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中國數學史

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中國古代數學有舉世公認的輝煌的成就。中數學史文獻汗牛充棟,希望有興趣維基人士參與耕耘。

根據中國科學技術史 論著索引卷,截至2002年中國學者發表的中算史論文在七百篇以上。如今中國許多著名大學設有中國數學史課程,有些還設有碩士、博士班。中國數學史也是許多西方大學的博士論文題材。

中國數學的特色

中國數學有別於希臘數學的特點,是機械化,與希臘數學重邏輯推理相對照。算籌、算盤就是中國古代的「計算機」,珠算口訣就是計算程序。中國古代算學家擅長計算,祖沖之精確計算圓周率,領先世界近一千年就是一個很好的例子。明代朱載堉發明十二平均律時,使用80檔大算盤,計算開平方,開立方到小數點後25位,又是一例。中國數學史又稱為中算史,的確恰當。

關於中算史的分期,大體依照吳文俊院士主編的一套內容豐富的《中國數學史大系》的分期。

上古至西漢

icon 如果說歐幾里得的幾何原本是西方數學體系的奠基石,那麼中國數學體系的奠基石就是《九章算術

九九表 算籌 籌算算數書》 《周髀算經》《九章算術

東漢三國

icon icon 這個時代中國最偉大的數學家當推劉徽,十卷本的《中國數學史大系》,專門撥出一卷講劉徽。 張衡 劉洪 徐岳 趙爽劉徽海島算經勾股容方 出入相補 劉徽割圓術

西晉五代

icon 張邱建 夏候陽 何承天 調日法 祖沖之 牟合方蓋 王孝通 李淳風 僧一行 韓延 算經十書五經算術》 《夏侯陽算經

南北宋

icon 宋代是中國數學史上一個輝煌的時代,東方出了個被美國哈佛大學著名科學史家薩頓(G. Sarton)稱為「他的民族,他所處的時代已至一切時代的最偉大數學家之一」的秦九韶,他的解高階代數方程的方法,領先世界數百年之久。 沈括 李籍 賈憲 楊輝 秦九韶數書九章幻圓

西夏金元明

icon 這時代的朱世傑攀登上中國數學史的又一高峰。但此後中國數學就漸漸走下坡路,好景不再矣。其原因仍是當前中算史家還在探討和爭論的課題。明朝末年,是西方數學東漸的時期。

李冶測圓海鏡》《益古演段王恂授時曆朱世傑算學啟蒙》 《四元玉鑒‎ 垛積 招差術 趙友欽 割圓術 (趙友欽)丁巨算法》 《算法全能集》 《透簾細草吳敬九章算法比類大全王素文算學寶鑑朱載堉 、《算學新說》、《嘉量算經》、算盤 珠算盤珠算法》《程大位算法統宗徐光啟

西學東漸的時代,不少中算家又回到古籍,發現許多起初東漸來的課題,其實中國古已有之。晚清由於傳教士帶動,又起一陣取經風。 薛鳳祚 李子金 《算法通義梅文鼎 年希堯視學戴震 李湟 沈欽裴疇人傳明安圖 明安圖變換 吳烺 焦循加減乘除釋李銳開方說汪萊衡齋算學孔廣森 董祐誠割圓比例術圖解項名達象數一原戴煦求表捷術王韜 李善蘭 李善蘭恆等式則古昔齋算學》 《數理精蘊華蘅芳決疑數學丁取忠白芙堂算學從書時曰醇百雞術衍同文館同文館算學課藝

近代

熊慶來 姜立夫 華羅庚數論導引》《高等數學引論》:《堆壘素數論》、《典型域上的調和分析》、《 蘇步青射影曲線概論》( 陳省身 吳文俊 谷超豪 江澤涵 陳景潤 陳素數 張景中


中算史家

三上义夫 李俨 钱宝琮  何丙郁 李培始  李迪 白尚恕 沈康身 兰丽蓉 


中算史文獻

算數書
九章算術
海島算經
五經算術
夏侯陽算經
數書九章
孫子算經
測圓海鏡
四元玉鑒‎
數理精蘊

優良條目

李冶

李冶(1192年—1279年),原名李治仁卿敬齋真定欒城(今河北欒城縣)人,中國金代元代數學家。他的主要著作為《測圓海鏡》,其中改進了前人的解方程方法,首次系統地闡述了「天元術」,用以研究直角三角形內切圓旁切圓的性質。

你知道嗎?

