【中國古代數學】中國古代數學 |中國數學史 |中國數學史 |

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中國數學史是指中國數學發展史。

中國傳統數學稱為算學,起源於仰韶文化,距今有五千餘年歷史,周公時代,數乃是六藝之一。

春秋時代十進位制籌算普及。

日本數學史家三上義夫指出,中國算學發展有二三千年,如此發展歷史,世界各國有過,希臘自公元前6世紀到公元4世紀,僅一千年歷史;阿拉伯數學限於公元8世紀到13世紀。

1963年中國考古學家山西省朔縣峙峪村出土二萬八千年前獸骨,上有數目的刻痕。

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中國古代猿人已有幾何形狀認識。

中國考古學家陝西發現幾十萬年前藍田猿人遺留石球。

幾萬年前山西原始人製作石球形狀規。

到了新石器時代,出現空心陶球。
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七千年前河姆渡人遺址中發現圓筒,圓珠形狀。

新石器時代陶器上出現有規則圖案。

半坡出土文物中有雙耳陶器,三陶器,有陶器上刻有四葉紋,説上古時代已有1,2,3,4數字概念。

1963年中國考古學家山西省朔縣峙峪村出土二萬八千年前獸骨,上有數目的刻痕。

一萬多年前山頂洞人遺址中出土骨管,上刻有可能表示十進位制圓形、符,圓形表示單位數,長形可能代表十位數[2]。

1974年-1978年中國考古學家青海樂都縣出土數萬件新石器時代遺物,其中有些骨片上有數目的刻紋,表示1到8數,發現有10道以上刻紋,與存在十進位制相符。

十進位制起源於中國,公元前1400年中國商代出現。

李約瑟指出:“商代甲骨文,十進位制可見,時代巴比倫和埃及數字系統進。
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巴比倫和埃及數字系統,雖然有進位,商代中國人,能用多於9個算籌數字,代表任意數字,不論多,這是一項”[3]。

籌算戰國初年籌算出現。

它使用中國商代發明十進位制計數,利用九九表可以很地進行四則運算以及乘方,開方複雜運算,並可以零、負數和分數作出表示計算。

算數書是一本中國古代數學教科書,約七千字,載於190竹編上。

趙爽是魏晉時人,著有《周髀算經注》,其中「勾股圓方圖注」附有圖示,列出有關直角三角形三關係命題21條,分屬「勾股」定理、「弦圖」定理、「勾實矩」定理與「股實之矩」定理。

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該墓文檔證據看,它關閉於西元前186,屬於西漢代早期。

它和九章算術關係學者討論中,但其一些內容和九章算術平行。

有學者認為算數書可能是九章算術母本[5]。

九章算術是中國古代數學著作,成書於大約1世紀,但可能公元前200年存在。
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多數學者相信直到九章算術定形時中國數學和古代地中海世界數學多少是獨立發展。

《九章算術》中
開平方、開立方、算術應用、負數、聯立一次方程組、二次方程領世界幾個世紀[6]
西漢張蒼、耿壽昌增補和整理《九章算術》,寫成定本,詳説開平方、開立方、和求解線性方程組算法。

此一時期(220-581),中國數學四方面有進展,直角三角形三關係認、測量學、平面面積和立體體積計算,以及推算圓周率,趙爽、劉徽、祖沖祖𣈶父子4人個別或完成。

趙爽是魏晉時人,著有《周髀算經注》,其中「勾股圓方圖注」附有圖示,列出有關直角三角形三關係命題21條,分屬「勾股」定理、「弦圖」定理、「勾實矩」定理與「股實之矩」定理。

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當中唯有「勾股」定理見於《周髀算經》。

後劉徽亦魏晉時人,著有《九章算術注》,為《九章算術》各種算法提出簡括証。

他並註文中提出割圓術,以內接正六邊形開始,倍加邊數方法,逼近圓周率。

《九章算術》π=3,劉徽求得

π
=

157
50

=
3.14

{\displaystyle \pi ={\frac {157}{50}}=3.14}

,和晉武庫王莽銅律嘉量,覺得“此術微小”,於是圓周率捷法求得π=

3927
1250

=
3.1416

{\displaystyle {\frac {3927}{1250}}=3.1416}

[8]。

前三世紀,希臘數學家阿基米德多邊形增加邊數方法求圓周率,但他兼用內接和外切兩種計算,得到出的估計值:

223
71

< π < 22 7 {\displaystyle {223 \over 71}<\pi <{\frac {22}{7}}} ; 3.140845 < π < 3.142857 {\displaystyle 3.140845<\pi <3.142857} [9]。

劉徽割圓術相比,劉徽所得π=3.1416優於阿基米德[10]。

劉徽並《九章算術注》提出差術,應用中國傳統出入相補原理,多達4次觀測,測量山高水數值。

唐代,有關重差術註文抽出單行,題為《海島算經》,成為《算十書》之一。

劉徽創造四次觀測術,“使中國測量學達到登峯造地步”[11],使“中國數學測量學成就,超越西方約一千年”(美國數學家弗蘭克·斯委特茲語)[12]
劉徽注釋兼用圖形和模型作説,圖形拼湊方法解決各種面積計算問題,於平面幾何學中所用平移疊合方法;並用直截面積方法來計算立體體積。

他指出《九章算術》計算球體體積方法錯誤,但未能提出方法。

這個疑問留待祖沖解決。