导语:之前发表了一些关于微积分方面的文章,很多网友都在对阿基米德、牛顿、欧拉、高斯等数学大神佩服的五体投地,感慨欧洲的那些数学家们简直是神一样的存在,与此同时有一些网友问到:我国古代数学在微积分方面有哪些贡献?他们是否摸到了微积分的门槛?
天文学是推动古代数学进步的关键动力,与古希腊以及西方天文学莫名其妙地突然发达不同,中国古代天文学一步一个脚印,早在帝尧时就有“观象授时”,最迟商代时已有历法,元代时在南海、北海分别测出北极星角度,在开封与西域分别测出月食出现时间,由此确定经度差与纬度差,如此发达的天文学焉能没有高深的数学与之匹配?
一、开篇:一个馒头引发的数学革命想象一下,两千年前的中国农夫掰馒头分给五个孩子,他可能不知道自己在用“积分”平分粮食;古希腊的阿基米德泡澡时高喊“尤里卡”,或许也没想到自己在实践“浮力微分”。微积分看似高深,实则藏在我们吃馒头、量土地、看星星的日常里。
关于微分方法的第一个真正值得注意的先驱工作起源于1630年法国著名数学家费马在论文《平面与立体轨迹引论》中,建立了求切线、求极值以及定积分方法,对微积分学做出了重大贡献. 1637年,笛卡儿在其论文《几何学》中提出的求切线的“圆法”. 随后,英国数学家巴罗1670年在他的著作《几何学讲义》中, 利用微分三角形求出了曲线的切线斜率. 他的方法的实质是把切线看作割线的极限位置,并利用忽略高阶无限小来取极限. 这个方法同现在的求导数过程已经十分相近, 他已察觉到切线问题与求积问题的互逆关系,但执着于几何思维妨碍了他没有发现微积分的基本定理.
微积分(Calculus)的发展历史悠久,早在古希腊和中国古代,就有了求面积和体积的方法,这些方法都含有微积分的思想。到了十七世纪,由于科学技术的进步,人们需要解决更多复杂的问题,比如运动的速度、加速度、曲线的切线、最值等。这些问题促使了微积分的诞生和发展。
清朝皇帝康熙是我国历史上一位杰出的帝王,十四岁亲政,在位六十一年,一生勤奋治国。康熙初年,西方的近代科学技术已经大量传入中国,但是,官僚统治集团并不重视,而康熙却表现出了极大的兴趣,他尤其笃爱数学、天文和历法等自然科学知识。
一直以来,人们谈及数学起源,往往都会说起古希腊,将之视为古希腊对人类的重大贡献,但鲜为人知的是,相比中国古代数学,古希腊在几何上有不俗的成绩,在数论上却比较落后,原因之一在于他们没有完全掌握数学的基础——“十进制”。
钱宝琮,字琢如,浙江嘉兴人,中国数学教育家、中国数学史学科及中国天文学史学科的开创者、奠基人。何绍庚.共图薪火相传,纪念钱宝琮先生诞辰一百周年.中国科学史通讯.第5期Newsletter for the History of Chinese Science No.5,1993:186.
这虽然可能是个巧合,但埃及人还是在圆周率的计算上拔得了头筹,古埃及的文物莱因德数学纸草书上就记载了圆周率等于分数16/9的平方,大约是3.1605,同时期的一块巴比伦石匾也有圆周率等于25/8的记载,晚了一千年的古印度《百道梵书》上则说圆周率等于339/108,大约是3.139。