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利玛窦:中西数学文化交流的使者
1.3.1 一、早期源流,文明古国写春秋

一、早期源流,文明古国写春秋

当人们说起辉煌的中华文明时,联想到的多数是政治、经济、历史、艺术、文学、天文和地理等方面的成就。比如,甲骨文、钟鼎文等汉字的形成过程,早期农作物的种植、牲畜的养殖等,而很少有人会去关心中国古代数学的生存状况和实际应用价值。虽然我们一直在不知不觉中使用着数学,比如丈量土地、观测天象等等,也知道学习数学的重要性,但是大多数人却并不清楚数学也是一种文化现象,也是人类文明的重要组成部分。

数学从古至今一直是形成文化的主要力量和重要因素,数学文化的发展足迹是伴随着人类历史文化走过来的。而中国古代数学及其思想体系是一个“自生系统”(sui generis)(1),由于与制定历法密切相关,因而对其研究起步较早,且多侧重于实际算法,其水平在当时亦居世界前列。

据记载,几百万年以前,中华大地上就有原始的人类生活。在传说中的女娲和伏羲时代以及大禹治水(约前2000年)的年代,我们的祖先就发明了最早的几何工具——“规”和“矩”。

“规”就是圆规,用来画圆;“矩”就是有刻度的直角尺,短尺叫勾、长尺叫股,用来测量物品的长度。“规”和“矩”的使用是我国古代数学应用的一大特长,只用它们便基本上将有关圆、线、角的问题都解决了。其中“矩”不仅能用于测量,有时还能代替“规”,堪称万能工具。现在的“规”和“矩”已经合成为一种文化专用名词,“规矩”一词也转义为“一定的法则或习惯”或形容“行为端正、合乎标准或常理”。

女娲和伏羲手执“规”和“矩”造像

有关“规”和“矩”的使用案例,在我国古代的历史典籍中多有论述。《史记》中记载大禹治水“左准绳、右规矩”,即大禹治理洪水时,必定望山川之形,用“规”和“矩”测量地势的高低;《孟子》中也记述有“离娄之明,公输子(鲁班)之巧,不以规矩,不能成方员”。可见此时“规”和“矩”已经被广泛使用了(2)

公元前12世纪(商朝末年),我国出现了一本古老的著作《易经》(传周文王著)。这部讨论八卦的奇书,包含了二进制、排列组合的思想。其中的“在天成象,在地成形,变化见矣”一句,还有运动的观点,蕴含着辩证法的萌芽。在公元前7世纪,我国就出现了算筹并且有了算筹记数法,其四则运算的速度领先于罗马记数法。至春秋战国时期,还创立了用于筹算乘法的九九口诀表,“运筹如飞”也证明了算筹记数法的优越性。

管仲像

公元前4世纪(战国时期),春秋时期著名的政治家、军事家管仲(约前705—前645年)著《管子》一书。书中包含了众多的中国古代的数学思想和数学知识,比如乘法口诀、分数和比例、指数的思想等。

在这一时期,我国还出现了另一部著作《墨经》,这部书由战国著名思想家、政治家墨子(前468—前376年)所作,可与同时期的欧几里得的《几何原本》相媲美。虽然《墨经》中的几何学不如《几何原本》的内容丰富、完善,但有些理论的定义、立论还是比较确切和精辟的。

庄子像 墨子像

稍晚一些出现的著作《庄子》(作者庄子,约前369—前286年)更是包含了众多的数学思想,其中最著名的当属“极限”的论断:“一尺之捶,日取其半,万世不竭。”这与阿基米德的“穷竭法”思想有异曲同工之处。

以上3部春秋战国时期的伟大的科学著作,已经注意到数学的社会功能,并在实践中加以应用。这些内容涉及天文、地理、军事、政治、经济、艺术等领域,都或多或少地反映了先秦时期我国数学的发展水平。