浅谈中国古代数学成就
中国是一个有着悠久历史和灿烂文化的文明古国。中国古代的四大发明曾经极大地推动了世界文明的进步。同样，作为中国文化的一个重要组成部分，中国古代数学，由于其自身的历史渊源和独特的发展过程，形成了与西方迥然不同的风格，成为世界数学发展的历史长河中的一支不容忽视的源头。
数学是中国古代最为发达的学科之一，通常称为“算术”即“算数之术”。中国古代数学所研究的内容大体上是今天数学教科书中的算术、代数、几何、三角等方面的内容。与世界上其他民族的数学相比，中国数学源远流长，成就卓著。本文将按照年代的顺序，巡视一下中国古代数学发展的状况。
一、先秦时期————中国古代数学的萌芽
中国是世界著名的文明古国，和古巴比伦、埃及和印度一样，她也是人类文化的发源地之一。数学作为中国文化的重要组成部分，他的起源可以追溯到遥远的古代。根据古籍记载、考古发现以及其他文字资料推测，至少在公元前3000年左右，在中华古老的土地上就有了数学的萌芽。一般认为，这一时期的数学成就主要有以下几点：
1、结绳记事
中国古代记数方法的起源是很早的。据《易.系辞传》称：
“上古结绳而治。”
《易.九家义》明确地解释了这种方法：
“事大，大结其绳；事小，小结其绳。结之多少，随物众寡。”
这种结绳记事的方法是很古老的。据《史记》记载：
“伏羲始画八卦，造书契，以代结绳之治。”
这表明，在伏羲这一位中国神话中的人类始祖之前，结绳记事这种方法就已十分流行，并且在他的时代已开始用“八卦”和“书契”等方法来代替“结绳记事”了。
2、规矩的使用
规矩是中国传统的几何工具。至于它们的用途，《周礼》、《荀子》、《淮南子》、《庄子》等古籍都有明确的记载：“圆者中规，方者中矩。”
说明它们分别用于圆与方的问题。它们的起源也是很早的，据《史记》记载，夏禹在治水时就“左准绳，又规矩，载四时，以开九州，通九道”。甚至在汉武梁祠中还有“伏羲手执规、女娲手执矩”的造像，将这两种工具的最早使用归功于传说中的伏羲与女娲。规与矩的使用，对于后来几何学的产生和发展有着重要的意义，中国传统几何学大部分内容都是围绕圆与勾股形展开的，这与古代中国人擅长使用规与矩的关系是十分密切的。
3、十进位制记数法、分数的应用及筹算
我国自有文字记载开始，记数法就遵循十进制了。商代的甲骨文和西周的钟鼎文，都是用“一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、百、千、万”等字的合文来记10万以内的自然数。这种记数法已含有明显的位值制意义，只要把“千”、“百”、“十”和“又”的字样取消，便和位值制记数法基本一样了。
十进位值制记数法的发明，早于第二发明者印度1000多年，是我们祖先对人类文明的一项不可磨灭的、最伟大的贡献。马克思称赞它是“最妙的发明之一”。英国著名科技史专家李约瑟博士评价说：“如果没有这种十进位制，就几乎不可能出现我们现在这个统一化的
世界了。”而这一点又是同时代的古埃及和古巴比伦数学所不及的。
中国古代对分数概念的认识也比较早，分数的概念及应用，在《管子》、《墨子》、《商君书》、《考工记》等春秋战国时代的书籍中都有明确的记载。
算筹是中国古代的计算工具。筹即小竹棍或小木棍（也有用骨、金属材料或象牙制成的）。从春秋战国时期一直到元代末年，算筹在我国沿用了两千多年。用算筹表示数有纵横两种摆法。如下图：
记数时与十进位制相配合，采用从左到右（或从上到下）纵横相间的摆法。如6728表示为
；如遇零时则空一格，如6708，表示为。即使这种空位很小，也会由纵横相间的法则看出。与巴比伦相比，他们虽然也早有位值制的思想，但由于没有零的记号，辨别一个具体的数时，往往令人难以琢磨。
4、最早的几何概念（早于第二发明者欧几里德（公元前330~前275）100多年。）
公元前２５００年，我国战国时期的诸子百家和古希腊的数学学派一样，他们的著作包含了理论数学的萌芽，其中最为杰出的是“墨家”和“名家”。
墨家的代表著作《墨经》记载了许多几何概念，如
“平，同高也”（即两条直线或两个平面间的距离处处相等称为平行）；
“中，同长也”（即直线段的中点至两端点的距离相等，或圆的圆心（球的球心）到圆周（球表面）的距离相等）；
“圜，一中同长也”（即圆或球，皆有一个中心，即圆心或球心，圆周或球表面上任一点到中心的距离相等）；
... ... ... ...
这些都是中国古代学者试图用形式逻辑的方法定义几何概念的明证。在这部著作中甚至还涉及到有穷和无穷的概念，称
“或不容尺，有穷；莫不容尺，无穷也.”
名家以善辩著称，对无穷的概念有着更深刻的认识。据《庄子》记载，名家的代表人物惠施曾提出：
“至大无外谓之大一，至小无外谓之小一.”
这里的“大一”、“小一”有无穷大和无穷小的意思。此外，《庄子》中还记载了许多著名的论断：
“一尺之棰，日取其半，万世不竭.”（即一尺长的木棒，第一日截去一半，第二日截去剩下一半的一半，如此下去，永远都不会截取完的）；
“飞鸟之影，未尝动也；镞矢之疾，而有不行不止时.”（即天上飞行的鸟不一定就是动的；飞速射来的箭既不是运动的，也不是静止的）；
... ... ... ...
这些可以说与古希腊的芝诺悖论具有异曲同工之妙，也是世界数学史早期最光辉的数学思想之一。
二、汉唐时期————中国传统数学体系的形成
从汉代开始，中国的经济文化有了进一步的发展，经济的繁荣给科学的进步提供了物质基础，特别是从秦代开始实施的文字与度量衡的统一、铁器的使用以及大量兴修水利工程和水陆交通的工程，为人们探索大自然的奥秘增强了动力，数学也有了长足的发展，其主要标志是以《九章算术》为代表的中国传统数学体系的形成。
1、《周髀算经》和勾股定理
《周髀算经》原名《周髀》，大约成书于公元前2世纪的西汉时期，其许多内容甚至可以追溯到西周（公元前11世纪——公元前 8世纪）。唐代李淳风在为国子监明算科选定教科书时将其列入《算经十书》，并改名为《周髀算经》。严格地讲，它并不是一本数学专著，而是一部介绍“盖天说”宇宙模型的天文学著作，但它包含了相当深刻的数学内容，其主要成就包括分数运算、勾股定理及其在天文测量中的应用。
该书卷首记述了一段精彩的对话：
“昔者周公问于商高曰：... ...古者包牺立周天历度，夫天不可阶而升，地不可得尺寸而度，请问数安从出？商高曰：数之法，出于圆方。圆出于方，方出于矩，矩出于九九八十一。故折矩以为勾广三，股修四，径隅五。... ...故禹之所以治天下者，此数之所生也。”
后人简单地把这个事实说成“勾三股四弦五”。这就是我国有关勾股定理的最早记录，这里叙述了勾股定理的一个特例。
由于勾股定理的内容最早见于商高的话中，所以人们就把这个定理叫作“商高定理”，早于第二发明者毕达哥拉斯（公元前580---公元前500）550多年。
另外，在陈子与荣方的“师生对话”中，借陈子之口又给出了一般的勾股定理：
“求邪至日者，以日下为勾，日高为股，勾股各自乘，并而开方除之，得邪至日。”
如图：
日高图
即给出公式
邪至日（弦）
中国关于勾股定理的证明最早是由三国时期的数学家赵爽给出的。赵爽是中国历史上首
次对《周髀》进行认真研究和注释的学者。他的工作主要包括三方面的内容：一为文字解释；二为较详细地数学理论推演；三是补图。其中最为精彩的是“勾股圆方图注”。
在这篇500多字的注文中，赵爽首先给出勾股定理的一般证明：
“按弦图又可以勾、股相乘为朱实二，倍之为朱实四。以勾股之差自相乘，为中黄实。加差实一，亦成弦实。”即如图：
勾股圆方图局部
以勾股作为长方形的二边，其面积是朱色直角三角形面积的二倍。以勾股差为边作中间的黄色正方形，加上四个朱色三角形与以弦为边长的正方形面积相等。这样，赵爽就利用面积割补的方法证明了勾股定理。
此外，该书还介绍了许多种利用勾股定理进行测量的方法，如测量太阳的直径、太阳的高等。同时，在勾股测量与计算中，还涉及到十分复杂的分数计算，这在以前的著作中是没有的。
2、《九章算术》
标志着中国传统数学理论体系形成的是《九章算术》的成书。该书的作者和成书年代难以确切地考证，多数学者认为，它成书于西汉末东汉初，即公元1世纪初。后魏晋时人刘徽为《九章算术》做了注释，书名叫《九章算术注》，此书于魏景元4年（公元263年）成书，共9卷，现在有传本可据，是我国最可贵的数学遗产之一。
