世界上第一位科学家究竟是谁,真的是亚里士多德吗,为何

销魂淑女2023-04-23  10

世界上第一个成为科学家的人是泰勒斯

泰勒斯(约公元前624年-公元前546年),古希腊时期的思想家、科学家、哲学家,希腊最早的哲学学派——米利都学派(也称爱奥尼亚学派)的创始人。西方思想史上第一个有记载有名字留下来的思想家,与梭伦、克莱俄布卢、柏拉图、亚里士多德、毕达哥拉斯和欧几里德并称希腊七贤。泰勒斯的学生有阿那克西曼德和阿那克西米尼等。

泰勒斯还是公认的西方哲学史上第一位哲学家,因为他第一次提出了“实际的本原是什么”这一哲学命题。他还给出了自己的答案:水是世界的本原。他非常崇尚水,甚至认为大陆是漂浮于水之上的。他还认为磁石能吸引铁是因为磁石内部有灵魂,并由此推断万物内部皆有神。虽然这些观点有些粗糙,但是对以后的哲学思想启发意义重大。

当然不是亚里士多德了,虽然亚里士多德是世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一,是柏拉图的学生,如果算科学家的话,那也应该是柏拉图啊

“科学家“”的定义

”科学家”这个词第一次出现在英语中是在1834年。由剑桥大学的 历史 学家、哲学家威廉姆·胡威立(William Whewell)创造的:如果一个人通过观察和实验等方法研究物质世界和大自然的结构,那么这个人就可以被称为“科学家”。

尽管“科学家”这个术语在1834年之前不存在,符合这个标准的人是比发明这个词的时间更早的,因此翻看古籍进而确定第一位科学家。

寻找“科学家”

事实上,我们无法确切得知科学家的由来,但是这一点在现代科学家身上却很容易分辨。根据作家布里安·克拉格的描述,一个现代的科学家必须认识到实验的重要性,依靠数学作为基础工具,对信息处理毫无个人偏见,并懂得适时沟通。换言之,他们必须不受宗教思想以及个人意愿的禁锢,能客观的反应和思考问题。在此描述下,17世纪的很多科学工作者例如克里斯蒂安·惠更斯,罗伯特·胡克,艾萨克·牛顿,均满足以上条件。但是为了找到第一个符合那些品质的第一位科学家,我们应该把时间推前,到达十六世纪中叶的文艺复兴时期。

找到的科学家

吉尔伯特于1544年出生于英国一个显赫的家庭,1558年进入剑桥大学学习。后来,他在伦敦定居并开始了卓越的医生生涯,并且曾经他是伊丽莎白一世和詹姆斯一世的御医。

他因发现了地球的磁现象而成为第一个科学家。他的主要工作均记载于他的著作《论磁》中,这是在英国出版的第一本重要的物理学著作。在这本书的前言中,他推崇“可靠的实验和已证明的论断”,反对“哲学家式的臆断和主张”。他认为在在做实验的过程中应该“仔细小心,熟练谨慎,不能粗心大意。”

科学家应该是说到做到的人。吉尔伯特详细叙述了他的实验内容,因此别人可以重复他的实验并验证他得到的结果,他的研究得到了很多磁学中的重要结论。吉尔伯特也将自己的好奇心推向了对天空的观察。

吉尔伯的科学思维方式特直接影响了伽利略,因此伽利略读了吉尔伯特的《论磁》,并且重复了书中的很多实验。

可以想象一个场景,伟大的物理学家伽利略正在津津有味的读着《论磁》,不时为吉尔伯特的实验和观察方法点头称赞,思考着如何在自己的研究中采用这些方法。伽利略有没有沿用吉尔伯特的实验方法呢,的如果有的话,那么这个支持者就足以证明,威廉·吉尔伯特是第一个现代科学家,这点是毋庸置疑的。

现代科学寻找科学“起源”

1、相传巴比伦人是世界上最早发现“勾股定理”的(约公元前1700年),但具体是谁发现的,就无据可查了。

2、相传,中国商代数学家商高发现“勾股定理”(约公元前1100年),故又称《商高定理》。

3、毕达哥拉斯(约公元前572年-前497年),古希腊数学家、哲学家用推演法证明了《勾股定理》(西方称“毕达哥拉斯定理”、“毕氏定理”)。

4、苏格拉底(约公元前469年—前399年),古希腊思想家、科学哲学家、教育家。

5、柏拉图(约公元前427年-前347年)古希腊伟大的哲学家,也是全部西方哲学乃至整个西方文化最伟大的哲学家和思想家之一,他和老师苏格拉底,学生亚里士多德并称为古希腊三大哲学家。

6、亚里士多德(约公元前384年—前322年),世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一,是柏拉图的学生马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物,恩格斯称他是古代的黑格尔7、欧几里得(约公元前330年—前275年),古希腊数学家,被称为“几何之父”,是几何学的奠基人8、阿基米德(约公元前287年—前212年),伟大的古希腊哲学家、数学家、物理学 家,静力学和流体静力学的奠基人

因此大家在寻找真理,也在寻找科学的起源,科学原来是没有起源的,从细胞开始都在尝试和物种的杂交和各个物种的适配,才有人类的起源。我爱科学,因此我不是科学家,我只是科学的搬运工,为大家讲解最简单的科学知识!

应该是叫做泰勒斯的人。泰勒斯,约公元前624年-公元前546年,比苏格拉底都早。是古希腊时期的思想家、科学家、哲学家,出生于爱奥尼亚的米利都城,创建了古希腊最早的哲学学派,是希腊最早的哲学学派——米利都学派(也称爱奥尼亚学派)的创始人。古希腊七贤之一,西方思想史上第一个有记载有名字留下来的思想家,被称为“科学和哲学之祖”。泰勒斯是古希腊及西方第一个自然科学家和哲学家。

他是第一个提出“世界的本原是什么?”并开启了哲学史的“本体论转向”的哲学家,被后人称为“希腊七贤之一”和“哲学和科学的始祖”,是学界公认的“哲学史第一人”。泰勒斯的思想影响了赫拉克利特等哲学家。

泰勒斯首创理性主义精神、唯物主义传统和普遍性原则。泰勒斯影响了其他希腊思想家,因而对西方 历史 产生深远的影响。传说毕达哥拉斯早年也拜访过泰勒斯,并听从了他的劝告,前往埃及进一步他的哲学和数学的研究。

在科学方面,泰勒斯曾利用日影来测量金字塔的高度,并准确地预测了公元前585年发生的日蚀。数学上的泰勒斯定理以他命名。他对天文学亦有研究,确认了小熊座,被指出其有助于航海事业。同时,他是首个将一年的长度修定为365日的希腊人。他亦曾估量太阳及月球的大小。

古希腊最早的数学家可能要算被西方称作是“科学之父”的泰勒斯了。据说他提出并证明了下列几何学基本命题:

1、圆被它的任一直径所平分;

2、半圆的圆周角是直角;

3、等腰三角形两底角相等;

4、相似三角形的各对应边成比例;

5、若两三角形两角和一边对应相等,则两三角形全等。

泰勒斯无论在天文学,数学,哲学等方面都有着巨大的建树。他所提出的理论,定理一直沿用至今。对后世的科学的发展奠定了基础,被后人誉为人类 历史 上最早的科学家,他无愧于“科学之祖”的称号。后世的人若想研究苏格拉底以前的哲学家,泰勒斯是无法避开的人。

科学之祖 泰勒斯

英语:Thales

希腊语:Θλη

约公元前624-公元前547或546年

古希腊哲学家,米利都学派的创始人,希腊七贤之一,西方思想史上第一个有名字留下来的哲学家。“科学之祖”泰勒斯是古希腊第一个自然科学家和哲学家,希腊最早的哲学学派——爱奥尼亚学派的创始人。

PS:阿基米德~公元前287年 泰勒斯~约公元前624-公元前547或546年;

因为哲学是科学的开端,科学是对哲学的繁荣发展。

所以说:亚里士多德不是世界上第一位科学家,世界上第一位哲学科学家是原始共和时代中华民族的治水专家——夏禹!因为夏禹在治水和知人的实践经验基础上宏观创始的全称肯定复合命题——“知人则哲,能官人。”揭示并构成了哲学诞生的定义:“哲”即哲学是“以人为主体的‘知人与能管人’同一的中介名词……!”这是哲学存在的基本原理,也是哲学 社会 科学存在的基础理论知识!

