爲什麼中國人數學這麼牛卻幾乎沒有中國人發現的數學定理?

Doris-萌


為什麼中國人數學這麼牛卻幾乎沒有中國人發現的數學定理?其實是一個偽命題。

因為中國人的數學並不牛,之所以有這個錯覺,主要是和中國中學生在國際奧林匹克數學競賽上率創佳績。即使在成績下降的2017年和2018年,依然能夠排名第二和第三,就很能說明問題。但是,我們的中學生的成績和體育比賽的成績一樣,是在苛刻選材,嚴格長期集訓條件下獲得的。因此和體育一樣,我們已經是體育大國,我們已經是奧數大國;但是我們還不是體育強國和奧數強國。因此,我們必須像發展體育運動一樣,倡導全民運動。奧數也應該是倡導,家長重視孩子對數學的熱情的培養。當然,功利化的為了高考加分,小學就開始參加奧數集訓班,完全不顧孩子的興趣和能力也是完全不可取的。

而對於成年人來說,即使你學不會高等數學,也應該知道現代科學技術、經濟金融等各個方面都需要高等數學知識。因此,起碼的敬畏心應該有。而不是,像很多民科一樣,連個高中數學也不會,就為了出名而炒作自己可以推翻愛因斯坦相對論。這樣做不僅自己身體、精神和財富會受到巨大損失,也容易使社會民眾、尤其是青少年被誤導。從而使我們國家的國民仍然陷入非理性的泥潭。我們的數學事業也不會有大的發展。

總之,中國的數學現在還不行,還需要大家認清現實,積極努力,從而實現國人理性思維的提升,從而最終在數學上趕超西方。


地震博士


基本的答案很簡單:中國古代的數學並不牛。此外,中國人發現的定理歷史上確實比較少,現在越來越多了,趨勢是好的。

數學史上最偉大的成就是歐幾里得的《幾何原本》,不僅給出了一整套數學體系(平面幾何、代數、數論、立體幾何),更重要的是給出了公理體系、演繹法這種令人驚歎的方法論,使嚴密的科學成為可能。這不只是數學史上最偉大的成就,而且是整個人類歷史上最偉大的成就,或者說為其他所有成就奠定了基礎。中國古人從來沒有達到這個高度。中國古代最偉大的數學家是劉徽,他做證明的意識是最強的,獨力建立了一套證明體系,確實很了不起,但仍然不是“公理”體系,比歐幾里得至少差一個量級。

那為什麼大多數人會覺得中國的數學很牛?因為我們的宣傳重點跑偏了,不是以客觀評價為主,而是以激發民族自豪為主,只說我們的成就(確實很大,在希臘之外的文明中可以算是非常高的),不說希臘更大得多的成就。這種宣傳以前可以理解,現在越來越成為笑柄。中國人已經很自信了,用不著通過這種不客觀的方式來給自己臉上貼金,實事求是才是正道。

有些人說《幾何原本》不是歐幾里得寫的,而是文藝復興時歐洲人偽託古希臘人的名義寫的,顯示自己的祖宗厲害,打擊其他文明的自信。這種說法有兩大錯誤。

一,純屬腦補,沒有任何可靠證據。

二,完全沒抓到重點。就算《幾何原本》真是文藝復興時寫出來的,仍然是歷史上最偉大的數學著作,思想方法比中國的《九章算術》等數學著作高得多。任何有鑑別力的人,讀讀《幾何原本》和《九章算術》的原文,就知道後者沒有一套邏輯體系,只是一堆方法和應用題的集合,可理解程度、易於教育的程度和易於擴展的程度跟前者不可同日而語。所以《幾何原本》即使在歐洲失傳幾百年,一旦從阿拉伯人手裡得到,歐洲人立刻就學會了,而《九章算術》與很多其他中國數學書籍後人都看不懂,失傳了。

1607年中國出版第一個《幾何原本》譯本,徐光啟和利瑪竇翻譯的。徐光啟很清楚此書的價值,在篇首的《幾何原本雜議》裡寫道:

“此書有四不必:不必疑,不必揣,不必試,不必改。有四不可得:欲脫之不可得,欲駁之不可得,欲減之不可得,欲前後更置之不可得。有三至、三能:似至晦,實至明,故能以其明明他物之至晦;似至繁,實至簡,故能以其簡簡他物之至繁;似至難,實至易,故能以其易易他物之至難。易生於簡,簡生於明,綜其妙在明而已。

此書為用至廣,在此時尤所急需,餘譯竟,隨偕同好者梓傳之。利先生作序,亦最喜其亟傳也,意欲公諸人人,令當世亟習焉,而習者蓋寡,竊意百年之後必人人習之,即又以為習之晚也。而謬謂餘先識,餘何先識之有?”

所以《幾何原本》的重要性根本不在於它是什麼年代寫出來的,而在於它的思維方法完全超越古代的任何其他數學著作,奠定數學發展的基礎。如果沒有徐光啟、利瑪竇西學東漸,再過幾百年,中國人自己很可能也發展不出公理體系、演繹法。真正重要的是世界上出現了這麼一個完全出類拔萃、神而明之的東西,而且這個東西你自己兩千年都想不到。就算這個東西是公元1500年出現的,難道對你的震動就減少一分一毫了嗎?!