中国的数学，经过长期的积累，到西汉时已有很丰富的内容，但这些内容之间缺乏内在的联系，以前人们曾寻求以确定的方式建立某种联系，例如墨家学派曾尝试过用逻辑方法研究数学概念，但没有成功。也许正是这种原因，决定了《九章算术》所特有的处理方式，并形成了中国传统的数学体系。
《九章算术》全书采用问题集的形式，书中每道题皆有问有答有术，其中“术”通常是解题的思想方法、公式和法则，有的一题一术，有的多题一术，有的一题多术，全书内容丰富，且密切联系实际，《九章算术》全书共有246个应用题，基本上都是与生产实践、日常生活有联系的实际应用问题。这些问题分别隶属于方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程和勾股九章。对于每类问题，《九章算术》中都给出了统一的解法，它们相当于一些初等数学定理和公式，但没有证明。解法大多数是正确的，有些是近似的，极少数有错误。
第一章“方田”.讲述有关平面图形（土地田亩）面积的计算方法，包括分数算法。
第二章“粟米”.讲述有关粮食交换中的比例问题。
第三章“衰分”.讲述配分比例和等差、等比等问题。
第四章“少广”.讲述由田亩面积求边长，由球体积求经长的算法，这是世界上最早的多位数开平方、开立方法则的记载。
第五章“商功”.讲述各种土木工程中的体积计算。
第六章“均输”.讲述纳税和运输方面的计算问题，实际上是比较复杂的比例计算问题。
第七章“盈不足”.讲述算术中盈亏问题的解法。
第八章“方程”.讲述线性方程组的解法，其基本思想是消元。在解方程组时，将方程组的系数（包括常数）分离出来排成一个数表，相当于现在线性代数中的增广矩阵，然后通过类似于矩阵初等变换的方法消元，这一思想方法在数学发展史上是非常重要的，在西方被称为“高斯消去法”。
“方程”章的另一个重点就是对负数的概念、运算进行了研究。在解方程的过程中，由于无法回避被减数小于减数的情况出现，故《九章算术》提出了“以正负术入之”，即引入负数及其运算法则。在该书的实际问题中已涉及正负数的乘除运算，但《九章算术》和刘徽注中都没有明确给出其运算法则。这是世界上最早关于正负数应用的记载。
第九章“勾股”.在《周髀算经》中勾股定理的基础上，形成了应用问题的“勾股术”，从此它成了中算中重要的传统内容之一。
《九章算术》注重实际问题和长于计算的特点，对中国传统数学的发展有着极其深刻的影响。其成书后便成为中国传统数学的经典，特别是唐代以来，经官方认定，该书成为“算经十书”中的重要一部，成为后来的数学家们演习、研究和著述的依据。日本数学家小苍金之助把《九章算术》说成是中国的《几何原本》。吴文俊教授也认为，《九章算术》和刘徽的《九章算术注》，在数学的发展历史中具有崇高的地位，足可与希腊的《几何原本》东西辉映，各具特色。
3、刘徽和祖氏父子
（1）、刘徽的数学成就
刘徽，公元3世纪魏晋时人，于公元263年撰《九章算术注》，该书包含了刘徽本人的许多理论和创造。事实上，刘徽的《九章算术注》对于阐发《九章算术》的思想方法，发展《九章算术》的理论，完善《九章算术》的体系，作出了杰出的贡献。数学史界的一个普遍观点是，如果离开了刘徽的《九章算术注》去研究《九章算术》，则很难深入理解《九章算术》的精髓。
在算数方面，刘徽阐发了《九章算术》中的分数理论。他的分数的意义、表示方法、运算法则等代表了当时世界上的最高水平，早于第二发明者印度500多年，并已接近于近代的成熟程度。他把分数看作比，由此发展出“率”的概念，又在“率”的基础上提出了算数中的比例理论、“盈不足”方法等，成为中国传统算法理论发展的重要基础，并传人印度、阿拉伯和欧洲，对这些地区数学的发展产生了较大的影响。
在代数方面，《九章算术》中的线性方程组的解法以及正负数加减运算是当时世界上无与伦比的两项重大成就，前者比欧洲早1500年，后者也早了1200多年，而给出这两项算法以完整的理论说明的正是刘徽，他第一个给出了方程的定义并揭示了方程组的同解原理。对于正负数，刘徽的定义可以说是经典性的。他把正与负看成是相对存在的数的两种情况，从这一认识出发，刘徽在世界数学史上第一个采取了把数的正负与加减运算关系统一起来的做法。此外，他由取平方根的近似值而提出的小数概念和表示方法，不仅明显具有近代特征，而且比欧洲最早的小数——斯蒂文的小数记法要早出1300多年。
在几何方面，刘徽的贡献尤为突出，他是具有中国特色的传统几何理论的奠基者。他以别具一格的证明方法对中国古代提出的几何命题予以科学的证明，这些方法包括“图形割补法”、“代数法”、“极限法”以及“无穷小分割法”等等，其中最常用的是图形割补法。
割圆术：
《九章算术》“圆田术”给出了圆面积的计算公式：
“半周半径相乘得积步”。
即圆田积步=2
C R ?（其中C 为圆周长，R 为圆的半径）。可见，在《九章算术》的作者看来，圆与一个长为圆周的一半、高为半径长方形，或以圆周为底边、半径为高的三角形面积相等。为了证明这一公式，刘徽创造了著名的“割圆术”，其基本思想是“化圆为方”，并借助于极限的方法。
首先，刘徽以“割圆为六觚图”来指出古率“径一周三”实际上是六觚（如图“六面之觚”，即“正六边形”）的周长（6C ）与直径比。然后从圆内接正六边形出发，将边数逐次加倍，并逐次计算得到正多边形的周长和面积。（如图“十二面之觚”，即“正十二边形”）
六面之觚 十二面之觚 “以六觚之一面乘半径，因而三之，得十二觚之幂”。
即有 61263(a )2
C S R R =?=??。 “若又割之，次以十二觚之一面乘半径，因而六之，则得二十四面之幂”。 即有 1224126(a )2C S R R =
?=??。 若令n n 3232=S S ε??-圆，如12ε即是圆除去其内接“十二觚”的小弓形面积总和，这些小弓形面积在割圆术“化圆为方”的过程中是要舍弃的。所以刘徽指出：
“割之弥细，所失弥少。割之又割，以至不可割，则与圆合体而无所失矣”。
即随着分割的不断细密，n 32ε?的值不断变小。当分割至“不可割”的极限状态时，内接正
多边形与圆重合，=0ε而“无所失”了。
刘徽还注意到，如果在圆的内接正n 32?边形的每一边上作一高为“余径”（半径与边心距之差）的矩形，就可得到
n+1n+1n+1n 32323232+S S S S S ????<<-圆（）
这样就不需要计算圆的外切正多边形的面积来得到圆面积的上限和下限了。这一公式可以称之为“刘徽不等式”。
刘徽从圆的内接正六边形出发，并取半径为一尺，一直推算到圆的内接正192边形。得到圆周率的近似值为 3.14π≈，化为分数就是15750
，这就是著名的“徽率”。刘徽还进一步声明：“此率尚微少”，沿用这一方法可得到更为精确的近似值。
（2）、祖氏父子的数学贡献
祖冲之（429---500）,字文远，南北朝时人，祖籍范阳遒县（今河北涞水县），是一位博学多才的天文学家、机械制造专家、文学家。他的儿子祖暅，字景烁，也精通历法、数学。父子俩都对《九章算术》与刘徽注有浓厚的兴趣，他们的著作《缀术》在唐代被李淳风收入“算经十书”作为数学教科书。
祖冲之继承了刘徽的思想，其最突出的成就是对圆周率值的推算。《隋书·律历志》记载着他对圆周率的研究成果π≈3.1415926。由于中国古代习惯使用分数，故祖冲之又给出了圆周率的两个分数值：密率为355／113；约率为22／7.其中密率在欧洲由德国数学家奥托（1550——1605）于1573年得到，这比祖冲之要晚1100年之久。密率是一个很好的分数近似值，如果用它来计算半径为10公里的圆的面积，其误差仅几个平方毫米，可见其精确度是很高的。
祖氏父子在研究《九章算术》及刘徽注时发现了刘徽遗留下的如何计算“牟合方盖”的体积问题，并开始沿着刘徽开辟的道路继续探索。经父子两代人不懈的努力，终于由祖暅解决了牟合方盖体积的计算。
祖氏父子所用的方法论证严谨，推导完善，无懈可击；同时，祖暅还将其推导过程中所用的、事实上也是刘徽已经使用过的不可分量原理，总结提炼成一般的命题：“缘幂势既同，则积不容异”，即夹在两个平行平面间的两个几何体，被平行于这两个平面的任意平面所截，若所得截面总相等，则此二几何体体积相等。它被称为“祖暅原理”，这实际上也就是西方数学界所谓的“卡瓦列利原理”。这一原理在西方直到17世纪才由意大利数学家卡瓦列利发现，比祖暅晚了1100多年，为了纪念祖冲之的贡献，20世纪的日本天文学家将自己发现的一颗行星以祖冲之的名字命名。
三、宋元时期————中国传统数学的兴盛