从 历史 记载上看,最早的科学家是神农氏,他教人们如何农耕。要是神农氏不算,那么,就是墨子了。

《几何原本》P32页,书摘如下:

“伊奥尼亚学派和毕达哥拉斯学派有显著的不同。前者研习数学并不单纯为了哲学的兴趣,同时也为了实用。而后者却不注重实际应用,将数学和宗教联系起来,想通过数学去探索永恒的真理。”

我读到此段文字:伊奥尼亚学派和毕达哥拉斯学派之间到底有何联系呢?

以下笔记心得:

泰勒斯——毕达哥拉斯——欧几里德,他们三者是师承关系。

1开创者:伊奥尼亚学派  泰勒斯

徒弟:毕达哥拉斯、阿那克西曼德和阿那克西米尼。

作为创始人,泰勒斯对数学有划时代的贡献。他开始了命题的证明。他是第一个几何学家,确立并证明了第一批几何定理。如直角都相等、对顶角相等,等腰三角形的底角相等,直径等分圆周、圆周角定理,以及泰勒斯定理;

泰勒斯利用这个定理求到不可达物体的距离,例如从岸上一点到海中一只船的距离。他还利用金字塔的影长测量金字塔的高度。传说他还预测了公元前585年5月28日的日食,并以此制止了一场战争。

2分歧者:毕达哥拉斯学派—毕达哥拉斯

徒弟:希帕索斯、巴门尼德、柏拉图、还有欧几里德

毕达哥拉斯学派提出:万物皆数,即数是宇宙万物的本原。

在毕达哥拉斯派看来,数为宇宙提供了一个概念模型,数量和形状决定一切自然物体的形式,数不但有量的多寡,而且也具有几何形状。在这个意义上,他们把数理解为自然物体的形式和形象,是一切事物的总根源。

3综合者:欧几里德

他的师承混杂,其中包括有:泰勒斯、毕达哥拉斯、古埃及学者甚至一部分柏拉图的思想。

作为综合者,欧几里德的《几何原本》它开创了古典数论的研究,在一系列公理、定义、公设的基础上,创立了欧几里得几何学体系,成为用公理化方法建立起来的数学演绎体系的最早典范。

公元前300年,在亚历山大城的伟大图书馆,欧几里德写出了《几何原本》是一部集前人思想和他个人创造性于一体的不朽之作。这部书已经基本囊括了几何学从公元前7世纪到古希腊,一直到公元前4世纪——欧几里得生活时期——前后总共400多年的数学发展历史。

它不仅保存了许多古希腊早期的几何学理论,而且通过欧几里得开创性的系统整理和完整阐述,使这些远古的数学思想发扬光大。

《几何原本》阐述的“欧氏几何”数学统治了西方1500年历史,从公元前3世纪直到公元18世纪元罗巴切夫斯基证明了非欧几何

泰勒斯提出的三角形内角和定理,古希腊数学家欧几里德给予了证明。

泰勒斯,古希腊时期的思想家、数学家、科学家、哲学家,希腊最早的哲学学派,米利都学派的创始人。是史上第一位数学家。希腊七贤之一,西方思想史上第一个有记载有名字留下来的思想家,被称为科学和哲学之祖。泰勒斯是古希腊及西方第一个自然科学家和哲学家。泰勒斯的学生有阿那克西曼德、阿那克西美尼等。

欧几里得,古希腊数学家。他活跃于托勒密一世时期的亚历山大里亚,被称为几何之父,他最著名的著作《几何原本》是欧洲数学的基础,提出五大公式,欧几里得几何,被广泛的认为是历史上最成功的教科书。欧几里得也写了一些关于透视、圆锥曲线、球面几何学及数论的作品。

引言:数千年的中国数学发展史,很多著名的数学家给我们留下了宝贵的数学财富,同时也使中国古代数学在世界数学史上占据不可忽视的地位。

商 高

商高是公元前十一世纪的中国人。当时中国的朝代是西周,是奴隶社会时期。

在中国古代大约是战国时期西汉的数学著作《周髀算经》中记录着商高同周公的一段对话。商高说:“…故折矩,勾广三,股修四,经隅五。”

商高那段话的意思就是说:当直角三角形的两条直角边分别为3(短边)和4(长边)时,径隅(就是弦)则为5。以后人们就简单地把这个事实说成“勾三股四弦五”。

由于勾股定理的内容最早见于商高的话中,所以人们就把这个定理叫作“商高定理”。

关于勾股定理的发现,《周髀算经》上说:“故禹之所以治天下者,此数之所由生也。”“此数”指的是“勾三股四弦五”,这句话的意思就是说:勾三股四弦五这种关系是在大禹治水时发现的。

刘 徽

刘徽(生于公元250年左右),他的生活年代主要是在三国时期。其出生地大约为今山东淄博市淄川人。刘徽是中国数学史上一个非常伟大的数学家,在世界数学史上,也占有杰出的地位.他的杰作《九章算术注》和《海岛算经》,是我国最宝贵的数学遗产.

九章算术》约成书于东汉之初,共有246个问题的解法.在许多方面:如解联立方程,分数四则运算,正负数运算,几何图形的体积面积计算等,都属于世界先进之列,但因解法比较原始,缺乏必要的证明,而刘徽则对此均作了补充证明.在这些证明中,显示了他在多方面的创造性的贡献.他是世界上最早提出十进小数概念的人,并用十进小数来表示无理数的立方根.在代数方面,他正确地提出了正负数的概念及其加减运算的法则;改进了线性方程组的解法.在几何方面,提出了“割圆术”,即将圆周用内接或外切正多边形穷竭的一种求圆面积和圆周长的方法.他利用割圆术科学地求出了圆周率π=314的结果.刘徽在割圆术中提出的“割之弥细,所失弥少,割之又割以至于不可割,则与圆合体而无所失矣”,这可视为中国古代极限观念的佳作.

  《海岛算经》一书中, 刘徽精心选编了九个测量问题,这些题目的创造性、复杂性和富有代表性,都在当时为西方所瞩目.

刘徽思想敏捷,方法灵活,既提倡推理又主张直观.他是我国最早明确主张用逻辑推理的方式来论证数学命题的人.

刘徽的一生是为数学刻苦探求的一生.他虽然地位低下,但人格高尚.他不是沽名钓誉的庸人,而是学而不厌的伟人,他给我们中华民族留下了宝贵的财富.