用這種胡攪蠻纏來為自己偏執的“民族自豪感”爭臉的,實際是一群完全不懂科學、不懂科學史、不懂情緒和理性的區別的人。這些人看似自豪,其實很自卑,自卑到不敢承認自己在歷史上落後過,好像承認一點缺陷整個世界觀就要崩潰似的。這些人的胡鬧對真正的民族自豪感是個破壞因素。

真正的自豪,是承認自己以前落後,現在奮發圖強,已經取得了很大的成就,將來會更好,總有一天會領先世界。這是中國兢兢業業的科學家乾的事!


老白字太白


以中國人姓名命名的數學成果 1.劉徽原理、劉徽割圓術:魏晉時期數學家劉徽提出了求多面體體積的理論,在數學史上被稱為“劉徽定理”;他發現了圓內接正多邊形的邊數無限增加,其周長無限逼近圓周長,創立了“劉徽割圓術”.

2.祖率:南北朝數學家祖沖之將π計算到小數點後第七位,比西方國家早了1000多年.被推崇為“祖率”.

3.祖𣈶原理:祖沖之之子祖𣈶提出了“兩個幾何體在等高處的截面積均相等,則兩體積相等”的定理,該成果領先於國外2000多年,被數學界命名為“祖𣈶原理”.

4.賈憲三角:北宋數學家賈憲提出“開方作法本源圖”是一個指數是正整數的二項式定理的係數表,比歐洲人所稱的“巴斯卡三角形”早六百多年,該表稱為“賈憲”三角.

5.秦九韶公式:南宋數學家秦九韶提出的“已知不等邊三角形田地三邊長,求其面積公式”,被稱為“秦九韶”公式.

6.楊輝三角:南宋數學家楊輝提出的“開方作法本源”,後又稱“乘方術廉圖”,被數學界命名為“楊輝三角.”

7.李善蘭恆等式:清代數學家李善蘭在有關高階差數方面的著作中,為解決三角自乘垛的求和問題提出的李善蘭恆等式,被國際數學界推崇為“李善蘭恆等式”.

8.華氏定理、華—王方法:1949年,我國著名數學家華羅庚證明了“體的半自同構必是自同構自同體或反同體”.1956年阿丁在專著《幾何的代數》中記敘了這個定理,並稱為“華氏定理”.此外,他還與數學家王元於1959年開拓了用代數論的方法研究多重積分近似計算的新領域,其研究成果被國際譽為“華—王方法.”

9.胡氏定理:我國數學家胡國定於1957年在前蘇聯進修期間,關於數學信息論他寫了三篇論文,其中的主要成就被第四屆國際概率論統計會議的文件彙編收錄,並被譽為“胡氏定理”.

10.柯氏定理:我國數學家柯召於20世紀50年代開始專攻“卡特蘭問題”,於1963年發表了《關於不定方程x2-1=y》一文,其中的結論被人們譽為“柯氏定理”,另外他與數學家孫琦在數論方面的研究成果被稱為“柯—孫猜測”.

11.王氏定理:西北大學教授王戍堂在點集拓撲研究方面成績卓著,其中《關於序數方程》等三篇論文,引起日、美等國科學家的重視,他的有關定理被稱為“王氏定理”.

12.陳氏定理:我國著名數學家陳景潤,於1973年發表論文,把200多年來人們一直未能解決的“哥德巴赫猜想”的證明推進了一大步,現在國際上把陳景潤的“1+2”稱為“陳氏定理”.

13.侯氏定理:我國數學家侯振挺於1974年發表論文,在概率論的研究中提出了有極高應用價值的“Q過程惟一性準則的一個最小非負數解法”,震驚了國際數學界,被稱為“侯氏定理”,他因此榮獲了國際概率論研究卓越成就獎——“戴維遜獎”.

14.楊—張定理:從1965年到1977年,數學家楊樂與張廣厚合作發表了有關函數論的重要論文近十篇,發現了“虧值”和“奇異方向”之間的聯繫,並完全解決了50年的懸案——奇異方向的分佈問題,被國際數學界稱為“楊—張定理”或“揚—張不等式”.還有"侯氏制鹼法"——在本世紀30年代,中國化學家侯德榜首創了聯合制鹼法。"吳公式"——1950年數學家吳文俊發現關於示性類公式,這是拓撲學中的基本公式。"黃方程"——中國固體物理學家黃昆,從1950年開始著重研究極性晶體的光學振動模型、綜合介質的電磁理論和晶體動力學的觀點,提出了一對唯象的方程。"吳氏通用理論"——中國著名工程熱物理學家吳仲華,50年代初在國際上首次提出了"葉輪機械三元流動理論".“錢 偉 長 法” — 中 國 著 名 力 學 家 錢 偉 長, 在 力 學 研 究 中 成 功 地 用 系 統 攝 動 法 處 理 非 線 性 方 程“馮 氏 效 應” — 中 國 生 物 學 家 馮 德 培, 在 肌 肉 產 生 熱 的 研 究 中, 發 現 牽 拉 能 使 肌 肉 放 熱。“夏 不 等 式”與“夏 道 行 函 數” — 中 國 數 學 家 夏 道 行 在 泛 函 積 分 和 擬 不 變 測 度 論 方 面 取 得 研 究 成 果, 叫“夏 不 等 式”;在 解 析 函 數 方 面 的 研 究 成 果, 被 稱 為“夏 道 行 函 數”。

“陳 氏 定 理” — 數 學 家 陳 景 潤 1972年 初 提 出 證 明 哥 德 巴 赫 問 題 的 論 文, 論 證 了 一 個 大 偶 數 可 表 示 為 一 個 素 數 及 一 個 不 超 過 二 個 素 數 的 乘 積 之 和 (簡 稱“1+2”)。

