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  《九章算术》是中国古代数学专著,是算经十书中最重要的一种。该书内容十分丰富,系统总结了战国、秦、汉时期的数学成就。同时,《九章算术》在数学上还有其独到的成就,不仅最早提到分数问题,也首先记录了盈不足等问题,“方程”章还在世界数学史上首次阐述了负数及其加减运算法则。该书经多次增补,成书时间已不可考,但据估算最迟在公元一世纪已有了现传本。许多人曾为它作过注释,其中不乏历史上的数学名人,最著名的有刘徽(公元263年)、李淳风(公元656年)等人。
  
  《九章算术》的主要内容:
  
  《九章算术》的内容十分丰富,全书采用问题集的形式,收有246个与生产、生活实践有联系的应用问题,其中每道题有问(题目)、答(答案)、术(解题的步骤,但没有证明),有的是一题一术,有的是多题一术或一题多术。这些问题依照性质和解法分别隶属于方田、粟米、衰(音崔cui)分、少广、商功、均输、盈不足、方程及勾股九章如下所示。原作有插图,今传本已只剩下正文了。
  
  《九章算术》的九章的主要内容分别是:
  
  第一章“方田”:田亩面积计算;
  第二章“粟米”:谷物粮食的按比例折换;
  第三章“衰分”:比例分配问题;
  第四章“少广”:已知面积、体积、求其一边长和径长等;
  第五章“商功”:土石工程、体积计算;
  第六章“均输”:合理摊派赋税;
  第七章“盈不足”:即双设法问题;
  第八章“方程”:一次方程组问题;
  第九章“勾股”:利用勾股定理求解的各种问题.
  
  《九章算术》的数学成就
  
  《九章算术》中的数学成就是多方面的:
  
  (1)、在算术方面的主要成就有分数运算、比例问题和“盈不足”算法。《九章算术》是世界上最早系统叙述了分数运算的著作,在第二、三、六章中有许多比例问题,在世界上也是比较早的。“盈不足”算法需要给出两次假设,是一项创造,中世纪欧洲称它为“双设法”,有人认为它是由中国经中世纪阿拉伯国家传去的.
  
  (2)、在几何方面,主要是面积、体积计算。
  
  (3)、在代数方面,主要有一次方程组解法、开平方、开立方、一般二次方程解法等。“方程”一章还在世界数学史上首次引入了负数及其加减法运算法则.作为一部世界科学名著,《九章算术》在隋唐时期就已传入朝鲜、日本。现在它已被译成日、俄、德、英、法等多种文字。
  
  关于《九章算术》的历史考证:
  
  现传本《九章算术》成书于何时,目前众说纷纭,多数认为在西汉末到东汉初之间,约公元一世纪前后,《九章算术》的作者不详。很可能是在成书前一段历史时期内通过多人之手逐次整理、修改、补充而成的集体创作结晶。由于二千年来经过辗转手抄、刻印,难免会出现差错和遗漏,加上《九章算术》文字简略有些内容不易理解,因此历史上有过多次校正和注释。
  
  关于对《九章算术》所做的注住要有:三国时曹魏刘徽注,唐朝李淳风注,南宋杨辉著《详解九章算法》选用《九章算术》中80道典型的题作过详解并分类,清李潢(?~1811年)所著《九章算术细草图说》对《九章算术》进行了校订、列算草、补插图、加说明,尤其是图文并茂之作。现代钱宝琮(1892~1974年)曾对包括《九章算术》在内的《算经十书》进行了校点,用通俗语言、近代数学术语对《九章算术》及刘、李注文详加注释。80年代以来,今人白尚恕、郭书春、李继闵等都有校注本出版。
  
  对《九章算术》的评价和其对后世的影响:
  
  《九章算术》是世界上最早系统叙述了分数运算的著作;其中盈不足的算法更是一项令人惊奇的创造;“方程”章还在世界数学史上首次阐述了负数及其加减运算法则。在代数方面,《九章算术》在世界数学史上最早提出负数概念及正负数加减法法则;现在中学讲授的线性方程组的解法和《九章算术》介绍的方法大体相同。注重实际应用是《九章算术》的一个显著特点。该书的一些知识还传播至印度和阿拉伯,甚至经过这些地区远至欧洲。
  