张邱建

张邱建,北魏数学家,贝州清河人。他从小聪明好学,酷爱算术。一生从事数学研究,造诣很深。“百鸡问题”是中古时期,关于不定方程整数的典型问题,邱建对此有精湛和独到的见解。著有《张邱建算经》3卷。后世学者北周甄鸾、唐李淳风相继为该书作了注释。刘孝孙为算经撰了细草。算经的体例为问答式,条理精密,文词古雅,是中国古代数学史上的杰作,也是世界数学资料库中的一份遗产。

贾 宪

贾宪,中国古代北宋时期杰出的数学家。曾撰写的《黄帝九章算法细草》(九卷)和《算法斆古集》(二卷)(斆xiào,意:数导)均已失传。

他的主要贡献是创造了“贾宪三角”和增乘开方法,增乘开方法即求高次幂的正根法。目前中学数学中的混合除法,其原理和程序均与此相仿,增乘开方法比传统的方法整齐简捷、又更程序化,所以在开高次方时,尤其显出它的优越性,这个方法的提出要比欧洲数学家霍纳的结论早七百多年。

秦九韶

秦九韶(约1202--1261),字道古,四川安岳人。先后在湖北,安徽,江苏,浙江等地做官,1261年左右被贬至梅州,(今广东梅县),不久死于任所。他与李冶,杨辉,朱世杰并称宋元数学四大家。早年在杭州“访习于太史,又尝从隐君子受数学”,1247年写成著名的《数书九章》。《数书九章》全书凡18卷,81题,分为九大类。其最重要的数学成就----“大衍总数术”(一次同余组解法)与“正负开方术”(高次方程数值解法),使这部宋代算经在中世纪世界数学史上占有突出的地位。关于一次同余组解法问题,西方到18,19世纪才获得相同的定理;至于求高次方程的数值解法,英国数学家霍纳在1819年才发表与‘正负开方法’一样的霍纳法。秦九韶在多元一次方程组和几何测量方面也有创新。他是世界上最伟大数学家之一,《数书九章》标志着中国的古代数学达到了一个新的高峰。

李冶

李冶(1192----1279),原名李治,号敬斋,金代真定栾城人,曾任钧州(今河南禹县)知事,1232年钧州被蒙古军所破,遂隐居治学,被元世祖忽必烈聘为翰林学士,仅一年,便辞官回乡。1248年撰成《测圆海镜》十二卷,其主要目的是说明用天元术列方程的方法。“天元术”与现代代数中的列方程法相类似,“立天元一为某某”,相当于“设x为某某“,可以说是符号代数的尝试。李冶还有另一步数学著作《益古演段》(1259)也是讲解天元术的。最大的贡献是发现了列方程的方法中所起的作用,使地开方式与现代求解方程的方法一致。在欧洲,直到16世纪才出现类似的代数学方法。

朱世杰

朱世杰是元朝一位杰出的数学科学家。

朱世杰,字汉卿,号松庭,燕山(今北京)人氏。他长期从事数学研究和教育事业。他的主要著作有《算学启蒙》三卷和《四元玉鉴》三卷。

朱世杰在数学科学上,全面地继承了秦九韶、李冶、杨辉的数学成就,并给予创造性的发展,写出了《算学启蒙》、《四元玉鉴》等著名作品,把我国古代数学推向更高的境界,形成宋元时期中国数学的最高峰。

《算学启蒙》这部书从乘除运算起,一直讲到当时数学发展的最高成就“天元术”,全面介绍了当时数学所包含的各方面内容。它的体系完整,内容深入浅出,通俗易懂,是一部很著名的启蒙读物。这部著作后来流传到朝鲜、日本等国,出版过翻刻本和注释本,产生过一定的影响。

而《四元玉鉴》更是一部成就辉煌的数学名著。它受到近代数学史研究者的高度评价,认为是中国古代数学科学著作中最重要的、最有贡献的一部数学名著。

《四元玉鉴》成书于大德七年(1303),共三卷,24门,288问,介绍了朱世杰在多元高次方程组的解法——四元术,以及高阶等差级数的计算——垛积术、招差术等方面的研究和成果。

朱世杰和他的著作《四元玉鉴》享有巨大的国际声誉。近代日本、法国、美国、比利时以及亚、欧、美许多国家都有人向本国介绍《四元玉鉴》。在世界数学史上起到了不可估量的作用。

除了以上成就外,朱世杰还在他的著作中提出了许多值得注意的内容:

1在中国数学史上,他第一次正式提出了正负数乘法的正确法则;

2他对球体表面积的计算问题作了探讨,这是我国占代数学典籍中唯一的一次讨论。结论虽不正确,但创新精神是可贵的;

3在《算学启蒙》中,他记载了完整的“九归除法”口诀,和现在流传的珠算归除口诀几乎完全一致。

朱世杰继承和发展了前人的数学成就,为推进我国古代数学科学的发展做出了不可磨灭的贡献。朱世杰不愧是我国乃至世界数学史上负有盛名的数学家。

由于朱世杰和其他同时代数学家的共同努力,使宋元时期的数学达到了光辉的高度,在很多方面都居于世界前列。

祖冲之和其子祖暅

祖冲之(公元429~500年)祖籍是现今河北省涞源县,他是南北朝时代的一位杰出科学家。他不仅是一位数学家,同时还通晓天文历法、机械制造、音乐等领域,并且是一位天文学家。

祖冲之在数学上的杰出成就,是关于圆周率的计算.祖冲之在前人成就的基础上,经过刻苦钻研,反复演算,求出π在31415926与31415927之间.并得出了π分数形式的近似值。祖冲之计算得出的密率,

外国数学家获得同样结果,已是一千多年以后的事了.为了纪念祖冲之的杰出贡献,有些外国数学史家建议把 π 叫做"祖率".

祖冲之还与他的儿子祖暅(也是我国著名的数学家)一起,用巧妙的方法解决了球体体积的计算.他们当时采用的一条原理是:“幂势既同,则积不容异。”意即,位于两平行平面之间的两个立体,被任一平行于这两平面的平面所截,如果两个截面的面积恒相等,则这两个立体的体积相等.这一原理,在西文被称为卡瓦列利原理,但这是在祖氏以后一千多年才由卡氏发现的.为了纪念祖氏父子发现这一原理的重大贡献,大家也称这原理为"祖暅原理".

他在以下三方面对我国古代数学有着巨大的推动::

一是圆周率的计算.他算得 31415926<π<31415927且取为密率。的取值范围及密率的计算都领先国外千余年.

二是球体积的计算.祖冲之与他的儿子祖恒一起找到了球体积的计算公式.这其中所用到的“祖恒原理”,“幂势既同则积不容异”,即等高处横截面积都相等的两个几何体的体积必相等.直到一千一百年后,意大利数学家卡瓦利里(BCavalieri)才提出与之有相仿意义的公理.

三是注解《九章算术》,并著《级术》.《缀术》在唐代做为数学教育的课本,以“学官莫能究其深奥”而著称,可惜这部珍贵的典籍早已失传.

祖冲之在数学上的这些成就,使得这个时期在数学的某些方面“中国人不仅赶上了希腊人”,甚至领先他们一千年.

