小学数学发展史是怎样的?
在今天,人们会不屑于从1数到10这样的小事,但在几万年前,这件事却能让人煞费苦心。7000年前,他们甚至数不过两个。如果你问他们抓了多少只四大野生动物,他们会回答:“很多”。如果当时有人能数到10,那也算是杰出的天才了。后来人们会慢慢把数字和手联系起来。每只手拿一样东西,就是2。数到三的时候,我又被难倒了,于是我把第三个东西放在脚边,“问题”就解决了。
就这样,在逐渐的探索中,中华民族的祖先从混沌的世界中走了出来。
先是打结数数,后发展为“书法”。五六千年前,人们可以写出1 ~ 30的数字。到了2000多年前的春秋时期,祖先们不仅能写3000多种数学,而且已经有了加减乘除的意识。在金温州书中有这样一段话:“东宫曰:※付十粒,留十粒为一粒。明年交了,就交了。”这段话包含了一个滚利息的问题。也就是说,如果你借了10捆小米,以后还,就从10捆变成20捆了。如果隔一年还,就得从借的10捆增加到40捆。用数学公式表示:
10+10=20
20×2=40
除了计数和算法上的巨大进步,中华民族的祖先也开始在书本上记录一些数字知识。春秋时期(公元前5565438年+公元前0 ~ 479年)孔子修订的经典著作之一,中间有八卦。这种神奇的八卦至今仍是中外人士的研究对象,在数学、天文、物理等方面发挥着重要作用。
到了战国时期,数学知识已经远远超过了1~3000的水平。在这个阶段,他们开始在算术、几何乃至现代应用数学领域耕耘播种。在算术领域,四则算术运算是在这个时期建立的,乘法中的公式已经在、& lt荀子>、& lt《周逸书》;和其他作品零星出现,分数计算也被应用于种地和分发食物。在几何学领域,出现了勾股定理。在代数领域,负数的概念已经萌芽。最让后人惊讶的是,在这个时期,出现了“博弈论”的萌芽,这是现代应用数学领域的一个问题。它是运筹学的一个分支,主要用数学方法研究利益冲突的两方在竞争活动中是否有各自的最优策略来赢得对方,以及如何找出这些策略。数学的这一分支作为一门学科形成于本世纪第二次世界大战期间或之后,但早在2000多年前,战国时期(公元前360-330年)著名军事家孙膑就提出了“斗马”问题,该问题的内容反映了博弈论中力求整体优化的数学思想。“斗马”的问题是齐威王要和田忌将军比试,每人有1匹上中下马。与齐威王相比,田忌的三匹马略逊一筹。如果采用同级别对应的比武方式,田忌无疑会输,田忌急得不知道怎么办。这时孙膑在场边轻推,田忌用孙膑的方法以2:1拿下齐威王。
孙膑用了什么方法?请参见下面的示意图:
齐威王,田忌
放下马,等着马。
一匹好马和一匹中等马。
中等马不如马。
看到这里,你不觉得我们的祖先真的很聪明吗?
