數(shù)學(xué)著作最多的半個(gè)世紀(jì),并形成了南宋統(tǒng)治下的長(zhǎng)江中下游與金元統(tǒng)治下的太行山兩側(cè)兩個(gè)數(shù)學(xué)中心。南方中心以秦九韶、楊輝為代表,以高次方程數(shù)值解法、同余式解法及改進(jìn)乘除捷算法的研究為主。北方中心則以李冶為代表,以列高次方程的天元術(shù)及其解法為主。元統(tǒng)一中國(guó)后的朱世杰,則集南北兩個(gè)數(shù)學(xué)中心之大成,達(dá)到了中國(guó)籌算的最高水平。唐中葉至宋元中國(guó)數(shù)學(xué)的高潮:1247年秦九韶撰成《數(shù)書(shū)九章》18卷。秦九韶,字道古,自稱(chēng)魯郡(今山東省)人,約1202年生于普州安岳縣(今四川省)。他生活在宋元激烈斗爭(zhēng)的南宋末年,并卷入了南宋統(tǒng)治集團(tuán)戰(zhàn)和兩派的斗爭(zhēng),支持抗戰(zhàn)派吳潛,屢遭劉克莊等人彈劾。賈似道專(zhuān)權(quán)后被貶到梅州(今廣東省),不久(約公元1261年)死于任所,并在死后被追隨賈似道的周密丑詆不堪。他天資聰明好學(xué),對(duì)數(shù)學(xué)、天文、土木建筑、詩(shī)詞、音律、弓馬等都十分精通。他多次呼吁統(tǒng)治者施仁政,并把數(shù)學(xué)知識(shí)看成開(kāi)源截流、施仁政、利國(guó)利民的有力工具。唐中葉至宋元中國(guó)數(shù)學(xué)的高潮:

《數(shù)書(shū)九章》分大衍、天時(shí)、田域、測(cè)望、賦役、錢(qián)谷、營(yíng)建、軍旅、市易九類(lèi)81題,其成就之大,題設(shè)之復(fù)雜都超過(guò)以往算經(jīng),有的問(wèn)題有88個(gè)條件,有的答案多達(dá)180條,軍事問(wèn)題之多也是空前的,反映了秦氏對(duì)抗元戰(zhàn)爭(zhēng)的關(guān)注。大衍總數(shù)術(shù)系統(tǒng)解決了一次同余式組解法;正負(fù)開(kāi)方術(shù)把以增乘開(kāi)方法為主導(dǎo)的求高次方程正根的方法發(fā)展到十分完備的程度,有的方程高達(dá)十次;線(xiàn)性方程組解法完全以互乘相消法取代直除法;提出了與海倫公式等價(jià)的三斜求積公式;使用了完整的十進(jìn)小數(shù)表示法,等等,都是其杰出成就。唐中葉至宋元中國(guó)數(shù)學(xué)的高潮:

1262年又撰《日用算法》,著重于改進(jìn)乘除捷算法,只有少量題目保存下來(lái)。1274年撰《乘除通變本末》三卷。卷上的“習(xí)算綱目”是一個(gè)從啟蒙到《九章》主要方法的數(shù)學(xué)教學(xué)計(jì)劃。本書(shū)還總結(jié)了九歸等乘除捷算法及其口訣。次年編纂《田畝比類(lèi)乘除捷法》二卷,引用了劉益的方法與題目,批評(píng)了《五曹算經(jīng)》四不等田求法的錯(cuò)誤。同年,編纂《續(xù)古摘奇算法》二卷,對(duì)縱橫圖即幻方研究頗有貢獻(xiàn)。后三部書(shū)又常合稱(chēng)為《楊輝算法》。唐中葉至宋元中國(guó)數(shù)學(xué)的高潮:楊輝共撰五部數(shù)學(xué)著作,傳世的有四部,居元以前數(shù)學(xué)家之冠。楊輝,字謙光,錢(qián)塘(今杭州市)人,生平不詳,只知在今江浙一帶管錢(qián)糧,為政清廉。與其他大家比較,他的著作偏重于教育與普及。1261年,楊輝在劉徽注、李淳風(fēng)等注釋、賈憲細(xì)草的《九章算術(shù)》基礎(chǔ)上作解題、比類(lèi),并補(bǔ)充了圖、乘除、纂類(lèi)三卷,是為《詳解九章算法》,今圖、乘除、方田、粟米、衰分上半部、商功之一部分已佚。商功章的比類(lèi)中的垛積術(shù)發(fā)展了沈括的隙積術(shù);“纂類(lèi)”則打破了《九章算術(shù)》的分類(lèi)格局,按方法分成乘除、互換、合率、分率、衰分、疊積、盈不足、方程、勾股九類(lèi)。唐中葉至宋元中國(guó)數(shù)學(xué)的高潮:十二、十三世紀(jì),北方出現(xiàn)了許多天元術(shù)著作,大都失傳,流傳至今的最早的以天元術(shù)為主要方法的著作是李冶的《測(cè)圓海鏡》12卷(公元1248年)、《益古演段》三卷(公元1259年)。李冶(公元1192—1279年),字仁卿,號(hào)敬齋,真定欒城(今河北省)人,生于大興(今北京市)。其父為官清廉正直,李冶自幼受到良好的教養(yǎng),且愛(ài)好數(shù)學(xué),青年時(shí)便成為名重中原的學(xué)者,金詞賦科進(jìn)士。入元,遂隱居于忻、郭一帶,在極為艱苦的條件下研究數(shù)學(xué)及各種學(xué)問(wèn)。1251年起,主持封龍書(shū)院(今河北省)。唐中葉至宋元中國(guó)數(shù)學(xué)的高潮:

1257、1260年兩次受到元主忽必烈召見(jiàn),發(fā)表了立法度,正綱紀(jì),進(jìn)君子,退小人,減刑罰,止征戰(zhàn),反對(duì)種族偏見(jiàn)的政治主張。他被聘為翰林學(xué)士。然而他羞于作唯天子、宰相之命是聽(tīng)的御用文人,不久便以老病為辭回到封龍山。他一生文史著述頗多,僅存《敬齋古今黈》。《測(cè)圓海鏡》在洞淵九容基礎(chǔ)上考慮了勾股形與圓的10種基本關(guān)系,在卷二一十二中就15個(gè)勾股形與圓的關(guān)系提出了170個(gè)求圓徑長(zhǎng)的問(wèn)題,答案當(dāng)然都相同。這些問(wèn)題大都要用天元術(shù)列出方程。卷一是全書(shū)的理論基礎(chǔ),包括圓城圖式、識(shí)別雜記等部分。唐中葉至宋元中國(guó)數(shù)學(xué)的高潮:朱世杰有兩部重要著作《算學(xué)啟蒙、《四元玉鑒傳世。朱世杰,字漢卿,號(hào)松庭,燕山人。他在13世紀(jì)末以數(shù)學(xué)名家周游全國(guó)20余年,向他學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的人很多?!端銓W(xué)啟蒙》20門(mén),259問(wèn),包括了從乘除及其捷算法到增乘開(kāi)方法、天元術(shù)等當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)各方面的內(nèi)容,形成了一個(gè)較完整的體系?!端脑耔b》,卷首給出古法七乘方圖(改進(jìn)了的賈憲三角)等四種五幅圖,以及天元術(shù)、二元術(shù)、三元術(shù)、四元術(shù)的解法范例。創(chuàng)造四元消法,解決了多元高次方程組問(wèn)題,以及高階等差級(jí)數(shù)求和問(wèn)題,高次招差法問(wèn)題,是本書(shū)最大的貢獻(xiàn)。此書(shū)是中國(guó)古代水平最高的數(shù)學(xué)著作。唐中葉至宋元中國(guó)數(shù)學(xué)的高潮:

楊輝、朱世杰等人對(duì)籌算乘除捷算法的改進(jìn)、總結(jié),導(dǎo)致了珠算盤(pán)與珠算術(shù)的產(chǎn)生(大約在元中葉),完成了我國(guó)計(jì)算工具和計(jì)算技術(shù)的改革。元中后期,又出現(xiàn)了《丁巨算法》、賈亨《算法全能集》、何平子《詳明算法》等改進(jìn)乘除捷算法的著作。明清數(shù)學(xué):

元中葉之后,中國(guó)數(shù)學(xué)急劇衰落,元末的幾部著作只是對(duì)乘除捷算法有所改進(jìn)。明永樂(lè)年間(公元1403—1425年)修《永樂(lè)大典》,將前此的中國(guó)數(shù)學(xué)著作按起源、各種數(shù)學(xué)方法及音義、纂類(lèi)等分類(lèi)抄錄。漢唐宋元數(shù)學(xué)著作在明代大都散佚,清中葉修《四庫(kù)全書(shū)》,中國(guó)古算書(shū)多賴(lài)此重新面世。明清數(shù)學(xué):

