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中西方数学的融合有怎样的影响? 中西方数学发展史上有什么不同的特点

2024-07-01m.fan-pin.com
为什么要了解中西方数学的融合过程~

知人者智,自知者明

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中西方古代数学是两个完全不同体系,中国古代数学偏向构造性与机械性的算法体系,而以古希腊为代表的西方数学则侧重于逻辑演绎体系。
古代希腊的数学,自公元前600年左右开始,到公元641年为止共持续了近1300年。前期始于公元前600年,终于公元前336年希腊被并入马其顿帝国,活动范围主要集中在驱典附近;后期则起自亚历山大大帝时期,活动地点在亚历山大利亚;公元641年亚历山大城被阿拉伯人占领,古希腊文明时代宣告终结。 而中国数学起源于遥远的石器时代,经历了先秦萌芽时期(从远古到公元前200年);汉唐始创时期(公元前200年到公元1000年),元宋鼎盛时期(公元1000年到14世纪初),明清西学输入时期(十四世纪初到1919年)。
一、最早的有关数学的记载的比较
最早的希腊数学记载是拜占庭的希腊文的手抄本(可能做了若干修改),是在希腊原著写成后500年到1500年之间录写的。其原因是希腊的原文手稿没有保存下来。而成书最早的是帕普斯公元三世纪撰写的《数学汇编》和普罗克拉斯(公元5世纪)的《欧德姆斯概要》。《欧德姆斯概要》一书是以欧德姆斯写的一部著作(一部相当完整的包括公元前335年之前的希腊几何学历史概略,但已经丢失)为基础的。
中国最早的数学专著有《杜忠算术》和《许商算术》(由《汉书·艺文志》记载可知),但这两部著作都已失传。《算术书》是目前可以见到的中国最早的,也是一部比较完整的数学专著。这部著作于1984年1月,在湖北江陵张家山出土大批竹简中发现的,据有关专家认定《算术书》抄写于西汉初年(约公元前2世纪),成书时间应该更早,大约在战国时期。《算术书》采用问题集形式,共有60多个小标题,90多个题目,包括整数和分数四则运算、比例问题、面积和体积问题等。
结论:中国是四大文明古国之一,所有的文化创造,均源自华夏大地。一般来讲,中国的数学成果较古希腊为迟。
二、经典之作的比较 古希腊数学的经典之作是欧几里得的名著《几何原本》。亚历山大前期大数学家欧几里得完成了具有划时代意义工作——把以实验和观察而建立起来的经验科学,过渡为演绎的科学,把逻辑证明系统地引入数学中,欧几里得在《几何原本》中所采用公理、定理都是经过细致斟酌、筛选而成,并按照严谨的科学体系进行内容的编排,使之系统化、理论化,