中国数学的发展在宋元时期达到高峰，这一时期包括宋元二代（即公元900年—公元1368年），其显著标志是数学家及其数学著作的大批涌现。据不完全统计，著名的数学家就有数十人，有记载的数学专著就有百余种。数学研究内容也有了明显变化，在宋元高峰时期基本上是以代数为中心的时期，这一时期关于高次方程的数值解法、线性方程组的解法、高阶等差数列、组合数学、半符号代数以及属于数论范畴的同余式（组）的解法等，都达到了当时世界的最高水平。
1、高次方程的数值解法
1050年前后，北宋数学家贾宪撰写了一部《黄帝九章算术细草》的著作，给出了用“增乘开方”来解形如“Xn=A”的方程的方法，迈出了将传统数学的开平方、开立方方法推广为求解一般高次方程的重要一步。
贾宪的著作早已失传，但其主要内容被南宋时期的数学家、数学教育家杨辉摘录在他自己的著作《详解九章算法》中。由此我们可以看出，贾宪的高次开方法是以“开方作法本源”图为基础的。
“开方作法本源”图
这张图在西方称之为“帕斯卡三角”(如下图)，但就发明时间而言，中国至少要比帕斯卡早半个世纪。
“开方作法本源”图中数字排列成一个三角形，该三角形的每n 横行恰好是二项展开式
n
i n-i i n 0x+a =x a n
i C =∑（） 中的各项系数0
n C ，1n C ，2n C ，...，n-1n C ，n n C 。图下注文为：
“左 乃积数,右 乃隅算,中藏者皆廉，以廉乘商方，命实以除之。”
前两句是指三角形最外边的两列数字分别对应各次开方之积与隅算，第三句是说中间的数字分别对应开方过程中所出现的各廉，后两句是对开方算法的概括。贾宪的解法大体上可用现代语言解释如下：对于方程“Xn=A ”，若X 仅为一位数字，不难通过试验确定其值；若x 有2位有效数字时，令a+b （其中a 的位值是b 的10倍），则有
()
n n 0n 1n-12n-22n-1n-1n n n n n n n n 1n-1
2n-2
n-1n-2n n-1n n n n x =a b =a a b a b ...ab b =a b a a b ...ab b =C C C C C C C C C +++++++++（+）（+）A
即n 1n-12n-2n-1n-2n n-1n n n n b=a a a b ...ab b C C C C ÷++++（A-）（）
。 在估算出a 以后作减法n
Ａ-ａ，然后利用上述关系就可以求出b 来。如果x 的有效数字的个数多于2时，在求出第二位有效数字以后又可依照同样的方法继续计算后面的有效数字。期间，贾宪提出了“增乘开方法”，尽管其已经可以用于解高次方程，但贾宪本人却只是单纯地用它来处理开方问题，而且在他以及以前的中国数学家的论述中，由开方引出的方程其系数都是正数。虽然12世纪北宋学者刘益对方程系数必须为正的限制已经有所突破，并在他所著的《议古根源》一书中允许方程的系数为负数，但由于该书的亡失，其方法并没有流传下来。将“增乘开方法”推广到高次方程一般情况的是南宋时期的数学家秦九韶。
秦九韶，字道古，1202年生于普州安岳（今四川安岳），他推广传统的“开方法”，创立了“正负开方术”。其方法是先列出相当于
n n-101n-1n a x +a x +...+a x+a =0
的方程，其中...０１ｎ－１ａ，ａ，，ａ可正可负，而常数项ｎａ则总是负的(“实常为负”)。若试商为x １，作减根变换1x=x +k ，则将方程变形为
n n-101n-1n a k +a k +...+a k+a =0'''
然后利用类似于贾宪的“增乘开方法”的迭代程序来计算变换后所得到的新方程的各项系数01n-1n a a ...a a ''''，，，，。他的程序与贾宪方法的区别于：由于规定了“实常为负”，整个程序便统一用加法，真正实现了随乘随加的机械操作。
这个由北宋贾宪首先提出、而由13世纪上半叶南宋的秦九韶最后完成的解高次方程的方法，被称为“秦九韶程序”。在欧洲，直到1819年英国人霍纳才创造了类似的方法，比秦九韶晚572年，而比贾宪晚了700多年。
2、中国剩余定理
《孙子算经》中记载了举世闻名的“孙子问题”，原文如下：
“今有物不知其数。三三数之剩二；五五数之剩三；七七数之剩二；问物几何？”
其意思是：有堆东西不知有多少，如果三个三个地数，最后余下两个；五个五个地数，最后余下三个；七个七个地数，最后余下二个，问这堆东西共有多少？
早在公元前2世纪时，我国就已研究过需要一次同余式才能解决的问题。这类问题在中国古代数学中是经常碰到的，不过由于问题的提法不同而赋予不同的名称，如“鬼谷算”、“秦王暗点兵”、“剪管术”、“隔墙算”等等。把上述问题用同余式组表示出来就是“x ≡2（mod3）≡3（mod5）≡2（mod7）”，求x ，这里a ≡b （mod p ）表示a 与b 同时被P 除所得的余数相同。
《孙子算经》的解答原文如下：
“答曰：二十三。术曰：三三数之剩二，置一百四十；五五数之剩三，置六十三；七七数之剩二，置三十；并之，得二百三十三，以二百一十减之，即得。凡三三数之剩一，则置七十；五五数之剩一，则置二十一；七七数之剩一，则置十五；一百五上，以一百五减之，即得。”
这段原文隐晦难懂，但它却揭示了这类问题解法的关键是要找出70，21，15这三个常数，为什么呢？因为70不仅是5×7的倍数（2倍），而且被3除余1；21不仅是3×7的倍数（1倍），且被5除余1；15不仅是3×5的倍数（1倍），且被7除也余1，即
70=2×5×7≡1（mod3）≡0（mod5）≡0（mod7）， （2.1）
21=3×7≡0（mod3）≡1（mod5）≡0（mod7）， （2.2）
15=3×5≡0（mod3）≡0（mod5）≡1（mod7）。 （2.3）
由题设，用3，5，7分别除以x 所得的余数为2，3，2，故用2，3，2分别去乘（2.1），（2.2），（2.3）式，再相加即得
233≡2（mod3）≡3（mod5）≡2（mod7）。
这表示233是满足条件的x 的一个解。为了求满足条件的最小解，可用3×5×7=105的倍数去减233，得到的差23便是所求的解。
其给出的解法虽然是针对具体问题的，但具有一般性。容易推广如下：如要求一个最小整数N ，它被两两互素的s 个数1p ，2p ，...，s p 除时，余数分别为1r ，2r ，...s r ，仿照上述方法，首先对每一个i p 作
1N =1p 2p ...i-1p i+1 p ...s p ，
然后找一个整数i R i N ≡1（mod i p ）（这里的i R i N 相当于孙子问题解法中的70，21，15），
再将11R N ，22R N ，...，s s R N 分别与1r ，2r ，...s r 相乘后求和，设为
M =111r R N +222r R N +...+r S S S R N 。
如果12M PP <...s P ，则M 即为所求；如果12M PP ≥...s P ,则M 被12PP ...s P 除后所得的
余数即为所求。这就是数论中著名的“剩余定理”。
1801年德国数学家高斯（公元1777~1855）在《算术探究》中提出这一解法，西方人以为这个方法是世界第一，称之为“高斯定理”，但后来发现，它比中国晚1500多年，因此为其正名为“中国剩余定理”。
泱泱中华，千古成就。如果说，一部中国数学发展史像一条源远流长的河流，那么几千年来祖先们摘取的一块块世界金牌，就是这河流中最耀眼的浪花。以上我掬起的只是一些大的浪花，如果多读几本数学史书，一定还会捧出其他的一些，鼓舞后辈在前人的光辉照耀下，创造出无愧于祖先，无愧于人类的更为卓越的数学成就。
参考文献：
[1]朱家生.《数学史》.北京：高等教育出版社.2004
[2]李文林.《数学史概论》.北京：高等教育出版社.2002.8
[3]郭熙汉.《数学史论约》.北京：科学出版社.2010
[4] 林寿.《文明之路》——数学史演讲录. 北京：科学出版社.2010
[5] [英]斯科特 著 侯德润 张兰 译.《数学史》.广西师范大学出版社.2002
[6] 李春华.《中国古代数学的辉煌成就》.通化师范学院学报.2003
[7] 王水汀.《中国古代的数学成就》.吉林：教育学院学报.2011
[8] 《中国古代数学的伟大成就》.科学通报.1951
[9] 《中国古代的数学成就》.数学教学研究.1984
[10] 《中国古代数学的具体成就》.