杨 辉

杨辉,中国南宋时期杰出的数学家和数学教育家。在13世纪中叶活动于苏杭一带,其著作甚多。

他著名的数学书共五种二十一卷。著有《详解九章算法》十二卷(1261年)、《日用算法》二卷(1262年)、《乘除通变本末》三卷(1274年)、《田亩比类乘除算法》二卷(1275年)、《续古摘奇算法》二卷(1275年)。

宋元数学四大家之一的杨辉,他是世界上第一个排出丰富的纵横图和讨论其构成规律的数学家。杨辉可以说是世界上第一个给出了如此丰富的纵横图和讨论了构成规律的数学家。杨辉除此成就之外,还有一项重大贡献,就是“杨辉三角”。

杨辉的数学研究与教育工作的重点是在计算技术方面,他对筹算乘除捷算法进行总结和发展,有的还编成了歌决,如九归口决。他在《续古摘奇算法》中介绍了各种形式的"纵横图"及有关的构造方法,同时"垛积术"是杨辉继沈括"隙积术"后,关于高阶等差级数的研究。杨辉在"纂类"中,将《九章算术》246个题目按解题方法由浅入深的顺序,重新分为乘除、分率、合率、互换、二衰分、叠积、盈不足、方程、勾股等九类。

他非常重视数学教育的普及和发展,在《算法通变本末》中,杨辉为初学者制订的"习算纲目"是中国数学教育史上的重要文献。

赵 爽

赵爽,又名婴,字君卿,东汉末至三国时代的吴国数学家。他在数学上的最大贡献是研究《周髀算经》中取得的成就。他所作的《周髀算经注》中有一篇《勾股圆方图注》全文五百余字,并附有云幅插图(已失传),这篇注文简练地总结了东汉时期勾股算术的重要成果,最早给出并证明了有关勾股弦三边及其和、差关系的二十多个命题,他的证明主要是依据几何图形面积的换算关系。

赵爽还在《勾股圆方图注》中推导出二次方程 (其中a>0,A>0)的求根公式

在《日高图注》中利用几何图形面积关系,给出了“重差术”的证明。(汉代天文学家测量太阳高、远的方法称为重差术)。

黄宗宪

黄宗宪,字玉屏,号小谷,中国清代湖南新化人。他是丁取忠的学生,亦是以丁取忠为首的白芙堂数学学术团体的重要成员。在他多部著作中以《求一术通解》(1874)最为重要,由左潜参定。在该书中,黄宗宪对秦九韶的「求一术」作了进一步的阐述,他不仅解答了一次同余式组问题,还用「求一术」解决了二元一次不定方程问题。

徐光启

徐光启(1562424—1633118),字子先,号玄扈,上海人。他在介绍西方自然科学和发展我国农业、水利、天文、数学等方面都有相当大的贡献,是我国明末杰出的科学家。

徐光启在数学方面的重要贡献是翻译了欧几里得的《几何原本》前六卷。他的译文质量很高,许多数学上的专门名词和术语,如几何、点、线、面、平行线、钝角、锐角、三角形、四边形等等,都是由他首先使用,并沿用至今。另外,他还有《测量异同》和《勾股义》等数学著作。他把中西测量方法和数学方法进行了一些比较,并运用《几何原本》中的定理把我国古代一些证明方法严格化。还创造了一些新的证明系统,为我国后来的数学研究作出了很大的贡献。

有一个古老文明,曾经创造了古代史中最为灿烂的文化,留下当时世界上最为宏伟壮观的宫殿和墓冢。可惜,它在两千多年前就被其他民族所征服,彻底丢失了自己的语言文字和文化,被漫漫黄沙所埋没,沉寂了十几个世纪。直到18世纪,人们重新发现了它的遗迹,惊叹之余,更多的是感叹和疑惑。

这就是古埃及文明。

两千余年的外族统治使古埃及彻底失去了自己的文明。巍峨遗迹今犹在,人影却无踪。语言、文字、宗教信仰、历史记录都消失了,也没人能读懂用古奥的埃及文字写成的碑文。人们在看到那些遗迹时,根本搞不清它们究竟为了什么而建。事实上,我们至今也不知道他们属于哪个人种,究竟是高加索人、黑人,还是中亚人。这些谜团经常引起人们无限的好奇。

古埃及的文字大约始创于公元前3500年,距离今天有五千多年了。这种象形文字是人类最古老的书写文字之一,多刻在古埃及人的墓穴、纪念碑、庙宇的墙壁或石头上,被后人称为“圣书体”。1799年,一名法国陆军工程师在尼罗河三角洲的港口城市罗塞塔发现一幢残碑,上面有三种文字镌刻的碑文,其中一种文字是古希腊文。这就是有名的“罗塞塔石碑”。通过古希腊文的帮助,法国学者商博良(Jean-François Champollion,公元1790—公元1832)在1822年破译了圣书体,于是这个迷失千年的古文明终于再次被发现。

古埃及人可能是由北非的土著居民和来自西亚的游牧民族闪米特人融合而形成的。大约在公元前6000年,由于气候变化的影响,北非茂密的草原开始萎缩,人们被迫放弃游牧,寻求固定的水源,改为从事农业耕作,在公元前4000年后半期聚集在尼罗河谷一带,在那里逐渐形成国家。从大约公元前32世纪美尼斯法老(Menes,生卒年不可考)统一上下埃及建立第一王朝,到公元前343年古埃及被古波斯彻底征服,一共历经了三千年、九个时期、三十一个王朝的统治。它的鼎盛时期在十八王朝(约公元前15世纪),那时的疆土从南部尼罗河谷地带的上埃及(也就是今天的苏丹、埃塞俄比亚),到北部三角洲地区的下埃及(包括今天的埃及和部分利比亚),东部边界则直达迦南平原(也就是今天的以色列和巴勒斯坦)。王国的统治者被称为法老。这个名称由两个象形字组成,前一个字的意思是屋或宫,后一个是柱,合起来就是王宫。由于臣民必须对统治者表示足够的尊重,不能直呼其名,所以用地点来代替。这跟中国古代称皇帝为陛下是一个道理。

文史花絮

古埃及人到底是什么人种?这个问题在历史学界从18世纪以来就一直争论不休。一些学者,尤其是非洲学者认为古埃及人是努比亚人(非洲黑人),他们的理由是在古希腊人的记载中经常提到埃及人肤色很深,特别是有过黑皮肤的皇后。1975年法国科学家研究了拉美西斯二世法老的头发,结论是他有浅色皮肤,鬈发,头发呈红色。

实际上,古埃及人的种族问题多半是个伪科学问题。埃及地处非洲,临近欧洲和小亚细亚,其人民显然是多种族的混合体。问古埃及人是什么人种有点像问今天美国人的人种,这是没有意义的。

古埃及文明在当时是非常先进的,可他们却不懂得近亲繁衍的危害。现代研究说明,图坦卡蒙法老(Tutankhamen,约公元前1341—公元前1323)生来兔唇,一只脚先天畸形,走路需要拄拐杖。通过对法老家族木乃伊DNA的调查发现,图坦卡蒙的母亲也是他的亲姑姑。这个我们最为熟悉,赫赫有名的法老实在是个可怜虫:除了上述毛病以外,他的体内含有大量疟疾原虫,而且可能死于腿部骨折伤口感染。他十岁登基,十九岁便死去,估计从来没有对国家做出过任何出于自己意愿的决策。所有的决定很可能都来自他的监护官阿伊(Ay,?—公元前1320)。阿伊在图坦卡蒙死后,自任为法老,还占有了死者的妻子。

