探析中國古代科技文化中所蘊(yùn)藏的數(shù)學(xué)思想

馬明磊

（海南師范大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院 海南?？?571158）

探析中國古代科技文化中所蘊(yùn)藏的數(shù)學(xué)思想

馬明磊

（海南師范大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院 海南?？?571158）

在中國古代的科技和文化發(fā)展中蘊(yùn)藏著很多重要的數(shù)學(xué)思想，研究中國古代的科學(xué)技術(shù)與文化發(fā)展對于研究現(xiàn)在的數(shù)學(xué)具有重要的意義，可以更加深刻的認(rèn)識數(shù)學(xué)，進(jìn)而解讀這些科學(xué)技術(shù)中所應(yīng)用的數(shù)學(xué)思想及原理。

中國古代；科技文化；數(shù)學(xué)思想

在中國古代科學(xué)技術(shù)的歷史上，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是巨大的，但是在那時候的科學(xué)和技術(shù)，沒有象現(xiàn)在這樣對科學(xué)文化詳細(xì)劃分門課，就連起碼的科學(xué)劃分也不具備，所有的科學(xué)成就就是一種勞動成果，用來幫助人們生活，當(dāng)時的藝術(shù)文化、科學(xué)技術(shù)以及宗教性都是相互聯(lián)系、相互融合的，在古代的中國也未認(rèn)識到這些科學(xué)技術(shù)發(fā)展中所蘊(yùn)藏數(shù)學(xué)思想。

1 道家學(xué)說、圓周率以及極限思想之間的關(guān)系

在春秋戰(zhàn)國時期，老子曾在《道德經(jīng)》中說“道生一，一生二，二生三，三生萬物”。而這句經(jīng)典名言也成為現(xiàn)在的到家學(xué)說解釋道家思想的核心用語，更被看作是道家思想的精髓。恰恰這句話也是對當(dāng)時社會以及人們思想的一種反應(yīng)，同時這句話也反應(yīng)了古代人們在思想認(rèn)識上想要的一種突破，根據(jù)這種思想后人便聯(lián)想出了“無窮大”以及“無限計算”，用現(xiàn)在的數(shù)學(xué)用語就是極限的思想，道家學(xué)說的核心思想對無限性與有限性之間的辯證思想進(jìn)行了闡釋，道家學(xué)說的另一個思想代表莊子曾在“天下篇”中有“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”，這也是對極限思想的一種考慮，表現(xiàn)出一種對極限小的一種認(rèn)識，這也是對現(xiàn)代數(shù)學(xué)“無窮小量”的一個實例，道家學(xué)派的思想家在那個時候已經(jīng)在思想中反映了無限運(yùn)動的變化性以及連續(xù)性之間的聯(lián)系。就現(xiàn)代數(shù)學(xué)中圓周率來講，圓周率是圓周長與直徑之間的比值。眾所周知，圓周率是由我國古代數(shù)學(xué)家祖沖之的杰出貢獻(xiàn)，這也是道家學(xué)說無限思想的體現(xiàn)。后來更多的學(xué)者潛心研究圓周率，也取得了巨大的進(jìn)步。極限概念是現(xiàn)在微積分發(fā)展的基礎(chǔ)，在我國古代科技思想中，極限思想是萌芽與發(fā)展階段。

2 天文、地理、指南針與坐標(biāo)系

眾所周知《甘石星經(jīng)》是我國最早的一部關(guān)于天文學(xué)的著作，其起源于戰(zhàn)國時期，開始是齊國人甘德研究并著作的《天文星占》，后魏國人石申著作《天文》專著，天文學(xué)一致發(fā)展，后人將前兩部著作合二為一命名為《甘石星經(jīng)》，在著作中《石氏星表》針對120多個恒星進(jìn)行了定位，定位的人是天文學(xué)家石申，而世界上最早的星表就是《石氏星表》。研究中將很多恒星的坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)注，并在坐標(biāo)上對恒星的其他特性進(jìn)行描述。在我多古代，層多次對恒星進(jìn)行編制星表。