中国古今26位著名数学家的故事 1.赵爽，三国时期东吴的数学家。曾注《周髀算经》，《周髀算经注》 中有一篇《勾股圆方图注》全文五百余字，并附有数幅插图（已失传），这篇注文简练地总结了东汉时期勾股算术的重要成果，最早给出并证明了有关勾股弦三边及其和、差关系的二十多个命题，他的证明主要是依据几何图形面积的换算关系。 2.朱世杰（公元1300年前后）朱世杰数学代表作有《算学启蒙》（1299） 和《四元玉鉴》（1303）。 3.祖暅，祖冲之之子，同其父祖冲之一起圆满解决了球面积的计算问 题，得到正确的体积公式。现行教材中著名的“祖暅原理”，在公元五世纪可谓祖暅对世界杰出的贡献。 4.祖冲之(429-500)，中国南北朝时代南朝数学家、天文学家、物理学 家。他的最杰出贡献是求得相当精确的圆周率。经过长期的艰苦研究，他计算出圆周率在3．1415926和3.1415927之间，成为世界上最早把圆周率数值推算到七位数字以上的科学家。 5.杨辉，字谦光，钱塘(今杭州)人，中国古代数学家和数学教育家， 生平履历不详。(一)主要著述 《详解九章算法》，《日用算法》，《乘除通变本末》，《田亩比类乘除捷法》，《续古摘奇算法》，其中后三种为杨辉后期所著，一般称之为《杨辉算法》。 6.熊庆来(1893—1969)，字迪之，云南弥勒人，他是中国近代数学研 究和教育的奠基人。 7.许宝騄(19l0.9.10一1970.12.18)是中国数学家，生卒于北京．许宝騄是中国概率统计领域内享有国际声誉的第一位数学家。他的主要工作是在数理统计和概率论两个方面。 8.徐光启（公元1562—1633年）字子先，编写了著名的《农政全书》。《几何原本》是我国最早第一部自拉丁文译来的数学著作还有《数理精蕴》。 9.吴学谋是中国数学家，生于广西柳州。 10.汪莱(1768一1813)，是中国古代数学家，《参两算经》的最早的数学作品。1796一1798年，汪莱先后与自己的同乡好友巴树谷、江玉讨论数学，完成《弧三角形》和《勾股形》两部书稿。1789年，巴树谷将此两书合为一帙刊行，取名《衡斋算学》，这就是汪莱数学著作的最早刊本。
中国古代数学的成就 中国是世界文明古国之一。数学是中国古代科学中一门重要学科，其发展源远流长，成就辉煌，其中包括圆周率、割圆术、十进位制计数法、算经十书、勾股定理、杨辉三角和剁积术、珠算等。我想就着这几项谈谈我国古代数学的成就。 一：圆周率。古今中外，许多人致力于圆周率的研究与计算。为了计算出圆周率的越来越好的近似值，一代代的数学家为这个神秘的数贡献了无数的时间与心血。十九世纪前，圆周率的计算进展相当缓慢。中国古算书《周髀算经》中有“径一而周三”的记载，认为圆周率是常数。? 我国数学家刘徽在注释《九章算术》时只用圆内接正多边形就求得π的近似值，也得出精确到两位小数的π值，他的方法被后人称为割圆术。他用割圆术一直算到圆内接正192边形，得出π≈根号10。? 汉朝时，张衡得出π的平方除以16等于5/8，即π等于10的开方。虽然这个值不太准确，但它简单易理解，所以也在亚洲风行了一阵。?王蕃发现了另一个圆周率值，这就是3.156，但没有人知道他是如何求出来的? 南北朝时代着名数学家祖冲之进一步得出精确到小数点后7位的π值，给出不足近似值3.1415926和过剩近似值3.1415927，还得到两个近似分数值，密率355/113和约率22/7。他的辉煌成就比欧洲至少早了1000年。其中的密率在西方直到1573才由德国人奥托得到，1625年发表于荷兰工程师安托尼斯的着作中，欧洲不知道是祖冲之先知道密率的，将密率错误的称之为安托尼斯率。 二、割圆术。3世纪中期，魏晋时期的数学家刘徽首创割圆术，为计算圆周率建立了严密的理论和完善的算法，所谓割圆术，就是不断倍增圆内接正多边形的边数求出圆周长的方法。?中国古代从先秦时期开始，一直是取“周三径一”（即圆周周长与直径的比率为三比一）的数值来进行有关圆的计算。但用这个数值进行计算的结果，往往误差很大。正如刘徽所说，用“周三径一”计算出来的圆周长，实际上不是圆的周长而是圆内接正六边形的周长，其数值要比实际的圆周长小得多。东汉的张衡不满足于这个结果，他从研究圆与它的外切正方形的关系着手得到圆周率。这个数值比“周三径一”要好些，但刘徽认为其计算出来的圆周长必然要大于实际的圆周长，也不精确。刘徽以极限思想为指导，提出用“割圆术”来求圆周率，既大胆创新，又严密论证，从而为圆周率的计算指出了一条科学的道路。 三、十进位制计数法。十进位制记数法在我国原始社会就已经形成，完成于奴隶社会初期的商代，到商代已发展为完整的十进制系统，并且有了“十”、“百”、“千”、“万”等专用的大数名称。1899年从河南安阳发掘出来的象形文字，是大约3000多年前的殷代甲骨文。其中载有许多数字记录，最大的数目字是3万。如有一片甲骨上刻着“八日辛亥允戈伐二千六百五十六人。”(八日辛亥那天的战争中，消灭了敌方2656人)。这段文字说明我国在公元前1600年，已经采用了十进位值制记数法。这种记数法中，没有形成零的概念和零号，但由于引入了几个表示数位的特殊的数字如十、百、千、万等．能确切地表示出任何自然数，因而也是相当成功的十进位值制记数法，历代稍有变革，但基本框架则一直延用至今。 四、《算经十书》。《算经十书》是指汉、唐一千多年间的十部着名的数学着作，他们曾经是隋唐时代国子监算学科的教科书。十部书的名称是：《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《张丘建算经》、《夏侯阳算经》、《五经算术》、《辑古算经》、《缀术》。其中阐明“盖天说”的《周髀算经》，被人们认为是流传下来的中国最古老的既谈天体又谈数学的天文历着作。其中提到大禹治水时所应用的数学知识，成为现存文献中提到最早使用勾股定理的例
教育部考试中心要求“增加中华优秀传统文化的考核内容，积极培育和践行社会主义核心价值观，充分发挥高考命题的育人功能和积极导向作用．比如，在数学中增加数学文化的内容”．因此，我们特别编写了此课时，将数学文化与数学知识相结合． 考点一立体几何中的数学传统文化题 [典例1]“牟合方盖”是我国古代数学家刘徽在研究球的体积的过程中构造的一个和谐优美的几何体，它由完全相同的四个曲面构成，相对的两个曲面在同一个圆柱的侧面上，好似两个扣合(牟合)在一起的方形伞(方盖)．其直观图如图1，图2中四边形是为体现其直观性所作的辅助线，当其主视图和左视图完全相同时，它的主视图和俯视图分别可能是() A．a，b B．a，c C．c，b D．b，d [解析]A[当主视图和左视图完全相同时，“牟合方盖”相对的两个曲面正对前方，主视图为一个圆，俯视图为一个正方形，且两条对角线为实线，故选A.] “牟合方盖”是我国古代利用立体几何模型和数学思想方法解决数学问题的代表之一．本题取材于“牟合方盖”，通过加工改造，添加解释和提供直观图的方式降低了理解题意的难度．解题从识“图”到想“图”再到构“图”，考生要经历分析、判断的逻辑过程．另外，我国古代数学中的其他著名几何体，如“阳马”“鳖臑”和“堑堵”等的三视图问题都有可能在高考中考查．
[跟踪训练1] 《九章算术》商功章有题：一圆柱形谷仓，高1丈3尺31 3寸，容纳米2 000斛(1丈＝ 10尺，1尺＝10寸，斛为容积单位，1斛≈1.62立方尺，π≈3)，则圆柱底面圆周长约为( ) A ．1丈3尺 B ．5丈4尺 C ．9丈2尺 D ．48丈6尺 解析：B [设圆柱底面圆半径为r 尺，高为h 尺，依题意，圆柱体积为V ＝πr 2h ＝2 000×1.62≈3×r 2×13.33，所以r 2≈81，即r ≈9，所以圆柱底面圆周长为2πr ≈54,54尺＝5丈4尺，则圆柱底面圆周长约为5丈4尺，故选B.] 考点二 数列中的数学传统文化题 [典例2] 中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题：“三百七十八里关，初行健步不为难，次日脚痛减一半，六朝才得到其关，要见次日行里数，请公仔细算相还．”其意思为：有一个人走378里路，第一天健步行走，从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半，走了6天后到达目的地，请问第二天走了( ) A ．192里 B ．96里 C ．48里 D ．24里 [解析] B [设等比数列{a n }的首项为a 1，公比为q ＝1 2，依题意有a 1????1－1 261－ 1 2＝ 378，解 得a 1＝192，则a 2＝192×1 2 ＝ 96，即第二天走了96里，故选B.] 与等差数列一样，我国古代数学涉及等比数列问题也有很多，因此，涉及等比数列的数学文化题也频繁出现在各级各类考试试卷中．解决这类问题的关键是将古代实际问题转化为现代数学问题，掌握等比数列的概念、通项公式和前n 项和公式． [跟踪训练2] 《周髀算经》是中国古代的天文学和数学著作．其中一个问题大意为：一年有二十四个节气，每个节气晷长损益相同(即太阳照射物体影子的长度增加和减少大小相同)．若冬至晷长一丈三尺五寸，夏至晷长一尺五寸(注：一丈等于十尺，一尺等于十寸)，则夏至之后的那个节气(小暑)晷长为( ) A ．五寸 B ．二尺五寸