  《九章算术》是几代人共同劳动的结晶,它的出现标志着中国古代数学体系的形成.后世的数学家,大都是从《九章算术》开始学习和研究数学知识的。唐宋两代都由国家明令规定为教科书。1084年由当时的北宋朝廷进行刊刻,这是世界上最早的印刷本数学书。
  
  可以说,《九章算术》是中国为数学发展做出的又一杰出贡献。
  约成书于四、五世纪,作者生平和编写年代都不清楚。现在传本的《孙子算经》共三卷。卷上叙述算筹记数的纵横相间制度和筹算乘除法则,卷中举例说明筹算分数算法和筹算开平方法。卷下第31题,可谓是后世“鸡兔同笼”题的始祖,后来传到日本,变成“鹤龟算”。书中是这样叙述的:“今有鸡兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问鸡兔各几何?这四句话的意思是:有若干只鸡兔同在一个笼子里,从上面数,有35个头;从下面数,有94只脚。求笼中各有几只鸡和兔?
  
  具有重大意义的是卷下第26题:“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?答曰:『二十三』”。《孙子算经》不但提供了答案,而且还给出了解法。南宋大数学家秦九韶则进一步开创了对一次同余式理论的研究工作,推广“物不知数”的问题。德国数学家高斯﹝K.F. Gauss.公元1777-1855年﹞于公元1801年出版的《算术探究》中明确地写出了上述定理。公元1852年,英国基督教士伟烈亚士﹝Alexander Wylie公元1815-1887年﹞将《孙子算经》“物不知数”问题的解法传到欧洲,公元1874年马蒂生﹝L.Mathiesen﹞指出孙子的解法符合高斯的定理,从而在西方的数学史里将这一个定理称为“中国的剩余定理”﹝Chinese remainder theorem﹞。
  《周髀算经》乃是算经的十书之一。约成书于公元前1世纪,原名《周髀》,它是我国最古老的天文学著作,主要阐明当时的盖天说和四分历法。唐初规定它为国子监明算科的教材之一,故改名《周髀算经》。《周髀算经》在数学上的主要成就是介绍了勾股定理及其在测量上的应用。原书没有对勾股定理进行证明,其证明是三国时东吴人赵爽在《周髀注》一书的《勾股圆方图注》中给出的。
  
  中国流传至今的一部最早的数学著作,同时也是一部天文学著作。中国古代,按所提出的宇宙模式的不同,天文学共有3家学说,“盖天说”是其中之一,而《周髀算经》是“盖天说”的代表。这派学说主张:天像盖笠,地法覆盆(天空如斗笠,大地像翻扣的盆)。
  据考证,现传本《周髀算经》大约成书于西汉时期(公元前1世纪)。南宋时的传刻本(嘉定六年,1213)是目前传世的最早刻本,收藏于上海图书馆。历代许多数学家都曾为此书作注,其中最著名的是唐李淳风等人所作的注。《周髀算经》还曾传入朝鲜和日本,在那里也有不少翻刻注释本行世。
  从所包含的数学内容来看,书中主要讲述了学习数学的方法、用勾股定理来计算高深远近和比较复杂的分数计算等。
  
  书中有矩(一种量直角、画矩形的工具)的用途,勾股定理及其在测量上的应用,相似直角三角形对应边成比例定理等数学内容.
  