当历史推进到秦汉时期,祖先不再在骨头上刻字。他们用毛笔把需要记住的东西都写在竹片和木片上。这种写出来的竹片和木片被称为“简”或“解”。这种简牍或简牍传世最多的是西汉时期。
从那些汉简中我们发现,秦汉时期算术中乘除法的例子明显增多,也出现了多步乘除法和99-99法的中间公式。在几何方面,我对矩形面积和体积的计算很有研究。
这个时期最值得注意的是计算和十进制。有了它们,祖先们将不再担心缺乏合适的计算手段。在中国古代,直到唐朝,一直使用这套计算系统。
计算和编制的确切起源时间尚不清楚,只知道秦汉前后已经形成体系。
要了解如何计算融资,首先要知道什么是融资。筹码是直径为1,长度为6的小棍。这些棍子的材料有竹、木、骨、铁和铜。它们的功能类似于算盘珠。目前已出土多批凸起物。1971年,在陕西千阳县出土的一座长方形的男女墓中发现,该男子的尸体胯部绑着一个丝绸袋子,袋子里装着一块凸起的骨头。1980石家庄南郊出土的一批早期骨屑也挂在死者腰上。从引文中可以看出,计算和理财在汉代知识分子中已经普遍存在。至于芯片怎么用,根据记载是这样的:计算的时候,把芯片放在一个特殊的箱子上,或者随便放。对于5以下的数字,放几个筹码,而对于6到9这四个数字,需要用一个横的或者竖的筹码作为5,其余的数字还是放几个筹码。
为了计算方便,古人规定了纵横表示法。竖线表示用于单个、十万位数;水平表示用于十位数或千位数,当遇到零时,一位数为空。
十进制正是我们今天日常生活中常用的十进制方法。也就是说,对于正整数或者正小数,以十为基数,每十进一,每一百进二,每一千进三等等。十进制的出现为四则运算的发展创造了良好的条件。
发展繁荣时期
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中国数学的繁荣时期是西汉末年至隋代中期。这是中国数学理论的第一个高峰。这一高峰的标志是数学专著的诞生。九章算术至少有1800年。它的作者是谁?谁编的?到目前为止,还没有研究。历史学家只知道它是秦汉时期中国数学知识的结晶,1世纪开始传播和使用。
本书分为九章:
①正方形场(分数四则运算及求面积的平面形状法)。
(2)玉米(谷物贸易的计算方法)。
③衰变(分配比的计算方法)。
④少而宽(平方根和开口法)
⑤商功(立体体积法)
⑥等损(管理粮食运输平均负担的计算方法)。
⑦盈亏(盈亏问题的解决也涉及到此解决方案可以处理的其他类型的问题)。
⑧方程(线性方程组的求解和正反技巧)。
⑨勾股定理(勾股定理的应用及简单测量问题的解决)。
书中包含246道数学应用题,每道题都分为问题、答案和技术解答。有的一题一技,有的三部,每章内容都与社会生产密切相关。
这本书的诞生,不仅表明中国古代已经形成了完整的数学体系,而且在世界范围内也很难再找到另一本具有可比性能的数学专著。
在这一数学理论发展的巅峰时期,除了代表作《九章算术》之外,还有刘徽的《九章算术》和他的《岛算经》、& lt《孙子算经》(作者不详),祖冲之《数学专著》等。
这一时期在数学上取得新成就的杰出人物有三国的赵爽、魏晋的刘徽、南朝的祖冲之。
最好的
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中国数学的鼎盛时期是隋代中期到元末。
任何国家的科学发展都离不开干净开明的社会环境和坚实的经济基础。隋代中期到元末,由于统治者总结了推翻王朝的教训,采取了一系列开明的政策,经济迅速发展,科学技术有了很大的提高,而数学作为科学技术的一部分,也在此时进入了全盛时期。
这一时期,数学教育的正常化和数学人才的涌现是最重要的特征。
隋朝以前,学校的教育不重视数学,所以没有数学专业。到了隋代,这种局面被打破,在相当于大学的学校里,开始设置算术专业。到了唐代,最高学府国子监还设立了数学博物馆,里面博士、助教一应俱全,培养数学人才。这时,数学教育的重要性也体现在选官问题上。据古籍记载;据记载,有这样一个故事:唐朝有一个大官,名叫杨尚。他要求他的员工推荐一名优秀的职员来提升。千挑万选,剩下两个人的时候,我决定不了要去掉哪一个。因为这两个文员各方面条件都一样:职位一样,“工龄”一样,评语也差不多...我该选谁?我别无选择,只能上交矛盾。得知这个消息后,杨洋也是花了很多时间反复思考,最后决定用一道数学题来考考他们。他对两位候选人说:“作为文员,你的职业决定了你要有快速计算的能力。如果我出题,谁先答对谁就晋级。”后来第一个答对的人自然升职了,另一个人又心悦诚服地回到了原来的位置。这说明唐朝对数学的重视。
主修数学。好的教材不可或缺。这期间,还有李·(?~ AD 714)等人奉朝廷之命,经过研究筛选,规定了国子监计算机图书馆专用教材。这本教材叫做,全套由十个部分组成:,《九章算术》、& lt孙子兵法>、& lt五曹《suan经》、& lt夏侯阳的计算经>、& lt张秋的计算>、& lt岛屿计算经典>、& lt五经算术>、& lt作曲>和。
对于这套专业教材,国子监还规定了学习期限,建立了每月考一次的制度。此后,数学教育逐渐完善。
在日益完善的数学教育体系下,涌现出一代著名的数学大师,即:王晓桐、、其党、沈括、、贾宪、杨辉、秦、郭守敬、朱世杰...