浅析中国古代数学与中国文化 【摘要】中国古代数学思想扎根于中国古人的社会实践之中，体现着中国古代生产方式生活方式和思维方式的特点。反过来数学思想也推动生产和其他社会实践的发展。 【关键词】古代数学、中国文化、数 数学中最古老最原始的概念就是“数”（自然数）和“形”(简单几何图形)。它们的形成和发展也是数学思想的开端。数和形是反映现实世界的量的关系和空间形式的“原子”和“细胞”，由它们开始，逐渐发展成完善的数学体系。因此，探讨人们如何形成数和形的原始思维，可以作为探讨数学思想的出发点。数和形是人作为认识主体对现实世界的反应，是人的思维的产物。中国古人在进入文明以前就已经形成了数和形的原始思维。考古学上的许多发现向我们提供了大量，这些信息表明，在中国，在五六千年以前的原始社会就产生了数和形的原始思维。这其中的代表有北京人的石器、许家窑人的石球和大溪文化的陶球、山顶洞人的骨针和骨管、仰韶文化的数和形的观念等。再接着往下发展就到了商周时期的甲骨文了，中国古人对数学的研究可以说是不胜枚举，这里仅仅是捡了其中很小的一部分来说。 中国古代很多文学著作中夜渗透着数学思想如《庄子》的无限、极限思想，《考工记》的数学实用思想，《礼记》、《周礼》中的数学教育思想，《墨经》中的同一律思想、矛盾律思想、排中律思想等。这些很经典的文学著作都渗透着数学的思想，说明在古时人们就已经意识到数学在社会生活中的作用。 中国古代的数学教育 中国最早的比较系统的数学教育要数“官学”的数学教育了。随着社会的发展，很多问题都需要用数学知识来解答，统治阶级越来越意识到数学的重要作用，是官学的数学教育机制就产生了。在日常生活中，土地的测量、税收、平均负担、大型水利工程设计修建等，直接推动了数学教育的发展。官学中数学的教学内容有自然数的启蒙教育、直观几何的教育、“九数”教学、天文中的数学知识等。在教学质量的管理方面，素有严格要求的传统，实施视学考试制度。当然在古代中国的私学中也有很多数学教育者，在先秦时代就有孔子和墨子从事过数学的研究。 在中国古代思维取向的制约下，数学只能形成一个重计算的实用体系，这固然有与实际密切结合的优点，这个优点使古代数学得到长足的发展，但同时又使数学无法形成一个完整而严格的理论体系。中国古代特有的数学传统就在《九章算术》中有着典型的表现。《九章算术》以方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程、勾股共九个类型的实践应用型问题分成九章，每一个具体问题提出后，给出答案，在相同的一类问题上用“术”的形式给出具体算法。与西方数学相比，中国古代数学对负数的认识和运算表现得极为自然并与经济生活相同步，而西方对负数的认识则是在很晚之后的事，因为数在古希腊文化中有特殊的理性意义，所以负数就被这种理性深深的遮盖起来了。与此相反，由于中国的运筹没有肩负这种文化理性的重任，而只是对实践应用的结果负责，因此就很自然的对生产和生活中的“亏损”和“不足”等现象给出筹算上具体的表示和具体可操作的运演规则。 数学是人类的一种文化, 它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分。数学让我们的思维更加严谨，考虑问题更加周到，数学对我们来说不仅仅是一个工具，它现在的用途远远超出了工具的范围，好好学习数学，终生受益。 参考文献：郑毓信王宪昌蔡仲《数学文化学》四川教育出版社佟健华杨春宏崔建勤《中国古代数学教育史》科学出版社孙宏安《中国古代数学思想》大连理工大学出版社胡作玄《数学与社会》大连理工大学出版社
中国古代著名数学家及其主要贡献 刘徽（生于公元250年左右） 刘徽(生于公元250年左右)，三国后期魏国人，是中国古代杰出的数学家，也是中国古典数学理论的奠基者之一．其生卒年月、生平事迹，史书上很少记载。据有限史料推测，他是魏晋时代山东邹平人。终生未做官。他在世界数学史上，也占有杰出的地位．他的杰作《九章算术注》和《海岛算经》，是我国最宝贵的数学遗产． 《九章算术》约成书于东汉之初，共有246个问题的解法．在许多方面：如解联立方程，分数四则运算，正负数运算，几何图形的体积面积计算等，都属于世界先进之列，但因解法比较原始，缺乏必要的证明，而刘徽则对此均作了补充证明．在这些证明中，显示了他在多方面的创造性的贡献．他是世界上最早提出十进小数概念的人，并用十进小数来表示无理数的立方根．在代数方面，他正确地提出了正负数的概念及其加减运算的法则；改进了线性方程组的解法．在几何方面，提出了"割圆术"，即将圆周用内接或外切正多边形穷竭的一种求圆面积和圆周长的方法．他利用割圆术科学地求出了圆周率π=3.14的结果．刘徽在割圆术中提出的"割之弥细，所失弥少，割之又割以至于不可割，则与圆合体而无所失矣"，这可视为中国古代极限观念的佳作． 《海岛算经》一书中，刘徽精心选编了九个测量问题，这些题目的创造性、复杂性和富有代表性，都在当时为西方所瞩目． 刘徽思想敏捷，方法灵活，既提倡推理又主张直观．他是我国最早明确主张用逻辑推理的方式来论证数学命题的人． 刘徽的一生是为数学刻苦探求的一生．他虽然地位低下，但人格高尚．他不是沽名钓誉的庸人，而是学而不厌的伟人，他给我们中华民族留下了宝贵的财富． 祖冲之（公元429年─公元500年） 祖冲之（公元429年─公元500年）是我国杰出的数学家，科学家。南北朝时期人，汉族人，字文远。生于未文帝元嘉六年，卒于齐昏侯永元二年。祖籍范阳郡遒县（今河北涞水县）。其主要贡献在数学、天文历法和机械三方面。在数学方面，他写了《缀术》一书，被收入著名的《算经十书》中，作为唐代国子监算学课本，可惜后来失传了。祖冲之还和儿子祖暅一起圆满地利用「牟合方盖」解决了球体积的计算问题，得到正确的球体积公式。在机械学方面，他设计制造过水碓磨、铜制机件传动的指南车、千里船、定时器等等。此外，对音乐也研究。他是历史上少有的博学多才的人物。
2019数学趣味常识之我国古代珠算、筹算的 历史 数学文化博大精深，涉及到我们生活的各个方面。查字典大学网为大家推荐数学趣味常识，希望大家认真品阅。我国古代数学以计算为主，取得了十分辉煌的成就。其中十进位值制记数法、筹算和珠算在数学发展中所起的作用和显示出来的优越性，在世界数学史上也是值得称道的。 十进位值制记数法曾经被马克思（1818—1883）称为“最妙的发明之一”①。 从有文字记载开始，我国的记数法就遵循十进制。殷代的甲骨文和西周的钟鼎文都是用一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、百、千、万等字的合文来记十万以内的自然数的。例如二千六百五十六写作（甲骨文），六百五十九写作（钟鼎文）。这种记数法含有明显的位值制意义，实际上，只要把“千”、“百”、“十”和“又”的字样取消，便和位值制记数法基本一样了。 春秋战国时期是我国从奴隶制转变到封建制的时期，生产的迅速发展和科学技术的进步提出了大量比较复杂的数字计算问题。为了适应这种需要，劳动人民创造了一种十分重要的计算方法——筹算。我们认为筹算是完成千春秋战国时期，理由是：第一，春秋战国时期，农业、商业和天文历法方面有了飞跃的发展，在这些领域中，出现了大量比以前复
杂得多的计算问题。由于井田制的废除，各种形状的私田相继出现，并相应实行按亩收税的制度，这就需要计算复杂形状的土地面积和产量：商业贸易的增加和货币的广泛使用，提出了大量比例换算的问题，适应当时农业需要的厉法，要计算多位数的乘法和除法。为了解决这些复杂的计算问题，才创造出计算工具算筹和计算方法筹算。第二，现有的文献和文物也证明筹算出现在春秋战国时期。例如“算”和“筹”二字出现在春秋战国时期的著作（如《仪礼》、《孙子》、《老子》、《法经》、《管子》、《荀子》等）中，甲骨文和钟鼎文中到现在仍没有见到这两个字。一二三以外的筹算数字最早出现在战国时期的货币（刀、布）上。《老子》提到：“善计者不用筹策”，可见这时筹算已经比较普遍了。因此我们说筹算是完成干春秋战国时期。这并不否认在春秋战国时期以前就有简单的算筹记数和简单的四则运算。 关于算筹形状和大小，最早见于《汉书·律历志》。根据记载，算筹是直径一分（合○·二三厘米）、长六寸（合一三·八六厘米）的圆形竹棍，以二百七十一根为一“握”。南北朝时期公元六世纪《数术记遗》和《隋书·律历志》记载的算筹，长度缩短，并且把圆的改成方的或扁的。这种改变是容易理解的：长度缩短是为了缩小布算所占的面积，以适应更加复杂的计算；圆的改戌方的或扁的是为了避免圆形算筹容易滚动而造成错误。根据文献的记载，算筹除竹筹外，还有木筹、