  在《周髀算经》中还有开平方的问题,等差级数的问题,使用了相当繁复的分数算法和开平方法,以及应用于古代的“四分历”计算的相当复杂的分数运算.还有相当繁杂的数字计算和勾股定理的应用。
  
  该书的第一章叙述了周公、商高问答时提到的勾股定理测量的方法,还举出了一个“勾三股四弦五”的特例。
  唐武德八年(625)五月,王孝通撰《缉古算经》在长安成书,这是中国现存最早解三次方程的著作。
  
  唐代立于学官的十部算经中,王孝通《缉古算经》是唯一的一部由唐代学者撰写的。王孝通主要活动于六世纪末和七世纪初。他出身于平民,少年时期便开始潜心钻研数学,隋朝时以历算入仕,入唐后被留用,唐朝初年做过算学博士(亦称算历博士),后升任通直郎、太史丞。毕生从事数学和天文工作。唐武德六年(623),因行用的傅仁均《戊寅元历》推算日月食与实际天象不合,与吏部郎中祖孝孙受命研究傅仁均历存在的问题,武德九年(626)又与大理卿崔善为奉诏校勘傅仁均历,驳正术错三十余处,并付太史施行。王孝通所著《缉古算术》,被用作国子监算学馆数学教材,奉为数学经典,故后人称为《缉古算经》。全书一卷(新、旧《唐书》称四卷,但由于一卷的题数与王孝通自述相符,因此可能在卷次分法上有所不同)共二十题。第一题为推求月球赤纬度数,属于天文历法方面的计算问题,第二题至十四题是修造观象台、修筑堤坝、开挖沟渠,以及建造仓廪和地窖等土木工程和水利工程的施工计算问题,第十五至二十题是勾股问题。这些问题反映了当时开凿运河、修筑长城和大规模城市建设等土木和水利工程施工计算的实际需要。
  王孝通在《上缉古算经表》中说:"伏寻《九章》商功篇有平地役功受袤之术。至于上宽下狭,前高后卑,正经之内阙而不论。致使今代之人不达深理,就平正之间同欹邪之用。斯乃圆孔方枘,如何可安。臣昼思夜想,临书浩叹,恐一旦瞑目,将来莫睹。遂于平地之余,续狭邪之法,凡二十术,名曰《缉古》这段话清楚地说明了他写作本书的目的和研究成果。《缉古算经》涉及到立体体积计算、勾股计算、建立和求解三次方程x3+ax2+bx=A(a、b和A,非负),建立和求解双二次方程x4+ax2=A(a、A,为正,这是一种特殊形式的四次方程)等数学内容。这类问题与解法大多相当复杂,就当时数学水平而言是相当困难的,因此,在国子监算学馆要学习三年,学习年限仅次于祖氏父子的《缀术》。例如该书第三题,假如从甲、乙、丙、丁四县征派民工修筑河堤,这段河堤的横截面是等腰梯形,已知两端上下底之差,两端高度差,一端上底与高度差,一端高度与堤长之差,且已知各县出工人数,每人每日平均取土量、隔山渡水取土距离、负重运输效率和筑堤土方量,以及完工时间等,求每人每日可完成的土方量,整段河堤的土方量(即河堤体积)和这段河堤的长度、两端高度、两端上下底宽度,以及各县完成的堤段长度等。前两个问题是比较简单的算术问题,后两个问题则要经过较复杂的推导和几何变换归结为建立和求解形如x3+ax2+bx=A的三次方程。在《缉古算经》第十五题至二十题等属于勾股算术的问题中,王孝通还创造性地把勾股问题引向三次方程,并与代数方法结合起来,扩大了勾股算术的范围,发展了勾股问题的解题方法。在中国数学史上,《缉古算经》是我国现存最早介绍开带从立方法的算书,它集中体现了中国数学家早在公元七世纪在建立和求解三次方程等方面所取得的重要成就。在西方,虽然很早就已知道三次方程,但最初解三次方程是利用圆锥曲线的图解法,一直到十三世纪意大利数学家菲波那契才有了三次方程的数值解法,这比王孝通晚了六百多年。王孝通对自己的研究成果十分得意。他在《上缉古算经表》中批评时人称之精妙的《缀术》曾不觉方邑进行之术全错不通,刍甍方亭之问于理未尽",由于《缀术》已经失传,王孝通的说法是否正确,已无从查考,但想来恐有失偏颇。他还宣称,"请访能算之人考论得失,如有排其一字,臣欲谢以千金",这又未免有些过于自信。以后,宋元数学家创立了天元术、四元术和高次方程数值解法等,取得了更加辉煌的成就。
算学启蒙总括
朱世杰 Zhu Shijie阅读
算学启蒙总括
  《算学启蒙》全书共3卷、分为20门,收入了259个数学问题.全书由浅入深,从整数的四则运算直至开高次方、天元术等,包括了当时已有的数学各方面内容,形成了一个较完备的体系,可用作教材,它确实是一部较好的启蒙数学书.
  