古埃及拥有相当水准的天文学知识,他们根据观测太阳和天狼星的运行制定历法,是科普特历法的先行者。他们把一年定为三百六十五天,每年十二个月,一个月三十天,剩下的五天作为新年期间的节日。这种使用太阳历的做法是世界首创,其历法和我们今天所使用的阳历很接近。不过他们把一年分为三个季节,每季四个月。由于一年的真正时间大约是36525天,古埃及的日历每四年就比实际少一天。他们还没有闰年的概念,但通过对天狼星的观察,已经意识到这一点。积累一千四百六十年后,日历时间比实际时间少整整一年,于是观察的天象和日历又变得一致了。古埃及人把一千四百六十年叫作天狗周期(天狗就是天狼星)。他们还发明了日晷等计时器,把一天分为二十四小时,按照日出日落来分,白天和黑夜各十二小时。由于昼夜的长短是随着季节变化的,因此一小时的长度也随着变化,而且白天和夜晚的每小时时长也经常不一样。

古埃及人已经了解许多星座,比如天鹅座、牧夫座、仙后座、猎户座、天蝎座、白羊座以及昴星团等。他们还把黄道恒星和星座分为三十六组,在历法中加入旬星,一旬为十天,这和中国农历里面旬的概念非常类似。古埃及文化有显著的星神崇拜,有专门的祭司负责天文学观测和记录。每年夏天,天狼星在黎明前升起的时候,尼罗河就开始泛滥。所以古埃及人认为天狼星是掌管圣河尼罗河的神祇。他们建造了神殿来祭祀天狼星。还有人认为建造金字塔也是为了观测天狼星。古埃及人重视农业,赋予太阳浓重的宗教色彩,代表太阳的神祇有好几种,比如拉和阿顿。很多法老都标榜自己是他们的代表,有资格统治埃及。

尼罗河泛滥,淹没农田,但同时也使被淹没的土地成为肥沃的耕地。尼罗河还为古埃及人提供交通的便利,使人们比较容易来往于河畔的各个城市之间。古埃及文明的产生和发展同尼罗河密不可分,所以古希腊历史学家希罗多德(Herodotus,公元前484—公元前425)说:“埃及是尼罗河的赠礼。”

古埃及有一套跟古巴比伦不同的数学系统。比如,他们有一套独特的乘法计算方法。假设要计算238×13。古埃及人的做法是先把较大的数(238)分解为1和一系列2的不同整数幂()(2、4、8、16,等等)的和,然后把每一个对13做乘法。这很容易做到,因为,所以每一个的结果都是前一个结果的两倍。表三是这个方法的详细步骤。

表三的第一列数字是分解238。把所有可能的数字都列出来,使它们的和等于238,有些数字是不需要的,用横杠划掉。第二列是第一列的数乘以13后的结果,所有第一列中划掉的数字,乘以13以后的结果也划掉。最后把所有没被划掉的数字都加起来,就是计算的结果。类似的算法至今仍然在有些地方流传。

古埃及人很早就开始对土地进行测量了。他们是最先懂得用手掌和前臂来量度距离的人群之一。起初他们只是用手指来计算数目,后来渐渐创造了数字符号。仔细看看这些数字符号是很有意思的(图3)。数字1当然很平常,就像一根树枝。很多古代文明都用同样的符号。数字10的形状是人的踵骨(脚跟处的骨头),100是绳子挽成的一个圈,1000是一支莲花,10000是指尖弯曲的手指,100000是一只鸟(或者是青蛙),1000000是双手张开的象征无穷和无限的神祇赫(Heh)。显然,古埃及人采用的是10进位制,但是还没有0和从2到9的数字符号,所以数字的表达比较复杂。比如数字278需要把两个绳子圈,七根踵骨和八条树枝放在一起来表达。

图3:古埃及人的数字符号

我们对古埃及的数学的了解,主要来自古代纸草记录。其中有两种记录最为有名,一是“兰德纸草书”,大约作于公元前1700年(它还有可能是已经失传的更早时期纸草记录的复本);二是“莫斯科纸草书”,它比“兰德纸草书”好像还要早一个世纪。从内容来看,它们似乎都是数学教科书,类似于中国古代的算经。

由于农田不断地变更,古埃及人需要经常丈量土地。希罗多德告诉我们,拉美西斯二世法老(Rameses II,约公元前1303—约公元前1213)把土地划成长方形分给埃及人,然后按照面积征收地税。如果尼罗河水侵占了土地的一部分,土地拥有者可以向法老申请减少地税。于是土地丈量员就要来重新计算土地面积,开出土地流失证明。希罗多德说:“在我看来,这是几何学的来源。这门学问后来传到了希腊。”

著名希腊哲学家亚里士多德(Aristotle,公元前384—公元前322)也认为是古埃及人最早开创了几何学。不过他认为这门科学的来源不是土地勘测之类的实际问题,而是由于古埃及神庙里的祭司有很多闲工夫,吃饱了撑的没事干,就研究几何。古埃及人对于神庙建筑的方向非常关心,这大概跟观测天狼星的需要有密切关系。他们能够用绳子和标杆准确地定出墙角基石的位置,这在很多建筑的图画中都能看到。他们好像已经懂得了勾股定理,并用它来界定建筑物的直角。

在上面提到的两套纸草书里,几何问题占有很大的比重。这些问题基本都跟测量有关,很多问题涉及几何图形的面积计算,包括圆形、三角形、矩形和不规则四边形。学者们对很多三角形和多边形的计算方法存在分歧,不过基本都认为多数计算方法只是为了得到近似值,没有完整的理论。

体积计算的问题在这些文献里也很重要。比如“兰德纸草书”的第41题:圆柱形的谷仓,直径为d,高为h,谷仓的体积V是多少?纸草书给出的答案是:

根据我们熟悉的圆柱体积公式,我们可以导出古埃及人使用的近似圆周率,它和真正的圆周率之间的误差不到1%。

还有一类重要的问题是计算金字塔的比例。金字塔的底面是正方形;正方形的边长与金字塔的高度之比决定了金字塔的形状。确定这个比例需要一定的三角学知识,他们用“赛克德”(Seked或Seqed)来表示直角三角形的余切。“兰德纸草书”中的第56到60题就跟计算“赛克德”有关。有了“赛克德”,就知道了金字塔的坡度。比如,著名的吉萨大金字塔(也被称作胡夫金字塔)是在公元前2560年建成的。它的四个斜面同水平面的角度(即坡度)是50度50分40秒。吉萨的塔尖高出地面1465米,它在公元1300年之前的三千八百多年里一直是世界上最高的建筑。这座金字塔建造得极为精准:它的底面四边形四条边长的误差平均值只有58毫米;地基离水平基准的误差在±15毫米以内。金字塔正方形的地基和正北方向(不是地磁北极)基本平行,误差小于4分(1分是1度的六十分之一),正方形地基同塔尖的偏心误差仅为12秒(1秒是1分的六十分之一)。有人还发现,金字塔底面周长和高的比例是6285714……这跟2π的数值差小于005%。有些古埃及学家认为这是在设计中刻意达到的结果。不过也有人认为古埃及人并没有圆周率的概念,不会将它用在建筑物的设计上。他们认为观测到的金字塔斜率也许只是根据塔高和底面边长之比而做出的选择而已,并没有特意考虑建筑物的总尺寸和比例。