“王 氏 大 麥” — 中 國 作 物 育 種 專 家、 生 物 統 計 學 家 王 綬 培 育 成 功 抗 凍、 抗 鏽 力 強 的 大 麥 品 種。

“蔡 氏 核 區” — 中 國 生 理 學 家 蔡 翹, 在 研 究 澳 洲 袋 鼠 的 腦 結 構 中, 發 現 並 詳 細 描 述 了 腦 內 頂 蓋 部 一 個 神 經 核 連 接 關 系, 被 稱 為“蔡 氏 核 區”。 “龔 氏 物 質” — 中 國 科 學 家 龔 立 三, 1981年 在 美 國 從 事 遺 傳 工 程 研 究, 組 建 了 一 個 關 系 到 生 物 細 胞 對 外 抗 性 (如 抗 鹽、 抗 旱) 的 新 質 粒, 並 用 這 種 質 粒 創 造 了 具 有 固 氮 作 用 和 能 抗 高 鹽 的 新 生 物 體, 為 人 工 合 成 新 生 物 的 研 究 作 出 了 重 大 貢 獻, 這 兩 種 物 質 均 以 他 的 姓 氏 命 名。

“LO 克 隆 株” — 中 國 上 海 醫 學 專 家 林 雲 璐 (女), 在 英 國 進 修 期 間, 於 1982年 2月 選 擇 出 國 際 第 一 株 小 鼠 甲 型 流 感 病 毒 特 異 殺 傷 細 胞 克 隆。 她 的 研 究, 為 臨 床 制 備 疫 苗、 防 治 甲 型 流 感 提 供 了 可 靠 的 理 論 依 據。 她 的 導 師 特 用 林 雲 璐 姓 氏 的 第 一 個 字 母 命 名 為“LO 克 隆 株”。

“修 氏 理 論” — 中 國 女 醫 學 家 修 瑞 娟, 1982年 在 美 國 進 修 時, 發 現 並 首 次 證 明 了 各 級 微 動 脈 自 律 性 運 動 是 以 波 浪 式 進 行 傳 播 的, 提 出 了 微 循 環 對 人 的 器 官 和 組 織 的 灌 注 的 新 理 論 — 海 濤 式 灌 注, 被 稱 為“修 氏 理 論”。

“毛 粒 子” — 美 國 物 理 學 家、 諾 貝 爾 獎 金 獲 得 者 格 拉 肖 把 新 發 現 的 亞 誇 克 粒 子 命 名 為“毛 粒 子”, 他 說:“因 為 這 與 中 國 的 毛 澤 東 有 聯 系。 按 照 他 的 哲 學 思 想, 自 然 界 有 無 限 的 層 次, 在 這 些 層 次 內 一 個 比 一 個 更 小 的 東 西 無 窮 地 存 在 著。 因 此 我 想 取 用 他 的 名 字”。 早 在 1953年, 毛 澤 東 就 明 確 提 出 了“物 質 是 無 限 可 分 的, 基 本 粒 子 也 是 無 限 可 分” 的 科 學 論 斷。


大頭挺


答:說到這點,確實讓人很失望!現代數學系統中,確實少有中國人發現的“重要基本定理”,從古至今都是!


就算有一些以中國人命名的定理,要麼是非常偏的領域,要麼論其重要性還是不夠分量!

在基礎數學領域,最著名且得到數學界公認,還是中國人發現的定理只有一個,就是初等數論領域的——中國剩餘定理。



剩餘定理是一種解同餘方程的方法,在中國南北朝時期,《孫子算經》中的下卷第二十六題,提出了一個同餘問題,並給出瞭解法,被後人歸納為“剩餘定理”。

“剩餘定理”是數論四大基本定理之一,但因為數論不作為義務制教育的考核內容,所以知道的人並不多!


除此之外,在數學的基礎領域,再也找不到中國人發現的重要數學定理!

當然,這並不是說中國人的數學不強,而是在古代中國人的數學研究中,沒有形成統一的數學系統,大多數人的研究都是零散的,也沒有傳承性。



比如劉輝發明割圓術,祖沖之利用割圓術計算圓周率,雖然在當時的數學領域達到了很高的水準,但是中國古人對數學的研究,都是以實用為目的,注重技術,沒有對其原理進行深究和歸納!


最典型的就是“勾股定理”,古人雖知“勾三股四弦五”,但是僅此而已,所以國際上稱作“畢達哥拉斯定理”!



在古代,中國的國內環境,和國外的環境,相差太大了,比如:

(1)1666年,又稱牛頓奇蹟年,牛頓等人創立微積分,建立經典力學;國內是清朝康熙五年;

(2)1748年,歐拉提出了大名鼎鼎的“歐拉公式”;國內是乾隆十三年;

……




好啦!我的答案就到這裡,喜歡我們答案的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


在文藝復興之前,中國人發現的數學定理恐怕只會多不會少,只是發現定律,更多的是經驗和巧合,深遠的意義並不如此大。

舉個例子,就像看看天就知道可能要起風,要下雨。如果,有個古人把各種情況都寫下,總結一下,這就很牛逼了,在古代就可以稱之為可以看天象。

但是,要命的恰恰是可能和裹足。假如這時候,又有一個人,他根據各類現象總結推理,寫成了一本書,不但解釋了各類現象乃至背後的原理。人們學了可以從現象推理出必然的精確的結果,還明白了具體的原理。這時候就可以大規模的運用。精確是理論走向實踐的前提。所以,前者不就成了故弄玄虛……