  在全书之首,朱世杰首先给出了18条常用的数学歌诀和各种常用的数学常数.其中包括:乘法九九歌诀、除法九归歌诀(与后来的珠算归除口诀完全相同)、斤两化零歌诀(“一退六二五”之类)、筹算记数法则、大小数名称、度量衡换算、面积单位、正负数的四则运算法则、开方法等等.值得指出的是,朱世杰在这里,也是在中国数学史上首次记述了正负数的乘除运算法则.朱世杰把上述这些歌诀和数学常数等,作为“总括”而列在全书之首,这种写作的方式,在中国古算书中并不多见.
  
  《算学启蒙》正文分上、中、下三卷.
  
  卷上:共分为8门,收有数学问题113个,其内容为:乘数为一位数的乘法、乘数首位数为一的乘法、多位数乘法、首位除数为一的除法、多位除数的除法、各种比例问题(包括计算利息、税收等等).
  
  其中“库司解税门”第7问题记有“今有税务法则三十贯纳税一贯”,同门第10、11两问中均载有“两务税”等,都是当时实际施行的税制.朱世杰在书中的自注中也常写有“而今有之”、“而今市舶司有之”等等,可见书中的各种数据大都来自当时的社会实际.因此,书中提到的物价(包括地价)、水稻单位面积产量等,对了解元代社会的经济情况也是有用的.
  
  卷中:共7门,71问.内容有各种田亩面积、仓窖容积、工程土方、复杂的比例计算等等.
  
  卷下:共5门,75问.内容包括各种分数计算、垛和问题、盈不足算法、一次方程解法、天元术等等.
  
  这样,《算学启蒙》全书从简单的四则运算入手,一直讲述到当时数学的重要成就——天元术(高次方程的数值解法),为阅读《四元玉鉴》作了必要的准备,给出了各种预备知识.清代罗士琳说《算学启蒙》“似浅实深”,又说《算学启蒙》、《四元玉鉴》二书“相为表里”,这些话都是不错的.
  
  《算学启蒙》出版后不久即流传至朝鲜和日本.在朝鲜的李朝时期,《算学启蒙》和《详明算法》、《杨辉算法》一道被作为李朝选仕(算官)的基本书籍.在日本收藏有一部首尾残缺、未注明年代的《算学启蒙》,与此书一起,同时也藏有一部宣德八年(即李朝世宗十五年,1433)朝鲜庆州府刻版的《杨辉算法》.从版刻形式等方面来辨识,两部书是相同的,从而有人推断这部《算学启蒙》也是1433年朝鲜庆州府刻本.这可能要算是当今世界上最早的传世刻本.在《李朝实录》中也记有世宗本人曾向当时的副提学郑麟趾学习《算学启蒙》的史料.
  
  《算学启蒙》传入日本的时间也已不可考,是久田玄哲在京都的一个寺院中发现了这部书,之后他的学生土师道云进行了翻刻(日本万治元年,1658,京都).宽文12年(1672)又在江户(今东京)出版了星野实宣注解的《新编算学启蒙注解》3卷,元禄三年(1690)还出版了著名的和算家建部贤弘注释的《算学启蒙谚解大成》7卷.《算学启蒙》对日本和算的发展有较大的影响.
  