确实,并不是所有的金字塔都具有相同的斜率。比如另一座著名的弯曲金字塔,是埃及第四王朝的法老斯尼夫鲁(Sneferu,意思是“创造美好”,在位时间为约公元前2613—公元前2589)建造的。它有一个奇特的造型,是因为在它修建了将近一半的时候,由于某种原因,金字塔内部出现大范围的结构破坏,使原先的计划不可能完成。斯尼夫鲁选择把已经完成的塔底向四边扩展大约十五米,然后继续向上收窄直到完成塔顶。弯曲金字塔底层部分的斜率是55度27分,而上层部分则变成43度22分,使整座建筑呈现出弯曲的外表。弯曲金字塔在人类建筑史和埃及金字塔研究中都有非常重要的意义;在此之前的金字塔都是阶梯式的。比弯曲金字塔更早的是美杜姆金字塔。它是埃及人第一次尝试建造平滑金字塔的成果,但很可能在弯曲金字塔建造期间就坍塌了。考古研究表明,美杜姆金字塔在建造时就已经显出不稳定的迹象,因为它内部的房间有不少由大木梁支撑着。自美杜姆金字塔以后,斯尼夫鲁改用巨石垒出拥有平滑斜面的真正金字塔。弯曲金字塔是斯尼夫鲁在位期间建造的第二座金字塔,在它之后终于出现了人类历史上第一座完美的金字塔—红色金字塔。

红色金字塔是斯尼夫鲁的陵墓,所在地距弯曲金字塔北面大约一公里。它的斜率是43度,跟弯曲金字塔的上半部分相同,因此非常稳固。这个设计是将美杜姆金字塔和弯曲金字塔改进以后的结果。红色金字塔高104米,底面边长220米。而它的建造仅仅花了十年时间(也有人认为是十七年)。胡夫金字塔是最大的金字塔,高1465米,底面边长2304米,估计使用的建筑材料达590万吨。建造胡夫金字塔用了二十年,也就是说,为了建造它,古埃及人平均每天要运送和安装80吨的建筑材料。这样浩大的工程在四五千年前难道不是奇迹吗?

在另一部古代纸草记录“柏林纸草书”里,还有一类问题,对于当时的人们来说,它们非常复杂。比如这个问题,用现在的代数语言描述是这样的:

这类问题,我们今天是把第二个等式,也就是,直接代入第一个方程,求得之后再开平方。古埃及人却不这样做。他们先假定x=1,这样,。比100小倍,所以真正的x是1的8倍。

古埃及人似乎对理论不感兴趣。他们满足于实际测量,便把精力放在建造宏伟的建筑上面。

大约在公元前7世纪的某一天,一位腓尼基人来到埃及,跟随祭司们学习几何数学和哲学。这位腓尼基人出生在古希腊人的殖民地爱奥尼亚地区的城邦米利都,也就是今天的土耳其城市米雷特。这个人名叫泰勒斯(Thales,约公元前624—约公元前547)。古希腊最后一位哲学家普罗克洛斯(Proclus,公元412—公元485)对他有较为详细的介绍,说泰勒斯在埃及看到了几何学的重要性,就把这门学问带到了希腊。他是人类历史上第一位提倡理性主义精神和普遍性原则的人,被称为“哲学史上第一人”。泰勒斯是一个多神论者,认为世间充满了神灵,万物都有生命。传说毕达哥拉斯(Pythagoras,约公元前570—公元前495)早年也拜访过泰勒斯,并听从了他的劝告,前往埃及做研究。

数海拾贝

泰勒斯通过金字塔的阴影来估算金字塔的高度。上图中,A是参考木杆,B和C分别是木杆和金字塔在阳光下的阴影的长度。知道了A、B和C,就可以算出阳光与地面的夹角和金字塔的高度D。

希罗多德告诉我们,泰勒斯曾经准确地预测了公元前585年5月28日的日全食。他还能解释尼罗河泛滥的原因,靠观测来估算船只距离河岸的距离,并通过金字塔的阴影来计算它的高度。后两种计算说明他对三角学已经有相当深刻的认识。他证明了几何上的一个定理,这个定理说,如果A、B、C是圆周上的三点,而且AC是该圆的直径,那么角ABC(用∠ABC来表示)必然是直角。换句话说,直径所对的圆周角永远是直角。虽然古埃及人和古巴比伦人好像都已经知道这个结论,但没人能够证明它。这个定理现在被称为泰勒斯定理。另一个定理有时也叫作泰勒斯定理,但是为了和前一个定理分开,现在一般称为截距定理。简述如下:

如果S是两条直线的交点,另有两条平行线,它们分别和过S点的两条线相交于点A、B和C、D(图4),那么以下定理成立:

1

2。反之,如果两条相交的直线被一对任意直线所截,而且如果成立,那么那对任意直线一定相互平行。

3 如果有两条以上直线相交于点S,那么。

从这三个定理我们还知道,图4中的三角形SAC和三角形SBD相似,而且相似三角形的相应的线段之比相等。

泰勒斯的定理是所有几何定理的开端。他还试图借助观察经验和理性思维来解释世界。比如他提出一个假说,“水是万物之本原”。他是古希腊第一个提出“什么是万物本原”这个哲学问题的人。由于他的杰出贡献,泰勒斯被称为“科学之父”。

自从泰勒斯从埃及回到希腊,那里的科学,特别是数学就朝着崭新的革命性的方向突飞猛进地发展。

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笛卡儿

我们现在所用的直角坐标系,通常叫做笛卡儿直角坐标系。是从笛卡儿 (Descartes R,1596331~1650211)引进了直角坐标系以后,人们才得以用代数的方法研究几何问题,才建立并完善了解析几何学,才建立了微积分。

法国数学家拉格朗日(Lagrange JL,1736125~1813410)曾经说过:"只要代数同几何分道扬镳,它们的进展就缓慢,它们的应用就狭窄。但是,当这两门科学结合成伴侣时,它们就互相吸取新鲜的活力。从那以后,就以快速的步伐走向完善。"

我国数学家华罗庚(19101112~1985612)说过:"数与形,本是相倚依,焉能分作两边飞。数缺形时少直觉,形少数时难入微。形数结合百般好,隔裂分家万事非。切莫忘,几何代数统一体,永远联系,切莫分离!"

这些伟人的话,实际上都是对笛卡儿的贡献的评价。

笛卡儿的坐标系不同于一个一般的定理,也不同于一段一般的数学理论,它是一种思想方法和技艺,它使整个数学发生了崭新的变化,它使笛卡儿成为了当之无愧的现代数学的创始人之一。

笛卡儿是十七世纪法国杰出的哲学家,是近代生物学的奠基人,是当时第一流的物理学家,并不是专业的数学家。

笛卡儿的父亲是一位律师。当他八岁的时候,他父亲把他送入了一所教会学校,他十六岁离开该校,后进入普瓦界大学学习,二十岁毕业后去巴黎当律师。他于1617年进入军队。在军队服役的九年中,他一直利用业余时间研究数学。后来他回到巴黎,为望远镜的威力所激动,闭门钻研光学仪器的理论与构造,同时研究哲学问题。他于1682年移居荷兰,得到较为安静自由的学术环境,在那里住了二十年,完成了他的许多重要著作,如《思想的指导法则》、《世界体系》、《更好地指导推理和寻求科学真理的方法论》(包括三个著名的附录:《几何》、《折光》和《陨星》),还有《哲学原理》和《音乐概要》等。其中《几何》这一附录,是笛卡儿写过的唯一本数学书,其中清楚地反映了他关于坐标几何和代数的思想。笛卡儿于1649年被邀请去瑞典作女皇的教师。斯德哥尔摩的严冬对笛卡儿虚弱的身体产生了极坏的影响,笛卡儿于1650年2月患了肺炎,得病十天便与世长辞了。他逝世于1650年2月11日,差一个月零三周没活到54岁。