浅谈从数学文化中理解数学的价值 张瑶03级3班1030500723 数学是什么？数学的特点是什么?数学的价值是什么?我想不是每一个人都能清楚地回答出这三个问题,尽管我们学习的数学专业,但对数学的本质,数学的精髓还知之甚少,需要我们大量阅读关于数学文化,数学史方面的书籍,从而领悟其中的精华。 R.柯朗和H.罗宾斯在《数学是什么》一书告诉我们：数学，作为人类智慧的一种表达形式，反映生动活泼的意念，深入细致的思考，以及完美和谐的愿望。它的基础是逻辑和直觉，分析和推理，共性和个性。也许我们对这段话还不是很理解，以下我想主要从以下几个大方面谈谈数学的特点和价值在这些方面的具体体现。 一、数学文化的概念 由于数学对象并非物质世界中的真实存在，而是人类抽象思维的产物，所以，数学本身就是一种文化，古希腊的亚里士多德指出，数学是研究大小的量和书的，但是它们所研究的量和书，并不是那些我们可以感觉到的，占有空间的广延性的，可分的量和书，而是作为某种特殊性质的抽象的量和数，使我们在思想中将它们分离开来研究的。从而，在亚里士多德看来，数学对象就只是一种抽象的存在，即是人类抽象思维的产物。 1．数学传统的内涵： 数学对象是客体的，但数学活动的主体——数学家从事的数学活动必定是在一定传统指导之下进行的，他们的行为方式形成了数学传统。数学家有着自己特殊的“工作方式”。以下这个笑话被用来表明在解决问题时，数学家采取与一般科学家（如：物理学家）不同的方法： 有人提出这样一个问题：“架设在你面前有煤气灶，水龙头，水壶和火柴，你想烧些水，应当怎样去做？”对此某人回答到：“在壶上放上水，点燃煤气，在把壶放到煤气灶上。”提问者肯定了这一回答，然后又追问道：“如果其他的条件都没有变化，只是水壶中已经有了足够多的水，那你有应当怎么做？”这时被提问者往往有信心地回答道：“点燃煤气，在把水壶放到煤气灶上。”因为“只有物理学家才会这样做，而数学家们则会倒去壶中的水，并声称他已把后一问题划归为原先的问题了。”这笑话说明了数学思维的一个重要特点：“在解决问题时，数学家往往不是对问题实行直接的攻击，而是不断地对此进行变形，直至最终把它转化成了某个已经得到解决的问题。 2．数学在历史发展中存在三个辩证关系： 1）抽象化与具体化 由于数学的发展在很大程度上凭助更高层次的抽象得以实现，所以更新，更高的抽 象程度是数学发展的一个重要特征；但是我们不能认为抽象化是数学发展的唯一形 式。事实上，例如：“计算数学，运筹学，统计数学等与实践密切相关的学科的建 立与发展就是具体化的实际例子。更重要的是，数学向着更高抽象程度的发展又并 非是一个单向的简单过程，而是在抽象与具体的辩证运动中得以实现的 2）一般化与特殊化 对于特殊化发法在数学解题中的作用人们已经作了较为透彻的研究，因为特殊化可 以更好地弄清题意，我们可以通过特例对可能的结论进行猜测，通过有一般向特殊 的化归解决原来的问题。与此相对照，就一般化方法而言，人们只注意了它的构造 性功能，忽视这一方法在解题中的作用。例如：由“轨迹作图法”在几何作图中的 广泛应用可看出：“轨迹作图具有“化难为易”的功能，而由原来所求作的对象到 相应轨迹的过渡事实上就是一个一般化的过程。所以我们不应片面强调一般化或特 殊化，而应明确地肯定一般化与特殊化的辩证运动是数学发展的一个基本规律。 3）多样化与一体化
中国古代天文、数学、医药学等成就 一、中国古代的天文历法 1、先秦时期：①春秋时期，留下了世界上公认的首次哈雷彗星的确切记录。《春秋》记载，公元前613年，“有星孛入于北斗”，即指哈雷彗星，这一记录比欧洲早六百多年。 ②春秋时期我国历法已经形成自己固定的系统，基本上确立19年7闰的原则，这比西方造160年。③战国时期，出现了世界上最早的天文学著作《甘石星经》，其中有丰富的天文记载，反映了那个时期人们对天文的认识。 2、两汉时期：①汉武帝时，天文学家制订出中国第一部较完整的历书“太初历”，开始以正月为岁首。②西汉关于太阳黑子的记录，被世界公认为是有关太阳黑子的最早记录。③东汉时，张衡从日、月、地球所处的不同位置，对月食作了最早的科学解释。④张衡发明制作的地动仪，可以遥测千里意外地震发生的方向，比欧洲早1700多年。 3、隋唐时期：①唐朝天文学家僧一行制定的《大衍历》比较准确地反映了太阳运行的规律，系统周密，表明中国古代历法体系的成熟。②僧一行还是世界上用科学方法实测地球子午线长度的创始人。在实测中他认识到，在小范围有限的空间里得到的认识，不能任意向大范围甚至无际的空间推演，这是我国科学思想史上的一大进步。
4、宋元时期：①北宋科学家沈括的突出贡献在天文学方面，把四季二十四节气和十二个月完全统一起来的“十二气历”更加简便，有利于农事安排。②元初设立太史局编制新历法。③元朝杰出天文学家郭守敬，提出“历之本在于测验，而测验之器莫先仪表”的正确主张，创制了简仪和高表等近二十件天文观测仪器，主持了全国范围的天文测量。④郭守敬主持编定《授时历》，一年的周期与现行公历基本相同，但问世比现行公历早300年。 二、中国古代的数学成就 1、两汉时期：《九章算术》约成书于东汉，分九章介绍了许多算术命题及其解法，是当时世界上最先进的应用数学，它的出现标志中国古代数学形成了完整的体系。 2、南北朝时期：①魏晋时期的数学家刘徽，运用极限理论，提出了计算圆周率的正确方法。②南朝祖冲之精确地计算出圆周率是在3.1415926-3.1415927之间，这一成果比外国早近一千年。它的专著《缀术》对数学发展有杰出的贡献。 3、《周髀算经》简介在中国古代算书中，《周髀算经》、《九章算术》、《孙子算经》、《五曹算经》、《夏侯阳算经》、《孙丘建算经》、《海岛算经》、《五经算术》、《缀术》、《缉古算机》等10部算书，被称为“算经十书”。其中阐明“盖天说”的《周髀算经》，被人们认为是流传下来的中国最古老的既谈
中国古代数学受文化影响的具体表现 数学是自然科学的基石，也是社会文化中一个不可或缺的组成部分。中国古代数学成就辉煌，自汉代的《周髀算经》、《九章算术》起开始形成体系，至宋元期间达到了高峰，在千百年间曾一度居于世界数学发展的前列，为中华文明及世界文明作出了巨大的贡献。但自元中叶以来，中国数学的发展突然由盛转衰，一蹶不振，从此落后于西方国家。英国生物化学家李约瑟在其编着的《中国科学技术史》中提出了着名的“李约瑟难题”：“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献，但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生？” 在这里，作为自然科学基础的数学明显也是“李约瑟难题”所涉及到的对象，而且比起其它自然科学学科，数学的基础性、抽象性、概括性更为突出，中国古代数学的发展史应当引起国内外学术界的重视，这样才能更客观全面地解释“李约瑟难题”。而要了解中国古代数学的发展历程和特点，探究它取得杰出成就和走向衰落的原因，就必须追溯到孕育它的母体，即源远流长、博大精深的中华文化，从中查找答案，以在探寻当今我国数学发展的路向中提供启示。 一、《周易》———中国古代数学发展的总源头 《周易》是中国传统思想文化中自然哲学与伦理实践的根源，
对中国古代的自然科学、哲学思想和人文精神都产生了深远的影响，同时也是华夏五千年智慧与文化的结晶，被誉为“群经之首，大道之源”。 《周易》在阴阳二元论基础上，对事物运行规律加以论证和描述，对天地万物进行性状归类，甚至精确到对事物的未来发展做出较为准确的预测。《周易》自战国时代起就被儒家学派奉为经典，人们认为它能上通天地之神灵、下切人事之百端，因此《周易》统摄中华文化数千年。 数学语言是一种高度抽象化、形式化的符号语言，而《周易》是一部由象数符号和语言符号共同构成的文化典籍，它的符号语言是用二进制的阳爻、阴爻来表现的。《周易》的象数学则是研究八卦、别卦（六十四卦）、三百八十四爻的变化，用以占筮天象吉凶，人事休咎之学。魏晋时期的数学家刘徽作《九章算术》注时说：“徽幼习《九章》，长再详览，观阴阳之割裂，总算术之根源。” 从中可知刘徽是通过学习《周易》中的阴阳学说，从而探究出算术的根源，才能为《九章算术》作注。刘徽还说：“昔在包牺氏始画八卦，以通神明之德，以类万物之情，作九九之数，以合六爻之变。”他认为中国古代数学的产生可以追溯到包牺氏画八卦，包牺氏为了“合六爻之变”而发明数学。继刘徽之后，中国数学家如秦九韶、朱世杰等都有认同数学源于《周易》的说法。《周易》研究的内容有所谓的“象、数、理、占”。 “象”是现象，是事物的外部特征。象可分为动