科学一直是全人类的共同财富。当时中国的数学水平很快引起了朝鲜和日本的注意,他们开始向中国派遣留学生和书商。经过一段时间的学习,关于田地、地租和谷物交换的知识被引入到算法中。国子监的课程和考试制度都被吸收办学了。从这个角度来说,在这个阶段,中国已经走在了世界数学发展的前列。
缓慢发展期
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接下来,从元末到清中叶,中国数学发展缓慢,几乎与前面提到的数学盛世黯然失色。
从宋末到元朝中央集权制度建立,连年战乱肆虐中国大地,科技无人问津,大量宝贵的数学遗产遭受损失。
明朝建立后,生产有过短暂的发展,但由于封建统治的腐败,很快就衰落了,直到清朝初年才得以缓解。
在这样一个政治腐败,经济落后,农民起义的环境下,数学陷入低谷也在情理之中。
然而,世界发展的潮流从来不等人。随着中国数学的衰落,西方数学悄然赶上,反过来渗透到中国。
当西方资本主义开始萌芽的时候,为了谋求发展,天主教传教士、海盗、商人纷纷涌入中国。他们除了从中国带走了原材料、市场和廉价劳动力,还带来了一些文化知识。
利玛窦(1552~ 10),意大利人,在65438 ~ 18年来华的传教士中影响最大。从1583到1599,他在中国肇庆、韶州、南昌、南京等地生活时,结识了许多中国著名学者,如李贽、徐光启、李贽等。这些人的心态是,他们不满于空谈新儒学,渴望丰富强兵。因此,他们渴望世界上最新的科技成果。利玛窦的到来无疑起到了一拍即合的作用。
利玛窦、徐光启、李之藻共同翻译了两部数学著作:、& lt谐音指>。
其中,《几何原本》广受欢迎,几乎没有遗漏。虽然当时的拉丁文原著中没有现成的中国词汇,但徐光启克服困难,创造了许多贴切的译文,使该书达到了信、达、雅的水平。
自利玛窦与中国学者合作翻译专著以来,西学东渐的势头越来越大。
那么这个时期中国自己的数学“特长”是什么呢?这是算盘
隋唐时期,人们开始制定改良计划。他们试图简化计算方法,编造公式...但在飞速发展的数学领域,计算算法必然会被其他算法所取代。
元朝末年,出现了小巧轻便的算盘。人们对这种计算简单、便于携带的新工具喜出望外。有些人甚至把它写进谚语、诗歌和歌词中。
珠算的出现很快导致了珠算公式和珠算算法的书籍。16、17世纪,中国大量珠算书籍中,最著名的是程大伟的《直指算术》。珠算普及后,计算自动消失。
中国发明算盘后不久,19岁的法国数学家帕斯卡(公元1623~1662)引进了世界上最早的计算机。目前,虽然世界已经进入计算机时代,但算盘仍然有它的一席之地。有人试用过,它在加减运算上甚至比小型计算器还快。
中西融合时期
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在中国数学发展缓慢的时候,西方数学已经大步向前,所以在中国数学发展史上,出现了一个中西数学发展的交汇期,大约是1840 ~ 1911年。
如前所述,大约在16世纪,西方传教士带来了一些新的数学知识。虽然有些外国人有个人目标,但无论如何,能引入新知识,对中国数学的进步总是有好处的。但雍正帝1723年登基时,有人提出大量传教士在华,对其统治不利。皇帝也想了想。当即下令,除了少数在华制定新历法的外国人,其他传教士全部留守。
这个顺序的后果是,在接下来的100年里,很难“进口”西方的数学知识;中国的数学家不得不把目光从学习西方新知识转向研究自己的旧成果。
古代数学的光芒并没有持续多久。鸦片战争失败,闭关锁国局面打开,帝国主义列强进来瓜分中国,中国一度成为半殖民地半封建社会。