笛卡儿虽然从小就喜欢数学,但他真正自信自己有数学才能并开始认真用心研究数学却是因为一次偶然的机缘。

那是1618年11月,笛卡儿在军队服役,驻扎在荷兰的一个小小的城填布莱达。一天,他在街上散步,看见一群人聚集在一张贴布告的招贴牌附近,情绪兴奋地议论纷纷。他好奇地走到跟前。但由于他听不懂荷兰话,也看不懂布告上的荷兰字,他就用法语向旁边的人打听。有一位能听懂法语的过路人不以为然的看了看这个年青的士兵,告诉他,这里贴的是一张解数学题的有奖竞赛。要想让他给翻译一下布告上所有的内容,需要有一个条件,就是士兵要给他送来这张布告上所有问题的答案。这位荷兰人自称,他是物理学、医学和数学教师别克曼。出乎意料的是,第二天,笛卡儿真地带着全部问题的答案见他来了;尤其是使别克曼吃惊地是,这位青年的法国士兵的全部答案竟然一点儿差错都没有。于是,二人成了好朋友,笛卡儿成了别克曼家的常客。

笛卡儿在别克曼指导下开始认真研究数学,别克曼还教笛卡儿学习荷兰语。这种情况一直延续了两年多,为笛卡儿以后创立解析几何打下了良好的基础。而且,据说别克曼教笛卡儿学会的荷兰话还救过笛卡儿一命:

有一次笛卡儿和他的仆人一起乘一艘不大的商船驶往法国,船费不很贵。没想到这是一艘海盗船,船长和他的副手以为笛卡儿主仆二人是法国人,不懂荷兰语,就用荷兰语商量杀害他们俩抢掠他们钱财的事。笛卡儿听懂了船长和他副手的话,悄悄做准备,终于制服了船长,才安全回到了法国。

在法国生活了若干年之后,他为了把自己对事物的见解用书面形式陈述出来,他又离开了带有宗教偏见和世俗的专制政体的法国,回到了可爱而好客的荷兰,甚至于和海盗的冲突也抹然不了他对荷兰的美好回忆。正是在荷兰,笛卡儿完成了他的《几何》。此著作不长,但堪称几何著作中的珍宝。

笛卡儿在斯德哥尔摩逝世十六年后,他的骨灰被转送回巴黎。开始时安放在巴维尔教堂,1667年被移放到法国伟人们的墓地--神圣的巴黎的保卫者们和名人的公墓。法国许多杰出的学者都在那里找到了自己最后的归宿。

数学之父—泰勒斯(Thales)

泰勒斯生于公元前624年,是古希腊第一位闻名世界的大数学家。他原是一位很精明的商人,靠卖橄榄油积累了相当财富后,泰勒斯便专心从事科学研究和旅行。他勤奋好学,同时又不迷信古人,勇于探索,勇于创造,积极思考问题。他的家乡离埃及不太远,所以他常去埃及旅行。在那里,泰勒斯认识了古埃及人在几千年间积累的丰富数学知识。他游历埃及时,曾用一种巧妙的方法算出了金字塔的高度,使古埃及国王阿美西斯钦羡不已。

泰勒斯的方法既巧妙又简单:选一个天气晴朗的日子,在金字塔边竖立一根小木棍,然后观察木棍阴影的长度变化,等到阴影长度恰好等于木棍长度时,赶紧测量金字塔影的长度,因为在这一时刻,金字塔的高度也恰好与塔影长度相等。也有人说,泰勒斯是利用棍影与塔影长度的比等于棍高与塔高的比算出金字塔高度的。如果是这样的话,就要用到三角形对应边成比例这个数学定理。泰勒斯自夸,说是他把这种方法教给了古埃及人但事实可能正好相反,应该是埃及人早就知道了类似的方法,但他们只满足于知道怎样去计算,却没有思考为什么这样算就能得到正确的答案。

在泰勒斯以前,人们在认识大自然时,只满足于对各类事物提出怎么样的解释,而泰勒斯的伟大之处,在于他不仅能作出怎么样的解释,而且还加上了为什么的科学问号。古代东方人民积累的数学知识,主要是一些由经验中总结出来的计算公式。泰勒斯认为,这样得到的计算公式,用在某个问题里可能是正确的,用在另一个问题里就不一定正确了,只有从理论上证明它们是普遍正确的以后,才能广泛地运用它们去解决实际问题。在人类文化发展的初期,泰勒斯自觉地提出这样的观点,是难能可贵的。它赋予数学以特殊的科学意义,是数学发展史上一个巨大的飞跃。所以泰勒斯素有数学之父的尊称,原因就在这里。

泰勒斯最先证明了如下的定理:

1圆被任一直径二等分。

2等腰三角形的两底角相等。

3两条直线相交,对顶角相等。

4半圆的内接三角形,一定是直角三角形。

5如果两个三角形有一条边以及这条边上的两个角对应相等,那么这两个三角形全等。

这个定理也是塞乐斯最先发现并最先证明的,后人常称之为塞乐斯定理。相传泰勒斯证明这个定理后非常高兴,宰了一头公牛供奉神灵。后来,他还用这个定理算出了海上的船与陆地的距离。

泰勒斯对古希腊的哲学和天文学,也作出过开拓性的贡献。历史学家肯定地说,泰勒斯应当算是第一位天文学家,他经常仰卧观察天上星座,探窥宇宙奥秘,他的女仆常戏称,泰勒斯想知道遥远的天空,却忽略了眼前的美色。数学史家Herodotus层考据得知Hals战后之时白天突然变成夜晚(其实是日蚀),而在此战之前泰勒斯曾对Delians预言此事。 泰勒斯的墓碑上列有这样一段题辞:「这位天文学家之王的坟墓多少小了一点,但他在星辰领域中的光荣是颇为伟大的。」

祖冲之

祖冲之(公元429-500年)是我国南北朝时期,河北省涞源县人。他从小就阅读了许多天文、数学方面的书籍,勤奋好学,刻苦实践,终于使他成为我国古代杰出的数学家、天文学家。

祖冲之在数学上的杰出成就,是关于圆周率的计算。秦汉以前,人们以"径一周三"做为圆周率,这就是"古率"。后来发现古率误差太大,圆周率应是"圆径一而周三有余",不过究竟余多少,意见不一。直到三国时期,刘徽提出了计算圆周率的科学方法--"割圆术",用圆内接正多边形的周长来逼近圆周长。刘徽计算到圆内接96边形,求得π=314,并指出,内接正多边形的边数越多,所求得的π值越精确。祖冲之在前人成就的基础上,经过刻苦钻研,反复演算,求出π在31415926与31415927之间。并得出了π分数形式的近似值,取为约率 ,取为密率,其中取六位小数是3141929,它是分子分母在1000以内最接近π值的分数。祖冲之究竟用什么方法得出这一结果,现在无从考查。若设想他按刘徽的"割圆术"方法去求的话,就要计算到圆内接16,384边形,这需要化费多少时间和付出多么巨大的劳动啊!由此可见他在治学上的顽强毅力和聪敏才智是令人钦佩的。祖冲之计算得出的密率,外国数学家获得同样结果,已是一千多年以后的事了。为了纪念祖冲之的杰出贡献,有些外国数学史家建议把π=叫做"祖率"。