物理學家千千萬,為何牛頓站在了最前列之一?因為其他大多物理學家只是發現了七零八落的定律,而牛頓構建了整個系統,在這個宏觀低速系統裡什麼都是精確的,人人都能學會,能大概運用。簡單的說,也許你也能從蘋果下落髮現萬有引力定律,但你不能發掘背後的意義,久而久之,就成了經驗。而牛頓,發掘了整個系統,不但解釋該系統內的各類現象,還能大規模運用,比如發射炮彈,類平拋,指那打那。這時候,怎麼談貢獻?你早三千年發現也沒用……

所以,我們的勾三股四就算在5000年前誕生,不明所以,也只能稱為一種經驗,誕生不了科學之花,結不了科學之果,最後,也只能變成在古人看來玄之又玄的幾個字,勾三股四玄五。而面對,別人整個嚴謹的自恰的整套邏輯的時候,就成了幾何原本裡一個不鹹不淡的定律,一個體系的螺絲釘,而這個時候作為前面假設的第一個發現萬有引力現象的發現者,又如何和牛頓爭?

總結,精確,系統是理論走向現實,改變生活的前提,同樣,沒有被千錘百煉的證明的定律,七零八落的定律是註定被遺失。因為,人們很難指望一個不精確的定律去得到一個精確的結果。也很難通過孤立的定律大範圍的運用。中國人是崇拜精確的,只是沒找到方法。孔明,借東風說到做到,都被成神了。要是晚兩天呢?東吳,劉關張都要宰了他。不精確的危害太大了……

西方的數學幾何實驗邏輯等體系,精確且系統。有理論就能有產出,愛因斯坦的質能定律的出現,隨後開啟核時代。這就是科學,它支撐了整個現代社會的科技發展,巨大的貢獻相形下,其他民族的發現的各定律自然就慢慢黯淡了。

也許網友激憤,但是改變不了整合世界學習西方科學的事實。


漫步者131123228


中國人給大家的印象就是數學能力很強,尤其是在小學初中等低年級,很早就會背九九乘法表,算數能力很優秀。但是,大家在上數學課的過程中會發現,教材裡的著名定理都是外國數學家研究出來的,很少有中國人。而且近年來也很少有聽說哪位著名的中國數學家。這是為什麼呢?筆者總結了以下幾點:

1.公眾熟悉的定理一般是在課本上學到的,沒有中國的,但不代表數學史上沒有

我們從小學開始就接觸各種數學定理,包括勾股定理、高斯定理等可能都冠以外國科學家的姓名。但是中國從古代就有劉徽,楊輝這樣的大數學家,他們在數學史 上的成就可能我們普通人不瞭解,但是卻在數學的發展歷程中起到了重要的作用。

2.中國講究實用主義,未形成理論體系

中國曆代講究實用主義,其實勾股定理很早就有中國人發現,但是大家都只知道拿來用,很少去仔細研究,進而形成一套嚴謹的理論體系。中國人很多智慧的做法都僅僅停留在日常生活中,卻沒有人來專門做更深度的研究。

3.中國的應試教育限制了學生的思維發展

填鴨式教學是中國教育的一大缺陷。中國存在太多教師只注重讓學生以考試為導向來進行學習。好的數學教學應該是鼓勵學生髮散性思維,與更好的創造性和獨立思考的能力。


決勝網


除了勾股定理以外其實還有一些相當不錯的成就的。
附上一篇本科修科學史時寫的一篇小論文。
大概有17項我認為比較重要的成就。

當然,很遺憾的一件事是,絕大多數成就都沒傳播到全世界。受地理、文化因素影響,古代中國和世界的數學交流非常有限,也難以對世界數學的發展歷程產生重大影響。


中國數學起源於上古至西漢末期,中國數學的全盛時期是隋中葉至元后期。接下來在元后期至清中期,中國數學的發展緩慢。
十七個成就
縱觀中國數學發展史,中國古代在數學方面的成就其實也算足以開一座陳列館,這裡就我認為最矚目的17個成就列舉如下:
(1)十進位制記數法和零的採用。

十進位制記數法在我國原始社會就已經形成,完成於奴隸社會初期的商代,到商代已發展為完整的十進制系統,並且有了“十”、“百”、“千”、“萬”等專用的大數名稱。1899年從河南安陽發掘出來的象形文字,說明我國在公元前1600年,已經採用了十進位值制記數法,早於第二發明者印度1000多年。0是極為重要的數字,0的發現被稱為人類偉大的發現之一。 “0”這一數學符號的發明應歸功於公元6世紀的印度人。他們最早用黑點(·)表示零,後來逐漸變成了“0”。 0在我國古代叫做金元數字,(意即極為珍貴的數字),說起“0”的出現,應該指出,我國古代文字中,“零”字出現很早,使用也較廣泛。


(2)二進位制思想起源。源於《周易》中的八卦法,早於第二發明者德國數學家萊布尼茲(公元1646—1716)2000多年。

著名的哲學家、數學家萊布尼茨(1646—1716)發明了對現代計算機系統有著重要意義的二進制,不過他認為在此之前,中國的《易經》中已經提到了有關二進制的初步思想。從《易經》可以看到二進制的起源,中國古代的二進制運用與現代電子計算機中的運用相同。我國上古的伏羲時代就有了《周易》,《周易》是研究日月之間的變化的一門科學,通過卦爻來說明天地之間、日月系統以內人生與事物變化的大法則,就藉助了二進制手段。