古代東漢的天文學(xué)家張衡經(jīng)過研究發(fā)明了著名的地震測量設(shè)備“地動儀”，此設(shè)備可以檢測千里之內(nèi)的地震方位和地震大小。據(jù)相關(guān)書籍記載地動儀曾經(jīng)精確的測量出發(fā)生在西部邊陲地區(qū)的地震。地動儀的研究借用了眾多的數(shù)學(xué)思想，尤其是坐標(biāo)系的使用?！爸改厢槨弊鳛橹袊糯乃拇蟀l(fā)明之一，也是在世界科學(xué)史上留下了光輝的印記，對于中國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有著重要的意義，增強(qiáng)了古代中國與世界各國之間的交流，尤其是在航海方面，更是有著重要的作用。

在上面的敘述中，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展無一不引用方位、坐標(biāo)與角度的知識。在現(xiàn)代數(shù)學(xué)內(nèi)容中，坐標(biāo)和坐標(biāo)系是被人們廣泛學(xué)習(xí)和應(yīng)用的。但是在古代，坐標(biāo)和坐標(biāo)系只是被當(dāng)作一種技術(shù)和使用工具，并沒有對坐標(biāo)及坐標(biāo)系的理論概念進(jìn)行提煉，主要還是受到當(dāng)時社會環(huán)境與發(fā)展的制約。

3 冶金術(shù)與比例的關(guān)系蘊(yùn)藏的數(shù)學(xué)思想

中國古代的冶金技術(shù)在世界史上也是很著名的，當(dāng)時由于青銅器時代的制約，冶煉金屬的技術(shù)并不成熟，冶煉的金屬純度太低，現(xiàn)在研究其主要原因，還是因為冶金的產(chǎn)品中各種成分之間的比例不合適，在古代中國雖然沒有提出比例的概念，卻在冶金技術(shù)中蘊(yùn)藏著，也充分證明了當(dāng)時冶金技術(shù)中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想，而這種思想成為冶金產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。俗化著無規(guī)矩不成方圓，主要是來源于古代的圓規(guī)做圓，用直尺做矩的理念，現(xiàn)在所用的規(guī)矩一詞，是現(xiàn)在各種制度的法則。

4 古代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和建筑中的數(shù)學(xué)思想

著名的都江堰是中國古代由李冰父子負(fù)責(zé)修建的水利工程，但是兩千年過去了，仍被現(xiàn)在人沿用著，由此可見當(dāng)時設(shè)計此工程以及修建此工程中的計算量是何等龐大與精妙。在修建初期，為了確保豐水期和枯水期水量的相對穩(wěn)定性，就先借助魚嘴將岷江分為外江和內(nèi)江，在豐水期，則多余的水兩自動進(jìn)行分流。然后經(jīng)過飛沙堰將沙石進(jìn)行過濾，再將多余的水溢出，這樣就確保了流經(jīng)的水量，這就是對現(xiàn)在數(shù)學(xué)“分”、“合”數(shù)學(xué)思想的體現(xiàn)，都江堰的建造計算量龐大且精確，現(xiàn)在來看這個工程仍具有獨特的魅力。

5 結(jié)束語

在中國古代，作為四大文明古國之一，確有著不同凡響的科學(xué)技術(shù)與文化思想，不論是科學(xué)技術(shù)、文化思想還是建筑無一不蘊(yùn)含數(shù)學(xué)思想，雖在當(dāng)時沒有對這些數(shù)學(xué)概念進(jìn)行闡釋，但是它對于數(shù)學(xué)的發(fā)展卻有重大的影響。

[1]董海鵬，杜亞冰.中國古代“開普勒定律（面積定律）”的萌芽[J].科教文匯（下旬刊），2010（11）.

[2]熊輝.古代中國之算術(shù)與算數(shù)淺析[J].東莞理工學(xué)院學(xué)報，2012（06）.

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