中国数学史 数学是中国古代科学中一门重要的学科，根据中国古代数学发展的特点，可以分为五个时期：萌芽；体系的形成；发展；繁荣和中西方数学的融合。 中国古代数学的萌芽 原始公社末期，私有制和货物交换产生以后，数与形的概念有了进一步的发展，仰韶文化时期出土的陶器，上面已刻有表示1234的符号。到原始公社末期，已开始用文字符号取代结绳记事了。 西安半坡出土的陶器有用1～8个圆点组成的等边三角形和分正方形为100个小正方形的图案，半坡遗址的房屋基址都是圆形和方形。为了画圆作方，确定平直，人们还创造了规、矩、准、绳等作图与测量工具。据《史记·夏本纪》记载，夏禹治水时已使用了这些工具。 商代中期，在甲骨文中已产生一套十进制数字和记数法，其中最大的数字为三万；与此同时，殷人用十个天干和十二个地支组成甲子、乙丑、丙寅、丁卯等60个名称来记60天的日期；在周代，又把以前用阴、阳符号构成的八卦表示八种事物发展为六十四卦，表示64种事物。 公元前一世纪的《周髀算经》提到西周初期用矩测量高、深、广、远的方法，并举出勾股形的勾三、股四、弦五以及环矩可以为圆等例子。《礼记·内则》篇提到西周贵族子弟从九岁开始便要学习数目和记数方法，他们要受礼、乐、射、驭、书、数的训练，作为“六艺”之一的数已经开始成为专门的课程。 春秋战国之际，筹算已得到普遍的应用，筹算记数法已使用十进位值制，这种记数法对世界数学的发展是有划时代意义的。这个时期的测量数学在生产上有了广泛应用，在数学上亦有相应的提高。 战国时期的百家争鸣也促进了数学的发展，尤其是对于正名和一些命题的争论直接与数学有关。名家认为经过抽象以后的名词概念与它们原来的实体不同，他们提出“矩不方，
第一讲中国古代文学中的数学文化数学是研究现实世界的空间形式和数量关系的科学。它的基本单元是数字，数字之间的关系和运算规则是数学的基础。其实在虚拟世界和想象中也有空间和数量关系，同样也要符合数学规则。文学则是以诗歌、散文、小说、剧本等形式，以语言文字的手段，形象地反映社会生活的一种艺术。文学的基本单元是文字，文字之间的关系和词法、语法规则便是文字的基础。其实，我借用一个打油诗来说明两者之间的联系： 我来自北京周口， 你来自云南元谋， 牵起你毛茸茸的小手， 爱情让我们学会了直立行走。 由此可见，数学与文学是永远分不开的。到底是谁帮了谁，我们是很难说清楚的。 我国古代诗词和对联是华夏文明的重要组成部分，是文学的瑰宝。数学在中国古代文明中也占有一定非常重要的地位，这二者到底有何联系呢？从中国古代对数学不重视到今天数学成为一门最重要的基础学科之一。数学多少次想对文学说：“对你的思念是一天又一天，孤单的我还是没有改变，美丽的梦何时才能出现，亲爱的，好想再见你一面。”现在机会终于来了。 相传在文字产生之前，人们是“结绳记事”的。也就是说，一件事情为了不忘记，就在一根绳子上挽一个疙瘩。大的事情就挽一个大疙瘩，小的事情就挽一个小疙瘩。一个疙瘩一件事。但时间一长，问题就出现了：一个疙瘩一件事，事情多了就不好记忆了。特别是加疙瘩易、减疙瘩难。还有，时间长了就忘了。特别不方便。这种状况持续了很长时间。 后来，黄帝的大臣----仓颉（jie）发现鸟兽在泥湿地上的爪印，使他有了创造象形文字的启示。可是，爪印也需要计数呀，于是仓颉就发明了数字。这就是“仓颉造字”的传说。中国字很有意思，1代表个体，而3就表示多个个体的总和了！所以后来，老子就说：“道生一，一生二，二生三，三生万物”。我们可以看几个例子：比如“木”字，一个“木”字是指一棵树，而两个“木”就成“林”，也就是双木成林的意思，而三个“木”字就成了“森”，就代表树木众多的意思。再比如“人”字，一个字表示有别于猿或类人猿，手脚有分工，又会说话，又能制造工具的高级动物。而两个“人”字，就成了“从”字，是指二人同行，三个“人”字，就变成了“众”，指很多人的意思。 除了这中数量上的关系以外，有的字还与位置有关系。比如：“”(ji)，意思就是带
中国古代着名数学家及其主要贡献 刘徽（生于公元250年左右） 刘徽(生于公元250年左右)，三国后期魏国人，是中国古代杰出的数学家，也是中国古典数学理论的奠基者之一．其生卒年月、生平事迹，史书上很少记载。据有限史料推测，他是魏晋时代山东邹平人。终生未做官。他在世界数学史上，也占有杰出的地位．他的杰作《》和《海岛算经》，是我国最宝贵的数学遗产． 《九章算术》约成书于东汉之初，共有246个问题的解法．在许多方面：如解联立方程，分数四则运算，正负数运算，几何图形的体积面积计算等，都属于世界先进之列，但因解法比较原始，缺乏必要的证明，而刘徽则对此均作了补充证明．在这些证明中，显示了他在多方面的创造性的贡献．他是世界上最早提出十进小数概念的人，并用十进小数来表示无理数的立方根．在代数方面，他正确地提出了正负数的概念及其加减运算的法则；改进了线性方程组的解法．在几何方面，提出了"割圆术"，即将圆周用内接或外切正多边形穷竭的一种求和圆周长的方法．他利用割圆术科学地求出了圆周率π=3.14的结果．刘徽在割圆术中提出的"割之弥细，所失弥少，割之又割以至于不可割，则与圆合体而无所失矣"，这可视为中国古代极限观念的佳作． 《海岛算经》一书中，刘徽精心选编了九个测量问题，这些题目的创造性、复杂性和富有代表性，都在当时为西方所瞩目． 刘徽思想敏捷，方法灵活，既提倡推理又主张直观．他是我国最早明确主张用逻辑推理的方式来论证数学命题的人． 刘徽的一生是为数学刻苦探求的一生．他虽然地位低下，但人格高尚．他不是沽名钓誉的庸人，而是学而不厌的伟人，他给我们中华民族留下了宝贵的财富． 祖冲之（公元429年─公元500年） （公元429年─公元500年）是我国杰出的数学家，科学家。南北朝时期人，人，字。生于未文帝元嘉六年，卒于齐昏侯永元二年。祖籍范阳郡遒县（今河北涞水县）。其主要贡献在数学、天文历法和机械三方面。在数学方面，他写了《缀术》一书，被收入着名的《算经十书》中，作为唐代国子监算学课本，可惜后来失传了。祖冲之还和儿子一起圆满地利用「」解决了球体积的计算问题，得到正确的球体积公式。在机械学方面，他设计制造过水碓磨、铜制机件传动的指南车、千里船、定时器等等。此外，对音乐也研究。他是历史上少有的博学多才的人物。 祖冲之在数学上的杰出成就，是关于的计算．秦汉以前，人们以"径一周三"做为圆周率，这就是"古率"．后来发现古率误差太大，圆周率应是"圆径一而周三有余"，不过究竟余多少，意见不一．直到三国时期，刘徽提出了计算圆周率的--"割圆术"，用圆内接正多边形的周长来逼近圆周长．刘徽计算到圆
中国是世界文明古国之一，地处亚洲东部，濒太平洋西岸。黄河流域和长江流域是中华民族文化的摇篮，大约在公元前2000年，在黄河中下游产生了第一个奴隶制国家──夏朝（前2033-前1562）,共经历十三世、十六王。其后又有奴隶制国家商（前562年—1066年,共历十七世三十一王）和西周﹝前1027年—前771年,共历约二百五十七年，传十一世、十二王﹞。随后出现了中国历史上的第一次全国性大分裂形成的时期──春秋（前770年-前476年）战国（前403年-前221年），春秋后期,中国文明进入封建时代,到公元前221年秦王赢政统一全国,出现了中国历史上第一个封建帝制国家──秦朝（前221年—前206年）,在以后的时间里,中国封建文明在秦帝国的封建体制的基础不断完善地持续发展,经历了统一强盛的西汉（公元前206年—公元8年）帝国、东汉王朝（公元25年—公元220年）、战乱频仍与分裂的三国时期（公元208年-公元280年）、西晋（公元265年—公元316年）与东晋王朝（公元317年—公元420年）、汉民族以外的少数民族统治的南朝（公元420年—公元589年）与北朝（公元386年—公元518年）。到了公元581年，由隋再次统一了全国，建立了大一统的隋朝（公元581—618年），接着经历了强大富庶文化繁荣的大唐王朝（公元618年—907年）、北方少数民族政权辽（公元916年-公元1125年）、经济和文化发达的北宋（公元960年~公元1127年）与南宋（公元1127年-公元1279年）、蒙古族建立的控制范围扩张至整个西亚地区的疆域最大的元朝（公元1271年-1368年）、元朝灭亡后，汉族人在华夏大地上重新建立起来的封建王朝──明朝（公元1368年-公元1644年），明王朝于17世纪中为少数民族女真族（满族）建立的清朝（公元1616年-公元1911年）所代替。清朝是中国最后一个封建帝制国家。自此之后，中国脱离了帝制而转入了现代民主国家。 中国文明与古代埃及、美索不达米亚、印度文明一样，都是古老的农耕文明，但与其他文明截然不同，它其持续发展两千余年之久，在世界文明史上是绝无仅有的。这种文明十分注重社会事务的管理，强调实际与经验，关心人和自然的和谐与人伦社会的秩序，儒家思想作为调解社会矛盾、维系这一文明持续发展的重要思想基础。 一、中国数学的起源与早期发展 据《易·系辞》记载：「上古结绳而治，后世圣人易之以书契」。