沒有字母的情況下,中國數學家們怎麼記公式的?

2020-09-05 人物圖書館

中國古代數學家在科舉文章當道的社會裡,地位卑微,不被社會承認,但仍有無數數學天才像飛蛾撲火一樣,終生奉獻給數學王國。

數學家們一般祖上做官,或者自己能考取功名,也有的人得依靠皇帝或高官的支持才能進行數學研究。

更悲催的是,中國古代沒有數學公式這種一目了然的表達方式,導致數學書籍全部用文言文表示,極其晦澀難懂。

要知道,中國古代文學作品都需要後人寫注釋才能看懂,所以更別提數學作品了。

比如祖衝之的《綴術》,極其艱深,所以艱難流傳了幾百年,到北宋時期就徹底失傳了。

下面就列舉一個中國古代數學公式,看看中國古代數學家有多麼不容易。

問題是這樣的:已知三角形三條邊,怎麼求三角形面積?

這個問題西方有海倫公式,中國有秦九韶公式,很複雜,但你仔細對照,發現下面這段文言文跟公式表達的其實一模一樣:



以小斜冪(小邊的平方)並(乘以)大斜冪,減中斜冪,並半之(除以2),自乘於上(平方);以小斜冪乘大斜冪(就是下面公式中的c2a2),減上(減去上述一段),以四約之(除以4),為實;以為從隅;開平方,得積。


這是很複雜的一個數學公式,公式寫出來就是這樣的:

這段話很複雜,也不是按公式順序從左往右說的,要想讀懂得對照公式一點點看。

關鍵秦九韶也不給出推理過程,後面的學生學只有背這一大段文言文,極其複雜,很難記住。

但它是正確的!

跟簡潔的海倫公式也是等價的!

為什麼這個方程在古代很重要?

因為中國古代數學主要功能就是量地塊面積,修橋梁、挖土方算體積,建築師計算等等,體積和面積可以說是中國古代數學最重要的用途。

一個三角形地塊量三邊長比較容易,量高不同意,所以古代就主要量三邊算面積。

這個秦九韶數學水平在當時世界上算是頂尖,不僅數學厲害,而且竟然還能考中進士,文章寫得也好,真的是奇才。

在他做官的過程中,潛心研究數學,高次方程求根,已知三邊求三角形面積,同餘方程等方面有很高的成就。

但這個人人品不太行,做官的時候盤剝百姓,巴結權貴,剛做官一百多天,百姓就受不了他的貪婪和殘暴了。

最後,他晚年也比較悽涼,被貶到廣東後,抑鬱老死在那裡。

中國古代數學除了算體積,算面積,還兩個很厲害的地方就是算應用題和多元高次方程求解。

雞兔同籠這個問題很有名,但後代的數學家的應用題越來越變態,以至於有的應用題的條件達到70多條,答案有140多種。

因為中國數學家主要研究計算,所以一般數學書籍都叫做《xx算經》之類。

中國數學家主要為了應用,不是為了建立體系,所以接受負數、無理數非常坦然,西方卻經歷漫長的過程才接受它們。

中國數學家們面臨的環境是非常殘酷的,但仍有很多人願意終生研究數學,可見興趣才是人類的最重要的推動力。

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