(3)幾何思想起源。源於戰國時期墨翟的《墨經》,早於第二發明者歐幾里德(公元前330—前275)100多年。
著名的《墨經》中給出了某些幾何名詞的定義和命題,例如:“圓,一中同長也”、“ 平,同高也”等等。墨家還給出有窮和無窮的定義。
《墨經》中有8條論述了幾何光學知識,它闡述了影、小孔成像、平面鏡、凹面鏡、凸面鏡成像,還說明了焦距和物體成像的關係,這些比古希臘歐幾里德(約公元前330—275)的光學記載早百餘年。在力學方面的論說也是古代力學的代表作。對力的定義、槓桿、滑輪、輪軸、斜面及物體沉浮、平衡和重心都有論述。而且這些論述大都來自實踐。《墨經》光學八條,反映了春秋戰國時期我國物理學的重大成就。
(4)勾股定理(商高定理)。發明者商高(西周人),早於第二發明者畢達哥拉斯(公元前580—前500)550多年。
勾股定理是幾何學中一顆光彩奪目的明珠,被稱為“幾何學的基石”,而且在高等數學和其他學科中也有著極為廣泛的應用。正因為這樣,世界上幾個文明古國都已發現並且進行了廣泛深入的研究,因此有許多名稱。西方稱畢達哥拉斯定理或畢氏定理(英文:Pythagorean theorem或Pythagoras's theorem)是一個基本的幾何定理,相傳由古希臘的畢達哥拉斯首先證明。據說畢達哥拉斯證明了這個定理後,即斬了百頭牛作慶祝,因此又稱“百牛定理”。 法國和比利時稱為驢橋定理,埃及稱為埃及三角形。
我國是發現和研究勾股定理最古老的國家之一。我國古代數學家稱直角三角形為勾股形,較短的直角邊稱為勾,另一直角邊稱為股,斜邊稱為弦,所以勾股定理也稱為勾股弦定理。在中國,在公元前1000多年前,《周髀算經》記載了勾股定理的公式與證明,相傳是在商代由商高發現,故又稱之為商高定理;三國時代的趙爽對《周髀算經》內的勾股定理作出了詳細註釋,又給出了另外一個證明。目前初中數學教材的證明方法採用趙爽弦圖,證明使用青朱出入圖。

青朱出入圖


勾股定理是一個基本的幾何定理,它是用代數思想解決幾何問題的最重要的工具之一,是數形結合的紐帶之一。


(5)幻方。我國最早記載幻方法的是春秋時代的《論語》和《書經》,而在國外,幻方的出現在公元2世紀,我國早於國外600多年。
幻方又稱為魔方,方陣或廳平方,它最早起源於我國,宋代數學家楊輝稱之為縱橫圖。幻方的幻在於:無論取哪一條路線,最後得到的和或積都是完全相同的,即在一個由若干個排列整齊的數組成的正方形中,圖中任意一橫行、一縱列及對角線的幾個數之和或積都相等,具有這種性質的圖表,稱為“幻方”。我國古代稱為“河圖”、“洛書”, 中國漢朝的數術記遺中,稱之為九宮算,又叫九宮圖。又叫“縱橫圖”。
在中國古典文獻《易經》中記載了洛書的傳說:公元前23世紀大禹治水之時,一隻巨大的神龜出現於黃河支流洛水中,龜甲上有9種花點的圖案,分別代表1,2,3,4,5,,6,7,8,9這9個數,而3行、3列以及兩對角線上各自的數之和均為15,世人稱之為洛書。
南宋數學家楊輝著《續古摘奇算法》把類似於九宮圖的圖形命名為縱橫圖,書中列舉3、4、5、6、7、8、9、10階幻方。其中所述三階幻方構造法:
“九子斜排,上下對易,左右相更,四維挺出,戴九履一,左三右七,二四為肩,六八為足”,比法國數學家Claude Gaspar Bachet提出的方法早三百餘年。
三階幻方。射鵰英雄傳裡黃蓉也背過這段三階幻方的口訣。
幻方最早記載於我國公元前500年的春秋時期《大戴禮》中,這說明我國人民早在2500年前就已經知道了幻方的排列規律。而在國外,公元130年,希臘人塞翁才第一次提起幻方。

我國不僅擁用幻方的發明權,而且是對幻方進行深入研究的國家。公元13世紀的數學家楊輝已經編制出3-10階幻方,記載在他1275年寫的《續古摘廳算法》一書中。在歐洲,直到1514年,德國著名畫家丟勒才繪製出了完整的四階幻方。


(6)分數運算法則和小數。中國完整的分數運算法則出現在《九章算術》中,它的傳本至遲在公元1世紀已經出現。印度在公元7世紀才出現了同樣的法則,並被認為是此法的“鼻祖”。我國早於印度500多年。