超过他以前的所有著作。《几何原本》分十三篇.含有467个命题。 《几何原本》对世界数学的贡献主要是:
1. 建立了公理体系,明确提出所用的公理、公设和定义。由浅入深地揭示一系列定理,使得用一小批公理证出几百个定理。
2. 把逻辑证明系统地引入数学中,强调逻辑证明是确立数学命题真实性的一个基本方法。 3. 示范地规定了几何证明的方法:分析法、综合法及归谬法。
《几何原本》精辟地总结了人类长时期积累的数学成就,建工了数学的科学体系。为后世继续学习和研究数学提供了课题和资料,使几何学的发展充满了活的生机。二千年来,一直被公认为初等数学的基础教材。
而中国的经典之作是《九章算术》。不同的是,《九章算术》并不是一人一时写成的,它经历了多次的整理、删补和修订,是几代人共同劳动的结晶。大约成书于东汉初年(公元一世纪)。《九章算术》采用问题集形式.全书分为九章,例举了246个数学问题,并在若干问题之后,叙述这类问题的解题方法。 《九章算术》对世界数学的贡献主要有: 1. 开方术,反应了中国数学的高超计算水平,显示中国独有的算法体系。
2. 方程理论,多元联立一次方程组的出现,相当于高斯消去法的总结,独步于世界。 3. 负数的引入,特别是正负数加减法则的确立,是一项了不起的贡献。
刘徽公元263年注《九章算术》,主要贡献是整理此前的中国古代数学成就,并用自己的理解加以评述,特别是一些数学方法的提炼,达到中国数学的高峰。
《九章算术》系统地总结了西周至秦汉时期我国数学的重大成就,是中国数学体系形成的重要标志,其内容丰富多彩,反映了我国古代高度发展的数学。《九章算术》对中国数学发展的影响,可与欧几里得《几何原本》对西方数学的影响一样,是非常深远的。 结论:《九章算术》和《几何原本》同为世界最重要的数学经典。《九章算术》以其实用、算法性称誉世界,《几何原本》以其逻辑演绎的思想方法风靡整个科学界。二者是互相补充的,并非一个掩盖另一个。
三.古希腊数学与中国数学特点的比较
古希腊数学的特点如下:
1.希腊人将数学抽象化,使之成为一种科学.具有不可估量的意义和价值。希腊人坚持使用演绎证明,认识到只有用勿容置疑的演绎推理法才能获得真理。要获得真理就必须从真理出发,不能把靠不住的事实当作己知。从《几何原本》中的10个公理出发,可以得到相当多的定理和命题。
2.希腊人在数学内容方面的贡献主要是创立平面几何、立体几何、平面与球面三角、数论,推广了算术和代数,但只是初步的,尚有不足乃至错误;
3.希腊人重视数学在美学上的意义,认为数学是一种美,是和谐、简单、明确以及有秩序的艺术;
4.希腊人认为在数学中可以看到关于宇宙结构和设计的最终真理,使数学与自然界紧密联系起来,并认为宇宙是按数学规律设计的,并且能被人们所认识的。
中国数学的特点如下:
1.中国数学最基本的特点是具有鲜明的社会性。通观中国古典数学著作的内容,几乎都与当时社会生活的实际需要有着密切的联系。从《九章算术》开始,中国算学经典基本上都遵从问题集解的体例编纂而成,其内容反映了当时社会政治、经济、军事、文化等方面的某些实际需要,具有浓厚的应用数学的色彩;
2.中国数学教育与研究始终置于政府的控制之下,以适应统治阶级的需要;
3.中国数学家的数学论著深受历史上各种社会思潮、哲学流派以至宗教神学的影响,具有形形色色的社会痕迹。
4.中国数学是以几何方法和代数方法的相互渗透表现为形数结合的,是用算筹来计算的.并采用了十进位制。同时,用一整套”程序语言”来揭示计算方法,而演算程序简捷而巧妙。 5.中国数学理论表现为运算过程之中,即“寓理于算”。中国数学家善于从错综复杂的数学现象中抽象出深刻的数学概念,提炼出一般的数学原理,作为研究众多数学问题的基础。
结论:古希腊数学属于公理化演绎体系,着眼于”理”——首先给出公理、公设、定义,尔后在此基础上有条不紊地、由简到繁地进行一系列定理的证明;中国数学属于机械化算法体系;着眼于”算”——把问题分门别类,然后用一个固定的方程式解决一类问题的计算。

明末清初,西方初等数学开始陆续传入我国,使我国的数学研究出现一个中西融会贯通的局面。鸦片战争以后,西方近代数学开始传入我国,我国数学转入一个以学习西方数学为主的时期。

在西学东渐的过程中,徐光启的《几何原本》?梅文鼎的《梅氏丛书辑要》以及李善兰等人关于西方数学的翻译和著述,促进了中西方数学的融合。

1604年,徐光启考中进士后,担任翰林院庶吉士,就在北京住了下来。在此之前,意大利传教士利玛窦到我国,在宣武门外置了一处住宅长期留居,进行传教活动。

徐光启在公余之暇,常常去拜访利玛窦,彼此慢慢熟悉了,开始建立起深厚的友谊。利玛窦用古希腊数学家欧几里得的著作《欧几里得原本》做教材,在家对徐光启讲授西方的数学理论。

经过一段时间的学习,徐光启完全弄懂了欧几里得这部著作的内容,深深地为它的基本理论和逻辑推理所折服,认为这些正是我国古代数学的不足之处。于是,徐光启建议利玛窦同他合作,一起把它译成中文。

