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中国古代数学家

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归档:2020年5月分类:数海泛舟
内容纲要

一、写在前面的话

数学是一门非常悠久的学科,它和其他自然科学一样,诞生于人类文明发展过程之中;数学是一门利用符号语言研究数量、结构、变化以及空间等概念的一门学科,它是自然科学的工具和语言。

我第一次接触数学史是在初中,那时候第一本启蒙书是《数学演义》(作者不是王树和),目前已经找不到这本书。我很确定书名是“数学演义”,读这本书的时候大约是在1999年左右,里面讲了大量关于四大文明古国的数学史,包含了初等数学、微积分和数论的知识,从这本书我第一次听说了希尔伯特、费马、莱布尼茨、欧拉、高斯、庞加莱、黎曼等数学家。除了这本书,我还读了大百科全书里面的数学部分,以及其他图书馆能找到的数学科普书籍,从此以后我坚定了立志长大之后成为一名数学家。

中考结束后的暑假,我阅读了《费马大定理—一个困惑了世间智者358年的谜》,怀尔斯取代华罗庚成为我的偶像。高中时期我在县城的重点高中上学,读了大量数学史和数学家方面的书籍,期间还因此涉猎相对论和理论物理学等方面的知识,我甚至自己推到了洛伦茨变换——这是狭义相对立的基础。

高考之后,我如愿进入985大学的数学专业,期间系统地学习了本科数学,我自认为数学分析、高等代数、解析几何等基础课程我学得很好,只是没有彻底打开复变函数和泛函分析的大门(前两年已经补了一些回来)。我没有错过浩瀚无边的大学图书馆,阅读了大量数学史和数学思想方面的书籍。对我影响最大的是克莱因,特别是他的那本《数学:确定性的丧失》,这是一本介于数学和哲学的书,我读了好几遍,以前我也是抱着完美纯数学观点,这本书改变了我很多看法,深刻影响了我对数学的理解,甚至间接促成了我最终选择了设计算法和写代码。

大学阶段的后阶段,我徘徊在理想(数学)与现实(编程)之间。最终倾向理智的我皈依了现实,毕业后从事软件开发工作,十几年来,倒是也接触数学算法和数学模型。我一直觉得自己曾经一只脚迈进现代数学大门,后来抽身离开;现在回过头来还想打开这扇门,虽然里面风景独好,但是发现已经迈不进去了。

二、中国古代数学家

今年以来读(重读)了大量数学史方面的书籍:李约瑟的《中国科学技术史-数学》、李迪的《中国数学史简编》、吴文俊主编的《中国数学史大系》、克莱因的《古今数学思想》、斯科特的《数学史》、张奠宙《20世纪数学经纬》、李文林的《数学史概论》。读完书之后我对整个世界数学史和中国数学史有了更深刻的了解,这也是我重新系统地思考中国古代数学和数学家。

综合各类文献,如果以真正意义上的数学(即数学定义为:透过抽象化和逻辑推理的使用,由计数、计算、量度和对物体形状及运动的观察而产生),我觉得首位中国古代数学家是赵爽(赵君卿)或者刘徽(因两者生卒年不详所以很难定义谁是第一位),他们两位有比较详实的文献记载,并且所作的工作符合真正意义上的数学工作,赵爽在注解《周髀算经》中严格证明了毕达哥拉斯定理(或勾股定理),刘徽则在注解《九章算术》中做了大量原创新的数学发现,他还写了一部《海岛算经》。至于国内学者推断的张苍、桑弘羊、耿寿昌、许商、刘歆、郑玄,这些人要么在史书传略里没有提到他们的作品,要么只是作为政府官员参与编著古代算经,并没有可靠的历史文献证明他们的数学才华。当然,我并不完全否认这些人可能做出的数学贡献,有如我不否认公元4000年左右前为了修建埃及金字塔而做出数学贡献的无名氏,以及公元3000年左右前在巴比伦泥巴刻下勾股数和公式的无名氏。

这里我不得不提一下商高,看到一些研究者努力去证明商高是第一位数学家,或者商高证明了勾股定理,我对此完全不敢苟同。首先,商高和周公的对话是否真的证明了勾股定理,我还是抱怀疑态度;其次,周公和商高的对话首次出现在《周髀算经》,但是这本书大概率是成书于西汉年间(甚至更晚),我不否认《周髀算经》是汉代之前积累而成,但是具体源头到哪里目前没有任何实证,我更倾向于相信这本书和《九章算术》一样是在汉代经过多人汇集先前的知识汇编而成,并且大部分真正意义的数学知识是在汉代的时候产生。

中国古代数学真正繁荣时期是汉代(含三国魏晋)和宋代两个时期,这段时间产生大量原创性极高的数学,还有很有造诣的数学家,清代末期西方数学传入,加上西学东渐,中国人开始真正研究现代数学。历数中国古代数学家(标注红色是比较纯粹研究数学的数学家),除了上面提到的赵爽刘徽,还有:具有独创精神的王孝通,努力汇编算经、勉强可以称数学家的李淳风和的张丘建,有详细记载但著作失传的祖冲之和祖暅(只能怪动荡的南北朝),发明大衍术的僧一行,学会开三次方的贾宪,著作失传的刘益和蒋周,身兼科学家的沈括,古中国数论大师、证明中国剩余定理的秦九韶,精通算经的杨辉,发明天元术的李治,精于天文算术的王恂,善于解线性方程的朱世杰,编写《九章算法类比大全》的隐士吴敬和珠算先驱王文素,重新挖掘《九章算术》的珠算大师程大位,翻译《几何原本》的徐光启,接触西方数学的李子金和杜知耕,会通中西数学的梅文鼎,研究三角函数的明安图,研究古代算经的李锐,系统介绍和研究西方数学的李善兰华蘅芳,清代末期数学研究工作者夏鸾翔、丁取忠、时曰醇、黄宗宪、席淦、陈志坚,还有发掘古中国数学经书的刘彝程,发起和创建中国数学协会的周达


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