  《算学启蒙》一书在朝鲜和日本虽屡有翻刻,但明末以来,在中国国内却失传了.清末道光年间罗士琳重新翻刻《四元玉鉴》时,《算学启蒙》尚无着落.后来罗士琳“闻朝鲜以是书为算科取士”,请人在北京找到顺治十七年(1660)朝鲜全州府尹金始振所刻的翻刻本,1839年在扬州重新刊印出版.这个本子,后来成为中国现存各种版本的母本.清代对《算学启蒙》进行注释的有王鉴所著《算学启蒙述义》(1884)和徐凤诰所著《算学启蒙通释》(1887).
中国古代的天文与人文
冯时 Feng Shi阅读
  当黄昏送走天边的最后一抹云霞,一个斑斓的银河世界便悄然降临了。徜徉在浩瀚的星空里,好奇的琢磨着静谧的宇宙,似身背猎枪的猎户老人,似摆动巨尾的天蝎,多姿多彩的星空勾起人们无限的遐思,但人们或许并不知道,我们的祖先对星汉世界的了解其实一点儿也不在我们之下,从远古时代开始,他们就创造出了一个又一个人类科学史上的奇迹。中国古代天文学对中国传统文化有着深刻影响,走进尘封六、七千年的岁月,仍有许多难解之迷等待我们去开启我们探索古代的文明对于科学史的研究有很重要的意义,长期以来呢,中国的天文学一直都被认为是巴比伦天文学东传和影响的结果,因为我们对于公元前一千年以前的中国天文学的情况几乎一无所知,那么现在天文考古学的发展,已经大大改变了我们的一些认识,中国的天文学在公元前四千五百年的时候,实际已经达到了相当高的成就,而且形成了相当完备的体系,因此可以说,它的起源的时间,还可以向前追溯得很远,因为这个过程必然经历了一个相当漫长的一个发展时间,而巴比伦的天文学我们现在虽然可以追溯到公元前三千年,或者是更远一些,但是我们目前所看到的实物资料,比它的起源的时间要晚得多,这意味着我们必须重新地去看待中国天文学史在世界科学史中的进程,重新评估中国的古代文明在人类文明史中的地位。我们探讨古代天文学对于古代文明起源的研究具有一定的意义,中国的古老文明实际上是天文学发端最早的古老文明之一。因此我们可以认为,天文学的起源和文明的起源大致是处在同一个时期,所以天文考古学的研究,实际上为我们提供了从天文学的角度去探讨古代文明起源的一个新的途径。古代的人类、先民们已经对天象有了非常精深的了解,对于宇宙有了丰富的知识,并且由此呢产生出了朴素的数术思想,原始宗教的思想,乃至哲学思想,这都表明当时的人们已经具有了极高的智慧和文明,所以说呢,如果我们懂得了古代人类的宇宙观,实际上我们就在一定程度上把握了文明诞生,和发展的脉络,因此呢,这个天文考古学的研究,为古代文明的探索,带来了很多新的见识。我们说人类的历史其实并没有成为历史,我们常常有这样的感觉,古代的气息,会沿着岁月的长河飘落到我们身边。我们的很多想法,我们的所思所想,有很多早已被我们的先人想过,甚至感觉过,而且比我们感觉得可能更细腻,更周到,虽然我们今天享受了很多新的文化,掌握了很多新的技术,但这并不意味着我们有资格自诩比古人高明。因为历史是传承的,我们今天熟悉的一切,又何尝不是数千年文化的积淀呢?所以我们只有清晰地了解了我们的过去,了解了我们的历史,才能正确地看待我们的今天,认识我们的今天,也才能够更客观地预见我们的未来,我们不应该忘记这样一句名言,了解过去的五千年,是为了掌握今后的一百年,这大概就是我们探索古代文明的真正价值。
星座预测实用工具书:星座第一书
静电鱼 Jing Dianyu阅读
  本书详尽地介绍和阐释了中外古代的占星术起源及演变,和当代星座预测的基本理论及方法详赡博富,深入浅出,并辅以大量星座预测实例,可称是一部星座预测入门书,也是一部星座预测的实用工具书。
  天体运行论
  作者:哥白尼
  第1章
  第2章
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