65438年至60年代,曾国藩、李鸿章为维护腐败的清政府,发动了“洋务运动”。此时,以李、徐寿、华为代表的一批知识分子,作为数学家、科学家、工程师,参与了引进西学、办厂办学的活动,通过他们的不懈努力,奠定了中国近代科学技术和近代数学发展的基础。
1894年洋务运动以军事失败告终时,工厂、铁路、学校依然存在,科技知识得到了一定程度的传播。
这个时期的特点是中西合璧。所谓中西合流,并不是全盘西化。数学家在研究传统数学的同时吸收新方法。一时间,出现了人才辈出、著述宏富的良好势头。
此时,中国数学家已经在幂级数、尖锥技巧等方面独立取得了一些微积分成果,在不定分析和组合分析方面也取得了优异的成绩。然而,即便如此,在世界同行中,中国仍未达到领先地位。
现代数学的开端
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现代数学的开端主要集中在1911 ~ 1949时期。
到65438+2009年底,20世纪初,中国的数学领域发生了巨大的变化。派出大量留学生,建立新学校,组织学术团体,有专门的期刊。从此,中国进入了现代数学研究阶段。
从1847开始,以洪榕为代表的第一批学生出国,形成了留学高潮。当时每年出国留学的人数达到数千人。他们回国后,组成了一支在国内不可忽视的现代科学队伍。
在早期的留学人员中,学习数学的人很少,其中苏、陈、、周伟良、、华、等人取得了突出的成就。
这样一批留学人员回国后,科研、教育、学术交流都有了新的变化。
科研方面,1949之前发表论文652篇。虽然人数不多,范围也仅限于纯数学,但他们的水平并不低于世界同行。要知道,即便是这点微薄的成绩,也是克服了政治、经济等各方面难以想象的困难才取得的。
在教育方面,已经建立了正式的课程,数学的课时比文科多,课本也更新了。到1932年底,我国高校已有一支155的数学教师队伍,能够开设5至10以上的专业课。
学术交流方面,中国数学会成立于7月1935,创办<中国数学会学报>:和。1932至1936年举行的第九届和10届国际数学大会有中国人参加。这时,世界各国的数学家被邀请到中国讲学,给过去闭门造车的数学领域带来了现代气息。
中华人民共和国成立后的发展
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从65438年到0949年,新中国成立时,政府非常重视科学事业,尽管国家处于资金匮乏、万事俱备的窘境。中国科学院成立于1949+065438+10月,数学研究所正式成立于1952年7月。接着,中国数学会和他的刊物又恢复和创建了其他关于数学的专刊,一些科学家的专著竞相发表,为数学研究铺平了道路。
解放后的18年间,发表的论文数量是解放前的3倍多,其中许多不仅填补了中国过去的空白,而且达到了世界先进水平。
当数学家们奋起直追,试图恢复中国数学在世界上的先进地位时,一场无情的风暴席卷了中国。文革十年,社会失控,人心迷茫,科学衰落。在数学的花园里,除了陈景润、华和,几个数学家奋力开出几朵花,几乎遍地凋零,一片空白。
当10的政治灾难过去后,人们抬起头来,看到其他国家的数学研究早已登峰造极,需要付出很大的努力才能赶上。
中华民族历来有自强不息、坚忍不拔的光荣传统。浩劫之后,随着郭沫若先生的精彩文章《科学的春天》的发表,数学园地迎来了万物复苏的春天。从65438年到0977年,北京制定了新的数学发展规划,恢复了数学学会的工作,重新出版了学术杂志,加强了数学教育,加强了基础理论研究...