明代八股取士,思想禁錮嚴(yán)重,學(xué)者們很少留心數(shù)學(xué)。顧應(yīng)祥、唐順之是明代數(shù)學(xué)大家,全然不懂天元術(shù)和增乘開(kāi)方法。景泰元年(公元1450年)吳敬撰《九章算法比類(lèi)大全》十卷,收集歷代應(yīng)用題,亦拋棄了增乘開(kāi)方法和天元術(shù)。元明之后,隨著籌算捷算法的完備,珠算術(shù)產(chǎn)生并得到普及,明朝出現(xiàn)了一批有關(guān)珠算的著作。其最著者為程大位的《算法統(tǒng)宗》(公元1592年)此書(shū)適應(yīng)商業(yè)發(fā)展的需要,以珠算為主要計(jì)算工具,并載有珠算開(kāi)方法。此書(shū)在以后二、三百年問(wèn)被多次翻刻、改編,流傳之廣是罕見(jiàn)的。明清數(shù)學(xué):

16世紀(jì)末,利瑪竇等歐洲傳教士來(lái)華,與徐光啟等一起翻譯《幾何原本》等著作。后來(lái),傳教士們又引入了三角學(xué)、對(duì)數(shù)等西方初等數(shù)學(xué),從此,中國(guó)數(shù)學(xué)開(kāi)始了中西會(huì)通的階段。清朝260余年,留下數(shù)學(xué)著作極多,都在不同程度上融會(huì)中西數(shù)學(xué)。清宣城梅文鼎潛心于中西數(shù)學(xué)研究,著述甚多,其孫梅瑴成將他的著作編輯成《梅氏叢書(shū)輯要》60卷,其中數(shù)學(xué)著作13種40卷,內(nèi)容遍及當(dāng)時(shí)中國(guó)數(shù)學(xué)的各個(gè)門(mén)類(lèi),對(duì)清朝數(shù)學(xué)影響極大。明清數(shù)學(xué):康熙皇帝愛(ài)好數(shù)學(xué),他御定由梅瑴成、何國(guó)宗、明安圖、陳厚耀等編纂的《數(shù)理精蘊(yùn)》53卷,全面系統(tǒng)地介紹了當(dāng)時(shí)傳入的西方數(shù)學(xué)知識(shí)。上編立綱明體,為數(shù)理本源、幾何原本、算術(shù)原本等五卷;下編分條致用,為實(shí)用數(shù)學(xué)和借根方比例,以及對(duì)數(shù)、三角函數(shù)等,同樣對(duì)清朝數(shù)學(xué)產(chǎn)生了巨大影響。此書(shū)于雍正元年(公元1723年)印行。1723年,雍正帝即位,認(rèn)為傳教士不利于自己的統(tǒng)治,除少數(shù)供職于欽天監(jiān)者外,將傳教士悉數(shù)趕到澳門(mén)。此后,西學(xué)的傳入遂告一段落,中國(guó)數(shù)學(xué)家一方面消化前此傳入的數(shù)學(xué)知識(shí),一方面忙于整理中國(guó)古典數(shù)學(xué)著作。明清數(shù)學(xué):

18世紀(jì)初,法人杜德美傳入牛頓、格雷果里創(chuàng)造的三個(gè)三角函數(shù)的級(jí)數(shù)展開(kāi)式。后來(lái),三角函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)展開(kāi)式的研究成為中國(guó)數(shù)學(xué)家的重要課題。明安圖、董祐誠(chéng)、項(xiàng)名達(dá)、戴煦等都作出了杰出貢獻(xiàn)。李善蘭的《方圓闡幽》、《弧矢啟秘》、《對(duì)數(shù)探源在三角函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)的研究上取得了更大的成就。他創(chuàng)造的尖錐術(shù)提出了幾個(gè)相當(dāng)于定積分的公式,在接觸西方微積分思想之前獨(dú)立地接近了微積分學(xué)。李善蘭,字壬叔,號(hào)秋紉,浙江海寧人。幼年即嗜好數(shù)學(xué),30余歲即獲創(chuàng)造性成果。明清數(shù)學(xué):

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