在殷墟出土的甲骨文卜辞中有很多记数的文字。从一到十，及百、千、万是专用的记数文字，共有13个独立符号，记数用合文书写，其中有十进制制的记数法，出现最大的数字为三万。算筹是中国古代的计算工具，而这种计算方法称为筹算。算筹的产生年代已不可考，但可以肯定的是筹算在春秋时代已很普遍。 用算筹记数，有纵、横两种方式：表示一个多位数字时，采用十进位值制，各位值的数目从左到右排列，纵横相间﹝法则是：一纵十横，百立千僵，千、十相望，万、百相当﹞，并以空位表示零。算筹为加、减、乘、除等运算建立起良好的条件。 筹算直到十五世纪元朝末年才逐渐为珠算所取代，中国古代数学就是在筹算的基础上取得其辉煌成就的。 在几何学方面《史记·夏本记》中说夏禹治水时已使用了规、矩、准、绳等作图和测量工具，并早已发现「勾三股四弦五」这个勾股定理﹝西方称勾股定理﹞的特例。战国时期，齐国人着的《考工记》汇总了当时手工业技术的规范，包含了一些测量的内容，并涉及到一些几何知识，例如角的概念。 战国时期的百家争鸣也促进了数学的发展，一些学派还总结和概括出与数学有关的许多抽象概念。著名的有《墨经》中关于某些几何名词的定义和命题，例如：「圆，一中同长也」、「平，同高也」等等。墨家还给出有穷和无穷的定义。《庄子》记载了惠施等人的名家学说和桓团、公孙龙等辩者提出的论题，强调抽象的数学思想，例如「至大无外谓之大一，至小无内谓之小一」、「一尺之棰，日取其半，万世不竭」等。这些许多几何概念的定义、极限思想和其它数学命题是相当可贵的数学思想，但这种重视抽象性和逻辑严密性的新思想未能得到很好的
人教版小学数学中的数学文化与中国古代数学著作 知识点汇总（1-6年级） ●一年级上册 阶段：认识了1-10之后 1：我国古代用算筹来表示数。算筹是用竹、木或骨等制成的细棍。分为横式和纵式。 2：在很久以前，古埃及使用象形数字，用丨表示1，∩表示10。 阶段：认识钟表 3：我国古代的计时工具，日晷（利用太阳照射的影子来计时），铜漏壶（利用滴水计时）。 ●一年级下册 阶段：认识图形 4：“七巧板”是我国古代的一种拼板玩具，由7块板组成，拼出来的图案千变万化。 阶段：认识人民币 5：我国的货币历史悠久，种类丰富。蚁鼻钱、布币、刀币、秦半两钱币、唐代开元通宝、元代中统元宝交钞、清代光绪元宝铜币 ●二年级上册 阶段：表内乘法（一） 6：乘号的由来。乘号“×”，是英国数学家奥特雷德在1631年最早使用的。（可以把“×”看作是由“＋”斜过来写的） 阶段：表内乘法（二） 7：我们学习的乘法口诀，在我国两千多年前就有了。那时把口诀刻在“竹木桶”上，从“九九八十一”开始的，所以也叫“九九歌”。七百多年前才倒过来，从“一一得一”开始。 ●二年级下册 阶段：表内除法（一） 8：在1659年，瑞士数学家拉恩在他的《代数》一书中，第一次使用“÷”表示除法。（“÷”用一条横线把两个圆点分开，恰好表示平均分的意思） 阶段：万以内数的认识 9：记数历史。最早人们用石子记数。后来用算筹记数。再往后用摆珠子的方式记数。慢慢该进程算盘记数。●三年级上册 阶段：分数的初步认识10：分数在我国很早就有了。最初分数的表示法跟现在不一样，例如，43表示成丨丨丨丨 丨丨丨后来，印度出现了和
我国相似的分数表示法，4 3表示成43。再往后，阿拉伯人发明了分数线，分数的表示法就成为现在这样了。 ●三年级下册 阶段：位置与方向（一） 11：指南针是用来指示方向的。早在两千多年前，我们的祖先就用磁石制作了指示方向的仪器——司南，后来又发明了罗盘。指南针是我国古代四大发明之一。 阶段：年、月、日 12：节气歌。春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，求出路秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。 13：公历中，将一年定为365天（平年）。这样，每过4年差不多就要少记1天，把这1天加在2月里，这一年就有366天（闰年）。我国古代就知道一年有365天零 4 1天。（地球总是绕着太阳转动，转一圈大约要用365天5时48分46秒） 补充：公历年份是4的倍数的一般都是闰年；但公历年份是100的倍数时，必须是400的倍数才是闰年。如1900年不是闰年，2000年才是闰年。 14：人们把地球自转一圈所需要的时间定为一日。 15：由于地球在绕太阳转动的同时又自西向东自转，地球上各地日出日落的时间不一致，因而全世界不能统一用一个时间。科学家把全球划分为24个时区，每个时区用同一个时间，相邻时区相差一小时。有的国家为了方便，在自己的国度内统一使用首都所在时区的时间。 阶段：小数的初步认识 16：我国古代用小棒表示数。为了表示小数，就把小数点后面的数放低一格。例如，把3.12摆丨丨 一丨丨丨。这是世界上最早的小数表示方法。在西方，小数的出现很晚。最早使用小圆点作为小数点的是德国数学家克拉维斯。 ●四年级上册 阶段：大数的认识 17：生活中我们有时会看到三位一分节的大数（例如：光速约为299800000米/秒）。这与使用英语的国家（如英国、美国）以三位分级读法的方法有关。 18：记数的发展：用实物记数，用绳结记数，刻道记数。后来人们发明了一些记数符号，这些符号就叫数字。各地区数字不同，交流起来不方便。经过很长时间，才逐渐统一成现在这种通用的阿拉伯数字。 19：阿拉伯数字。大约在3世纪时，印度人发明了一种特殊的数字。后来，这种印度数字传到了阿拉伯。大约在12世纪时，阿拉伯商人又把印度数字带到了欧洲，欧洲人称它们为“阿拉伯数字”。慢慢地，阿拉伯数字成为一种通用的数字。这就是今天的阿拉伯数字。（阿拉伯数字是印度人发明的）
填空 1．世界上第一个把π计算到＜π＜的数学家是祖冲之 2．我国元代数学著作《四元玉鉴》的作者是(朱世杰 3．就微分学与积分学的起源而言(积分学早于微分学) 4．在现存的中国古代数学著作中，最早的一部是(《周髀算经》 5．发现著名公式e iθ=cosθ+isinθ的是( 欧拉 6．中国古典数学发展的顶峰时期是(宋元时期)。 7．最早使用“函数”(function)这一术语的数学家是(.莱布尼茨)。 8．1834 年有位数学家发现了一个处处连续但处处不可微的函数例子，这位数学家是(波尔查诺)。9．古埃及的数学知识常常记载在（纸草书上）。 10．大数学家欧拉出生于（瑞士） 11．首先获得四次方程一般解法的数学家是(费拉利。 12．《九章算术》的“少广”章主要讨论（开方术）。 13．最早采用位值制记数的国家或民族是(美索不达米亚)。 14．希尔伯特在历史上第一次明确地提出了选择和组织公理系统的原则，即：相容性、__完备性__、独立性 15．在现存的中国古代数学著作中，《周髀算经》是最早的一部。卷上叙述的关于荣方与陈子的对话，包含了勾股定理的一般形式。 16．二项式展开式的系数图表，在中学课本中称其为__杨辉__三角，而数学史学者常常称它为_贾宪__三角。
17．欧几里得《几何原本》全书共分13 卷，包括有_5_条公理、_5条公设。 18．两千年来有关欧几里得《几何原本》第五公设的争议，导致了《非欧几何》的诞生。1 9.阿拉伯数学家花拉子米的《代数学》第一次给出了一次和二次方程的一般解法，并用__几何__方法对这一解法给出了证明。 20．在微积分方法正式发明之前，许多数学家的工作已经显示着微积分的萌芽，如开普勒的旋转体体积计算、巴罗的微分三角形方法以及瓦里士的曲线弧长的计算等。语言的数学家是维尔斯特拉斯。 21．1882 年德国数学家林德曼证明了数的超越性。 22．数学家们为研究古希腊三大尺规作图难题花费了两千年的时间， 23．罗巴契夫斯基所建立的“非欧几何”假定过直线外一点，至少有两条年德国数学家林德曼证明了数直线与已知直线平行，而且在该几何体系中，三角形内角和__小于___两直角。 24．被称为“现代分析之父”的数学家是柯西，被称为“数学之王”的数学家是高斯 25．第一台能做加减运算的机械式计算机是数学家帕斯卡于1642 年发明的。 26．1900年，德国数学家希尔伯特在巴黎国际数学家大会上提出了_23__ 个尚未解决的数学问题，在整个二十世纪，这些问题一直激发着数学家们浓厚的研究兴趣。 27．首先将三次方程一般解法公开的是意大利数学家_卡当__，首先获得四次方程一般解法的数学家是__费拉利。 28．欧氏几何、罗巴契夫斯基几何都是三维空间中黎曼几何的特例，其中欧氏几何对应的情形是曲率恒等于零，罗巴契夫斯基几何对应的情形是曲率为负常数。 29．中国历史上最早叙述勾股定理的著作是《九章算术》，中国历史上最早完成勾股定理证明的数学家是三国时期的__赵爽__。 30．世界上讲述方程最早的著作是(中国的《九章算术》) 31．《数学汇编》是一部荟萃总结前人成果的典型著作，它被认为是古希腊数学的安魂曲，其作者为(.帕波斯)。