中國運用最小公倍數的時間則早於西方1200年。運用小數的時間,早於西方1100多年。


(7)負數的發現。這個發現最早見於《九章算術》,這一發現早於印度600多年,早於西方1600多年。

據史料記載,早在兩千多年前,我國就有了正負數的概念,掌握了正負數的運算法則。我國三國時期的學者劉徽在建立負數的概念上有重大貢獻。劉徽首先給出了正負數的定義,他說:“今兩算得失相反,要令正負以名之。”意思是說,在計算過程中遇到具有相反意義的量,要用正數和負數來區分它們。劉徽第一次給出了區分正負數的方法。他說:“正算赤,負算黑;否則以邪正為異”。 我國古代著名的數學專著《九章算術》(成書於公元一世紀)中,最早提出了正負數加減法的法則:“正負數曰:同名相除,異名相益,正無入負之,負無入正之;其異名相除,同名相益,正無入正之,負無入負之。” 除《九章算術》定義有關正負運算方法外,東漢末年劉烘(公元206年)、宋代揚輝(1261年)也論及了正負數加減法則,都與九章算術所說的完全一致。特別值得一提的是,元代朱世傑除了明確給出了正負數同號異號的加減法則外,還給出了關於正負數的乘除法則。負數在國外得到認識和被承認,較之中國要晚得多。在印度,數學家婆羅摩笈多於公元628年才認識負數。直到十七世紀荷蘭人日拉爾(1629年)才首先認識和使用負數解決幾何問題。


(8)盈不足術。又名雙假位法。最早見於《九章算術》中的第七章。在世界上,直到13世紀,才在歐洲出現了同樣的方法,比中國晚了1200多年。

盈不足術是我國古代計算盈虧類問題的一種算術方法,借有餘、不足以求隱含之數,為《周禮》九數之一。《九章算術·盈不足》:“今有共買物,人出八,盈三;人出七,不足四。問:人數、物價各幾何?答曰:七人,物價五十三。”。在11—13世紀一些阿拉伯數學家的著作中,也出現了盈不足術,並稱之為天秤術或契丹算法。當時阿拉伯人所說的“契丹”,即指中國,這也說明古代中國的盈不足術處於世界前沿。


(9)方程術。與現今不同,線性方程組在古代稱為方程,其解法稱為方程術。最早出現於《九章算術》中,其中解聯立一次方程組的方法,早於印度600多年,早於歐洲1500多年。在用矩陣排列法解線性方程組方面,我國要比世界其他國家早1800多年。


(10)最精確的圓周率“祖率”。中國數學家劉徽在註釋《九章算術》時(公元263年)只用圓內接正多邊形就求得π的近似值,得出精確到兩位小數的π值,他的方法被後人稱為割圓術,其中有求極限的思想。南北朝時代的數學家祖沖之利用割圓術進一步得出精確到小數點後7位的π值(公元466年),給出不足近似值3.1415926和過剩近似值3.1415927,還得到兩個近似分數值,密率355/113和約率22/7,其中密率是分子分母在1000以內的最佳值,歐洲直到十六世紀德國人鄂圖(valentinus otto)和荷蘭人安託尼茲(a.anthonisz)才得出同樣結果;這一紀錄在世界上保持了一千年之久。為紀念祖沖之對中國圓周率發展的貢獻,將這一推算值用他的名字被命名為“祖沖之圓周率”,簡稱“祖率”。阿拉伯數學家卡西在15世紀初求得圓周率17位精確小數值,打破祖沖之保持近千年的紀錄。德國數學家柯倫於1596年將π值算到20位小數值,後投入畢生精力,於1610年算到小數後35位數,該數值被用他的名字稱為魯道夫數。


(11)等積原理。又名“祖𣈶”原理。保持世界紀錄1100多年。

等積原理是由我國南北朝傑出的數學家祖沖之的兒子祖𣈶(數學家、天文學家)首先提出來的。他同其父祖沖之一起圓滿解決了球面積的計算問題,得到正確的體積公式。現行教材中著名的“祖𣈶原理”,在公元五世紀,是祖𣈶對世界數學的傑出貢獻。祖𣈶總結了劉徽的有關工作,提出“冪勢既同則積不容異”,即“等高的兩立體,若其任意高處的水平截面積相等,則這兩立體體積相等”,這就是著名的祖𣈶公理(或劉祖原理)。祖𣈶應用這個原理,解決了劉徽尚未解決的球體積公式。該原理在西方直到十七世紀才由意大利數學家卡瓦列利﹝Bonavent uraCavalieri﹞發現,比祖𣈶晚一千一百多年。


(12)二次內插法。隋朝天文學家劉焯最早發明,早於“世界亞軍”牛頓(公元1642—1727)1000多年。

我國古代早就發明了內插法(內插法是用一組已知的未知函數的自變量的值和與它對應的函數值來求一種未知函數其它值的近似計算方法,是一種數值逼近求法,天文學上和農曆計算中經常用的是白塞爾內插法。內插法當時稱為招差術,如公元前1世紀左右的《九章算術)中的“盈不足術”即相當於一次差內插(線性內插);公元600年,隋代劉焯在制訂《皇極曆》時,在世界上最早提出了等間距二次內插公式(拋物線內插);這在數學史上是一項傑出的創造,唐代僧一行在其《大衍曆》中將其發展為不等間距二次內插公式;元朝作《授時歷》的郭守敬進一步發明了三次差內插法。在劉焯1000年後,郭守敬400年後,英國牛頓才提出內插法的一般公式。