虽然中国现在在世界数学领域处于落后地位,但是要远远的知道马权还是个“X”。
古代成就
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在中国古代数学发展史上,老祖宗拿的金牌都够开一个展厅了,这里只开一个“单子”,给读者一个直观的印象。
(1)十进制记数法和零的采用。起源于春秋时期,比第二个发明家印度早1000年。
(2)二进制的起源。起源于《周易》中的八卦法,比第二个发明者德国数学家莱布尼茨(公元1646 ~ 1716)早了2000多年。
(3)几何思想起源。《墨经》起源于战国时期的翟墨,比第二位发明家欧几里得(公元前330-275)早100年。
(4)勾股定理(商高定理)。发明者商高(出自西周)比第二个发明者毕达哥拉斯(公元前580-500年)早550多年。
(5)魔方。我国最早的魔术方法记录是春秋时期的《论语》、《经》,而在国外,魔方出现在公元2世纪,比我国早600多年。
(6)分数算术和小数。中国完整的分数算术出现在《九章算术》中,其抄本最晚出现在1世纪。同样的法律出现在7世纪的印度,它被认为是这个法律的“鼻祖”。中国比印度早500多年。
中国用的是西方1200年前的最小公倍数。早在1100多年前,西方就使用了小数。
(7)负数的发现。这一发现最早见于《九章算术》,比印度早600多年,比西方早1600年。
(8)盈余不是手术。又称双假定位法。最早见于《九章算术》第七章。在世界上,直到公元13世纪,欧洲才出现同样的方法,比中国晚了1200多年。
(9)方程技术。最早出现在《九章算术》中,其中解线性方程组的方法比印度早600多年,比欧洲早1500年。在用矩阵排列法解线性方程组方面,中国比世界其他国家早1800年。
(10)最准确的pi“祖率”。比世界上其他国家早1000多年。
(11)等积原理。又称“祖宣”原则。保持1100年的世界纪录。
(12)二次插值法。隋代天文学家刘卓首先发明,比世界亚军牛顿(1642 ~ 1727)早1000多年。
(13)乘除法。在现代数学中,也叫霍纳法。我国宋代数学家贾宪最早发明于公元11世纪,比英国数学家霍纳(公元1786~1837)提出的时间早了约800年。
(14)杨辉三角。它实际上是一个二项式展开系数表。最初是贾宪创造的,见于他的《黄帝九章精草算法》一书中。后来此书失传,南宋人杨辉在其《九章算法详解》中编了此表,故名“杨辉三角”。
在世界上,除了中国的贾宪和杨辉,第二个发明者是法国数学家帕斯卡(公元1623~1662)。他的发明时间是1653,比贾宪晚了近600年。
(15)中国的剩余定理。其实就是解联立一次同余的方法。这种方法最早见于孙子的计算。1801年,德国数学家高斯(公元1777~1855)在《算术探究》中提出了这个解法。西方人认为这种方法是世界首创,称之为“高斯定理”,但比中国晚。
(16)数字高次方程法,又称“天体术”。金元时期,中国数学家叶莉发明了设未知数的方程法,并在计算中巧妙地表达出来。这种方法比世界上其他国家早了300多年,为以后多元高次方程的求解奠定了良好的基础。
(17)呼唤差异。即高阶等差数列求和法。自北宋以来,中国许多数学家都研究过这个问题。到了元代,朱世杰首先发明了叫差术,总能解决这个问题。在世界上,比朱时杰晚了近400年的牛顿得到了同样的公式。
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