北岸木子話文史,縱橫古今,縱覽世界。
首先非常感謝能為您解答這個問題:
學過中國歷史的人都知道,宋代數學家對中國數學領域的研究不可忽視。南宋秦九韶的「大衍求一數」,南宋楊輝的「楊輝三角」,北宋賈憲的「增乘開方法」都是中國數學史上難以磨滅的貢獻。
北宋的沈括更是被譽為「中國整部科學史中最卓越的人物」,也觸摸到了微積分的理論核心——極限思想。為什麼在數學這麼繁榮的宋代,明明已經跨出了這一步,卻還是被西方人奪走了創立微積分學的名頭呢?
有的人說,宋代繁盛的數學史下,已經比西方人更早300年摸到了微積分的門檻。我們先來看看宋代這些數學家的成就。中國科學史上的裡程碑沈括主要在「隙積術」和「會圓術」。隙積術類似於通俗來講的等差數列求和,用來解決多個項數求和的問題。
秦九韶的「數書九章」,推導出來的秦九韶公式,是一種算法上的突破。我們可以感受到被捧上神壇的宋代數學其實在現代應更趨近於工程數學。工程數學側重於現實生活中的應用,解決生活中的問題,也就是算數的方面。相比於側重於實踐的工程數學,微積分囊括了微分學,積分學兩大門類。
微分學又細分到極限理論,導數,微分的支流,積分學細分到定積分和不定積分兩部分。可見,微積分是一種理論數學,包含著龐大的數學體系,是多種問題的妙方,而不單單針對某一個問題。對於數學研究方面來說,理論數學是僅用一兩個定理來解決工程問題的宋代工程數學所不能比擬的。
當然,沒有創立微積分也不能怪到宋代數學家頭上。中國封建王朝向來是重農輕商,發展農業為主,學術研究上側重於社會科學的研究,自然科學的研究遠遠不及寒窗苦讀數十載的經史治世之道。
就連宋代數學,大多也都是為了農業,手工業服務的。偏注於工程的能工巧匠將地位同樣低於滿腹經綸的讀書人。當時社會上一些數學愛好者,埋頭苦幹,單打獨鬥的佔大多數,英國則是早早地設立了研究院,團隊合作思想碰撞的重要性不言而喻。一門學科的創立往往不是一個人的功績,是很多人總結完成的。
相比於中國,西方國家更注重於理論研究,研究過程中也會意識到思維發散的重要性。國家機構也更鼓勵自然科學的研究,不怪乎微積分學的主要貢獻者牛頓,萊布尼茨,柯西都來自於西方了。
提到微積分,不得不談及魏晉時期的兩位數學家——劉徽。他的數學成果「割圓術」就已初步具備微積分的思想了。所謂割圓術就是不斷倍增內接正多邊形的邊數求出圓周率的方法。這和拉格朗日的夾逼準則有異曲同工之妙,都是用極限的思想確定某些數值。
然而事實上,劉徽只是把極限思想用到了求圓周率這一方面,並沒有把這個思想深入研究,形成一個完備的理論體系,讓這一理論用在更多的場合。如果當時,劉徽能夠抓住這一思想,進行更多拓展性的研究,或許微積分創立的榮譽就要易主了。