(13)增乘開方法。增乘開方法為中國古代數學中求高次方程數值解的一般方法,在現代數學中又名“霍納法”。

我國宋代數學家賈憲最早發明於11世紀,比19世紀英國數學家霍納提出的時間早800年左右。它由11世紀的賈憲首創,中經12世紀的劉益,到13世紀秦九韶最後完成,19歐洲出現的霍納法的步驟以及現代數學中綜合除法的原理與它相同。該方法由《九章算術》的開方術衍生而來,經過賈憲、劉益、楊輝等人的推廣和傳播,到13世紀被髮展成為求高次方程數值解的系統方法,秦九韶、李冶、朱世傑的著作中都有記載,其中以秦九韶的《數書九章》論述最為詳細。霍納在1819年發表的《解所有次方程》論文中的算例,其算法程序和數字處理都遠不及五百多年前的秦九韶有條理;秦九韶算法不僅在時間上早於霍納,也比較成熟。增乘開平方法是北宋數學家賈憲發明的開方法,原收《釋鎖算書》一書。賈憲原作已佚,但他對數學的重要貢獻,被南宋數學家楊輝引用,被抄入《永樂大典》卷一萬六千三百四十四,幸得以保存下來,現存英國劍橋大學圖書館。


(14)楊輝三角。楊輝三角形,又稱賈憲三角形,帕斯卡三角形,是二項式係數在三角形中的一種幾何排列,實際上是一個二項展開式係數表。它本是賈憲創造的,見於他著作《黃帝九章算法細草》中,後此書流失,南宋人楊輝在他的《詳解九章算法》中又編此表,故名“楊輝三角”。 楊輝三角最本質的特徵是,它的兩條斜邊都是由數字1組成的,而其餘的數則是等於它肩上的兩個數之和。楊輝三角形所蘊含的數字排列規律,讓我們在感受數學美的同時,也體會到它的趣味性和實用性。

在世界上除了中國的賈憲、楊輝,第二個發明者是法國的數學家帕斯卡(公元1623—1662),他的發明時間是1653年,比賈憲晚了近600年。


(15)中國剩餘定理。又稱孫子定理,是中國古代求解一次同餘式組的方法。中國剩餘定理,實際上就是解聯立一次同餘式的方法。這個方法最早見於《孫子算經》,1801年德國數學家高斯(公元1777—1855)在《算術探究》中提出這一解法,西方人以為這個方法是世界第一,稱之為“高斯定理”,但後來發現,它比中國晚1500多年,因此為其正名為“中國剩餘定理”, 它是數論中一個重要定理。


(16)數字高次方程方法,又名“天元術”。 中國古代求解高次方程的方法。13世紀,高次方程的數值解法是數學難題之一。 天元術是中國古代的代數學方法之一種,是中國古代建立高次方程的方法。1248年,金代數學家李冶在其著作《測圓海鏡》、《益古演段》中,系統地介紹了用天元術建立二次方程,並巧妙地把它表達在籌算中。元代數學家王恂廣泛使用天元術解高次方程。這個方法早於世界其他國家300年以上,為以後出現的多元高次方程解法打下很好的基礎。


(17)招差術。招差術即高次內插法,是現代計算數學中一種常用的插值方法,也就是高階等差級數求和方法。從北宋起中國就有不少數學家研究這個問題,到了元代,朱世傑首先發明瞭招差術,使這一問題得以解決。在世界上,比朱世傑晚近400年之後,牛頓才獲得了同樣的公式。中國古代關於高階等差數列和的差分能否相分於求內插公式的方法。朱世傑的《四元玉鑑》(1303)卷中“如像招數”中的問題都是討論招差問題的。
其中朱世傑給出了一個四次招差公式:
這與牛頓插值公式一致,但牛頓提出這一公式晚於朱世傑三百多年。

招差術的創立、發展和應用是中國數學史和天文學史上具有世界意義的重大成就。


參考文獻:
1.《探究勾股定理》同濟大學出版社
2.《 神奇的縱橫圖》
3.《九章算術》張蒼 耿壽昌
4.《楊輝三角與棋盤形街道走法》 琚國起

SummerClover


我是一位專業從事與數學有過的教學工作者,我希望可以從淺顯、務實的角度對這個問題做個解答,也希望網友不要沒有看完全文就開噴!



首先解釋一下,中國人數學很牛是個偽命題,我從以下兩點來分析:

1、我們認為的數學牛,主要停留在基礎數學階段,具體來說主要是指小、初高、大學應試數學及奧數!但一個非常諷刺的事實是我們現行的數學體系完全來源於歐美等西方,也就是說我們學著歐美幾百年前的基礎數學成果卻產生種種不切實際的錯覺!另外我們前幾十年的奧數完全是傾全社會之力,哪怕我們年年拿世界第一也沒有任何驕傲的資本!

2、東方文化使然,我們總是有一種不願接受現實的天然自信,並時常自我感覺非常良好。數學這門學科不像物理等經典科目,很難有被大眾所感知的直接科研成果,我們普通大眾對數學的理解主要停留在加減乘除等運算方面,而這恰恰是最大的誤解,數學這門學科及其分支在西方已經發展的非常迅速,甚至數學領域的公司都遍地開花,而中國呢?現在數學停留在課堂上。



為什麼中國近現代在數學領域的研究不盡如人意呢?

1、體制問題是根本:我們的基礎數學完全是為應試教育服務的,以應試教育為根本導向。我們現行教學模式及教學體系根本就是填鴨式的機械式訓練,毫無創新而言。甚至就拿教材內容來說,初高中的核心知識點幾十年沒有任何變動,老師要做的就是變著花樣讓學生記住、會做題就行了。一個不容忽視的現象是:即使數學成績好的,有幾個會專門繼續從事數學研修呢?