劉徽割圓術

劉徽割圓術原理

三國時代數學家劉徽割圓術是中國古代數學中「一個十分精彩的算法[1]」。在此之前,圓周率採用「周三徑一」的實驗數據。東漢科學家張衡採用。劉輝認為過大。[2]東漢天文學家王蕃採用。這些圓周率都是實驗值,都只準確到二位數字。劉徽是中國數學史上最先創造了一個從數學上計算圓周率到任意精確度的迭代程序。他自己通過分割圓為192邊形,計算出圓周率在3.141024 與 3.142708之間,取其近似,並以 表示。這個數值準確到三位數字,比前人的圓周率數值都准,但他自己次承認這個數值偏小[3]。後來劉徽發明一種快捷算法,可以只用96邊形得到和1536邊形同等的精確度,從而得令他自己滿意的

劉徽割圓術簡單而又嚴謹,富於程序性,可以繼續分割下去,求得更精確的圓周率。南北朝時期著名數學家祖沖之用劉徽割圓術計算11次,分割圓為12288邊形,得圓周率(=3.1415929 ),成為此後千年世界上最準確的圓周率。

劉徽在圓周率領域的貢獻,不僅在於求得 ,更重要的在於他創造了一世界數學史上最精彩的割圓術:阿基米德割圓術和劉徽割圓術一樣用雙向迫近,因而同樣嚴謹完備,但遠不如劉徽簡潔;阿基米德用雙歸謬法推證圓面積,不如劉徽用極限論先進;托勒密割圓術和阿爾·卡西割圓術只是單向迫近,不如劉徽嚴謹;趙友欣割圓術和日本關孝和割圓術從正方開割,屬於劉徽割圓術的變化,而且也是單向迫近。劉輝割圓術雖然不是世界最早,卻是數學史上最嚴謹完備簡潔的割圓術

一般介紹割圓術的書籍,沒有真正用劉徽的方法計算準確到幾十位或一二百位的圓周率。人們容易誤解劉輝的方法最多算到3.1416。連唐代李淳風也誤解劉徽,他認為劉徽的方法不夠準確,祖沖之後來居上,採用更好的辦法。這是很大的誤解,說明李淳風並沒有認真的用劉徽割圓術計算一下,因此把劉徽的近似結果當成劉徽公式的欠準確。實際上劉徽圓周率迭代公式,要多准有多准呀。祖沖之用的就是劉徽法計算出3.1415926。當時用籌算,可能要好幾天功夫。


利用精密度達2500位的四則運算和開平方軟件,可以很容易用劉徽割圓術求出更高次多邊形得到更高精密度的圓周率:

迭代1600次,可得 A_{6*21600} 多邊形(2.6677449886 x10482多邊形)

3.14159265358979323846264338327950288419716939937510582097494459230781640
6286208998628034825342117067982148086513282306647093844609550582231725359
4081284811174502841027019385211055596446229489549303819644288109756659334
4612847564823378678316527120190914564856692346034861045432664821339360726
0249141273724587006606315588174881520920962829254091715364367892590360011
3305305488204665213841469519415116094330572703657595919530921861173819326
1179310511854807446237996274956735188575272489122793818301194912983367336
2440656643086021394946395224737190702179860943702770539217176293176752384
6748184676694051320005681271452635608277857713427577896091736371787214684
4090122495343014654958537105079227968925892354201995611212902196086403441
8159813629774771309960518707211349999998372978049951059731732816096318595
024459455346908302642522308253344

準確到 835位數字。

你們不妨自己也來計算一下,看能得到多少位數?


籌算 算數書 幻圓 海島算經 勾股容方 調日法 出入相補 割圓術 (劉徽)

主條目

維基主題

參考文獻

  1. ^ 吳文俊 《中國數學史大系》第三卷 367頁
  2. ^ 「增周太多,過其實矣」
  3. ^ 「此術微小」