祖冲之博览当时的名家经典,坚持实事求是,他从亲自测量计算的大量资料中对比分析,发现过去历法的严重误差,并勇于改进,在他三十三岁时编制成功了《大明历》,开辟了历法史的新纪元。

祖冲之还与他的儿子祖暅(也是我国著名的数学家)一起,用巧妙的方法解决了球体体积的计算。他们当时采用的一条原理是:"幂势既同,则积不容异。"意即,位于两平行平面之间的两个立体,被任一平行于这两平面的平面所截,如果两个截面的面积恒相等,则这两个立体的体积相等。这一原理,在西文被称为卡瓦列利原理,但这是在祖氏以后一千多年才由卡氏发现的。为了纪念祖氏父子发现这一原理的重大贡献,大家也称这原理为"祖暅原理"。

数学家的故事——苏步青

苏步青1902年9月出生在浙江省平阳县的一个山村里。虽然家境清贫,可他父母省吃俭用,拼死拼活也要供他上学。他在读初中时,对数学并不感兴趣,觉得数学太简单,一学就懂。可量,后来的一堂数学课影响了他一生的道路。

那是苏步青上初三时,他就读浙江省六十中来了一位刚从东京留学归来的教数学课的杨老师。第一堂课杨老师没有讲数学,而是讲故事。他说:“当今世界,弱肉强食,世界列强依仗船坚炮利,都想蚕食瓜分中国。中华亡国灭种的危险迫在眉睫,振兴科学,发展实业,救亡图存,在此一举。‘天下兴亡,匹夫有责’,在座的每一位同学都有责任。”他旁征博引,讲述了数学在现代科学技术发展中的巨大作用。这堂课的最后一句话是:“为了救亡图存,必须振兴科学。数学是科学的开路先锋,为了发展科学,必须学好数学。”苏步青一生不知听过多少堂课,但这一堂课使他终身难忘。

杨老师的课深深地打动了他,给他的思想注入了新的兴奋剂。读书,不仅为了摆脱个人困境,而是要拯救中国广大的苦难民众;读书,不仅是为了个人找出路,而是为中华民族求新生。当天晚上,苏步青辗转反侧,彻夜难眠。在杨老师的影响下,苏步青的兴趣从文学转向了数学,并从此立下了“读书不忘救国,救国不忘读书”的座右铭。一迷上数学,不管是酷暑隆冬,霜晨雪夜,苏步青只知道读书、思考、解题、演算,4年中演算了上万道数学习题。现在温州一中(即当时省立十中)还珍藏着苏步青一本几何练习薄,用毛笔书写,工工整整。中学毕业时,苏步青门门功课都在90分以上。

17岁时,苏步青赴日留学,并以第一名的成绩考取东京高等工业学校,在那里他如饥似渴地学习着。为国争光的信念驱使苏步青较早地进入了数学的研究领域,在完成学业的同时,写了30多篇论文,在微分几何方面取得令人瞩目的成果,并于1931年获得理学博士学位。获得博士之前,苏步青已在日本帝国大学数学系当讲师,正当日本一个大学准备聘他去任待遇优厚的副教授时,苏步青却决定回国,回到抚育他成长的祖任教。回到浙大任教授的苏步青,生活十分艰苦。面对困境,苏步青的回答是“吃苦算得了什么,我甘心情愿,因为我选择了一条正确的道路,这是一条爱国的光明之路啊!”

这就是老一辈数学家那颗爱国的赤子之心

1女数学家阿涅西20岁就写出了高数教材,使得整个欧洲数学界为之赞叹!阿涅西出生于意大利的一个小城,家境比较殷实,她不到10岁就能自由谈论哲学逻辑,11岁就学会了5种语言,是一个不折不扣的天才。

她的爸爸特别欣喜,邀请社会名流来家里聚会,途中捧出小天才阿涅西进行一番“才艺表演”。根据一些历史资料,9岁的阿涅西就能在客人面前对于女性高等教育权利的问题展开一番长达一个小时的演讲,而15岁的时候,他的领域扩展到了数学、几何,甚至是化学、机械等等,整个博罗尼亚的权威学者,都到这个小姑娘家和她谈笑风生。

2数学家厄多斯是一个“流浪”的数学家,他的一生风尘仆仆,只为追寻数学的奥妙。

厄多斯审阅数学神童陶哲轩写的论文

他自己没有一个固定的职位,也没有一个固定的居住地点,甚至没有结婚,在父亲去世之后,他的母亲就跟着他。厄多斯特别孝顺的照顾母亲的生活,也难为母亲跟着他过着这样“处处无家处处家”的流浪生活。在晚年厄多斯的母亲曾短期居住在以色列,直到90高龄才去世,厄多斯在风尘仆仆的旅行中,只带着两三个小小的旧皮箱,放着一点衣服和私人用具,还有一个塑料袋,装了一些送给朋友或者朋友孩子的礼物。

3姜立夫先生是中国最早的一批留学海外,获得数学硕士学位的留学生之一,也是现代著书著名的数学教育家。

70年代杨振宁看望姜立夫老师

姜立夫先生教学质量特别高,根本的原因在于他有渊博的数学知识。西南联大的数学系中,学生最爱戴的“数学三老”,其中之一就是姜立夫先生。上课的时候,姜立夫先生板书整洁,作图认真,而且会有计划地使用黑板空间,甚至连使用的数学符号和粉笔的颜色都特别讲究。他边写边讲,从来就不会哑场,特别的是,他从来不会照本宣科,没有教材的时候,就在小日历本上写个讲授提纲。

4数学家钱德拉塞尔的人生可以说是特别坎坷,他的论文被导师当众撕毁,成果被学界打压,而他,蛰伏50年之后终于被诺贝尔奖认可。

他的导师爱丁顿一开始对于他的论文,和他进行过很多讨论。但是在上台时,爱丁顿却把钱德拉塞卡的推论批得一文不值,甚至当场把他的论文撕成了两半。钱德拉塞尔则全程处于懵逼状态。

后来钱德拉萨尔选择了一种与众不同的科研方式,选择的科研项目都是脱离热点,远离大众。同时他几乎每10年都会改变自己的研究方向,重新投入新的研究领域,特别是在1969年出版的《平衡椭球体》更是解决了困扰众多数学家近一个世纪的难题。

直到1983年,距离他登上前往英国的轮船53年后,这位“神童”的理论才被诺奖所认可。同时事实证明了爱丁顿的错误,也证明了钱德拉塞卡是对的。

5数学天才伽罗瓦生于法国大革命的风云年代,伽罗瓦是一位共和主义者,也因为这个,他在学校里面,终于7月王朝的校长所打压。

后来,伽罗瓦被退学甚至被捕进入监狱,在苦闷的服刑与研究的日子里,他遇到了一个令他狂热的医生的女儿。出狱不久后,他就因为这个女人经历了一场决斗,对手是一名军官。

卡罗拉也意识到了自己一个文弱书生一定会失败,所以在决斗的前夕,一夜无眠,奋笔疾书。他只想在天亮之前,把自己多年的研究心血记录下来。这种急切的心情,不但反映在手稿潦草的字迹上,甚至冲出了公式定理的桎梏,被他毫不掩饰地写在一旁的空白处:我没有时间了,我没有时间了…

(内容转载自数学经纬网)

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