1607年的春天,徐光启和利玛窦译出了这部著作的前6卷。付印之前,徐光启又独自一人将译稿加工?润色了3遍,尽可能把译文改得准确。

这部著作的拉丁文原名叫《欧几里得原本》,如果直译成中文,不大像是一部数学著作。如果按照它的内容,译成《形学原本》,又显得太陈旧了。利玛窦认为,中文里的“形学”,英文叫做“Geo”,它的原意是希腊的土地测量的意思,他建议最好能在中文的词汇里找个同它发音相似?意思也相近的词。徐光启查考了10多个词组,都不理想。后来他想起了“几何”一词,觉得它与“Geo”音近意切,建议把书名译成《几何原本》,利玛窦感到很满意。

1607年,《几何原本》前6卷正式出版,马上引起巨大的反响,成了明代末期从事数学工作的人的一部必读书,对发展我国的近代数学起了很大的作用。

《几何原本》是我国第一部数学翻译著作,其中的许多数学名词如“几何”等为首创,徐光启认为对它“不必疑”?“不必改”,“举世无一人不当学”。

徐光启在翻译了《几何原本》之后,又介绍了西方三角学的著作《大测》和《测量全义》等。

1646年,波兰传教士穆尼阁来华,跟随他学习西方科学的有数学家方中通等人。穆尼阁去世后,方中通等人据其所学,编成《历学会通》,想把中法西法融会贯通起来。

《历学会通》中的数学内容主要有《比例对数表》?《比例四线新表》和《三角算法》。

前两书是介绍英国数学家纳皮尔和布里格斯发明增修的对数。后一书除《崇祯历书》介绍过的球面三角外,尚有半角公式?半弧公式?德氏比例式?纳氏比例式等。

方中通个人所著的《数度衍》对对数理论进行解释。对数的传入对数学的发展十分重要,它在历法计算中立即就得到了应用。

清初学者研究中西数学有心得而著书传世的很多,影响较大的有梅文鼎《梅氏丛书辑要》和年希尧《视学》等。

梅文鼎是集中西数学之大成者。他对传统数学中的线性方程组解法?勾股形解法和高次幂求正根方法等方面进行整理和研究,使濒于枯萎的明代数学出现了生机。年希尧的《视学》是我国第一部介绍西方透视学的著作。

清代康熙皇帝十分重视西方科学,他除了亲自学习天文数学外,还培养了一些人才和翻译了一些著作。

1712年,多学科科学家明安图?天文历算家陈厚耀等按照康熙皇帝的旨意编纂天文算法书,完成了《律历渊源》100卷,以康熙“御定”的名义于1723年出版。

其中的《数理精蕴》分上下两编。上编包括《几何原本》?《算法原本》,均译自法国作品著作;下编包括算术?代数?平面几何平面三角?立体几何等初等数学,附有素数表?对数表和三角函数表。

由于《数理精蕴》是一部比较全面的初等数学百科全书,并有康熙“御定”的名义,因此对当时数学研究有一定影响。

综上述可以看到,清代初期数学家对西方数学做了大量的会通工作,并取得许多独创性的成果。

后来,随着《算经十书》与宋元时期数学著作的收集与注释,出现了一个研究传统数学的高潮。其中能突破旧有框框并有发明创造的有焦循?汪莱?李锐?李善兰等。

他们的工作,和宋元时期的代数学比较是青出于蓝而胜于蓝的;和西方代数学比较,在时间上晚了一些,但这些成果是在没有受到西方近代数学的影响下独立得到的。

在传统数学研究出现高潮的同时,阮元与李锐等编写了一部天文数学家传记《畴人传》,收集了从黄帝时期至1799年已故的天文学家和数学家270余人,和明代末期以来介绍西方天文数学的传教士41人。这部著作收集的完全是第一手的原始资料,在学术界颇有影响。

1840年鸦片战争以后,西方近代数学开始传入我国。首先是英人在上海设立墨海书馆,介绍西方数学。

第二次鸦片战争后,清代朝廷开展“洋务运动”,主张介绍和学习西方数学,组织翻译了一批近代数学著作。

其中较重要的有李善兰与伟烈亚力翻译的《代数学》和《代微积拾级》;华蘅芳与英人傅兰雅合译的《代数术》?《微积溯源》和《决疑数学》;邹立文与狄考文编译的《形学备旨》?《代数备旨》和《笔算数学》;谢洪赉与潘慎文合译的《代形合参》和《八线备旨》等。

在这些译著中,创造了许多数学名词和术语,至今还在应用,但所用数学符号大部分已被淘汰了。“戊戌变法”以后,各地兴办新法学校,上述一些著作便成为主要教科书。

几何原本



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