2、中國傳統文化及教學模式,束縛了學生的發散式思維及獨立思考能力,我們的學生也普遍缺乏創新性思維(一個重要的原因是連老師都不具備,何來學生呢?)還有一個眾所周知的原因是,要想在理論方面有實質的科研及理論研究成果,我們至少要能熟悉西方經典的及最新的理論研究,可是現階段可行嗎?現在絕大多數人知道的都是老掉牙式的結果。

3、另外一個阻礙我們出數學理論成果的重要原因是,我們的科研經費分配及使用制度,研究人員的經濟條件等非常現實的原因都無法保證一個熱愛數學的高級知識分子有精力專心搞研究!


銘師道


過去有人一直認為,中國人擅長數學,其實這是一種假象。我還沒有發現中國人在數學上有特殊的天賦。曾經有人問楊振寧,你認為中國人什麼時候在諾貝爾獎上有斬獲?楊振寧說,這個事情急不得,要打好基礎。楊振寧提出,中國應該先從數學領域入手,可以在這方面做貢獻。楊振寧並不是說中國人的數學天賦就一定比外國人強,而是認為,做物理需要實驗,實驗需要花大錢,以中國的國力,還不具備物理實驗“遍地開花”的局面。而研究數學,只需要一臺計算機就可以,在成本上要實惠的多。

如果要研究中國人為什麼在數學上缺乏科學歷史上的第一流成就,首先要定義提問中的“中國人”這個概念。如果中國人的概念包括華人,中國人還是不錯的,比如丘成桐,“數學皇帝”,勉強可以排進古今數學家前20。丘成桐是華人也是中國人在數學領域的第一人。還有一個陶哲軒,數學界的諾貝爾獎,菲爾茲獎獲得者。他們都是數學超級大牛。而華羅庚不算超級大牛,勉強也算一流,比他們差一個檔次。陳景潤比他們再差一個檔次。問題在於,超級大牛們都是在國外接受的高等教育。

我一個朋友,華人,在普林斯頓做研究員。他是一位數學大師。為了研究一個課題,他可以閉關研究6個月。期間斷絕所有的對外通訊。這個在中國的大學可能被允許嗎?教授們被迫每年要完成論文任務,哪有心思去做自己想做的課題?

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懷疑探索者


1丶《幾何原本》是一部偉大的數學著作,對人類數學及科學推動與發展,起到了不可估量的作用。

實踐出真知。科學來源於實踐。幾何學源於古代埃及。古埃及地處沙漠地帶,肥沃的農田都在尼羅河兩岸。尼羅河每年河水氾濫都會淹沒兩岸農田。河水退卻後埃及人都要重新丈量農田。這種客觀需要促進了幾何學的發展。歷經千百年的知識積累,形成了幾何學知識體系。

歐幾里德作為古埃及傑出學者,站在前人的肩上,總結了前人的成果,寫出了《幾何原本》這一傳世之作。幾何學各種定理,古埃及人早已掌握,並在實際生活中得到應用。歐幾里德的最突出的貢獻是將幾何學公理化、邏輯化。因此,他是幾何學的集大成者。

2丶中國的《九章算術》與古埃及的《幾何原本》為同時代的著作。它們的共同點,不在於僅僅提出幾個具體定理和計算公式。而在於它們為人類社會貢獻和發展出兩種不同的數學體系。

《幾何原本》是從演繹邏輯出發,研究物體空間關係,並形成公理化體系的數學。《九章算術》作為中華先人從實踐中總結出來的智慧結晶,則是另一種以算法為中心,研究純數量關係的數學體系。其特點是,計算特別發達,程序化、機械化特徵明顯,特別適合算籌、算盤和計算機的運算。

在中國2000多年的歷史上,中國曆代數學家的重要數學成果,均採取為《九章算術》作注的形式公之於世,足見其影響巨大。

在上個世紀80年代到90年代《九章算術》再次引發國內外數學家們的研究熱潮。由於現代電子計算機的出現,其所需的數學方式方法正與《九章算術》傳統的算法體系相符合。中國著名數學家吳文俊先生受到《九章算術》的啟發,發展了他的數學機械化理論。他於1987年就預言:《九章算術》所蘊含的思想和影響,必將日益顯著。在下個世紀中將凌駕於《幾何原本》體系之上,不僅是可能的,甚至說已成定局。

3丶從古代的算籌、算盤到現代計算機,遵循的是一種機械化算法體系。只要掌握、輸入算法口訣或算法編程,就可以通過機械化方式運算下去,得出所需結果。省去許多繁瑣、耗時、低效的人工證明過程。如今不用傳統邏輯推理方法,也可以證明幾何定理。用機械化算法編程計算機快速運算替代人工繁瑣證明推理,是人類數學發展的大趨勢,不可逆轉。

4丶吳文俊(1919.5.12一2017.5.7),中科院院士,中國數學界泰斗級數學家。早年畢業於上海交大,法國斯特拉斯堡大學博士。1991年當選第三世界科學院院士。2000年獲國家最高科學技術獎。吳先生早年專攻拓撲學,他的示性類丶示嵌類研究,為拓撲學做了奠基性工作。被國際數學界稱為吳公式丶吳示性類丶吳示嵌類。

他1974年開始研究中國數學史。發現中國傳統數學的機械化思想與現代計算機科學是相通的,創立了“數學機械化理論”。提出了用計算機證明幾何定理的方法(國際數學界稱為吳方法)。實現了高效的幾何定理的自動證明。該成果於1997年獲“國際Herbrand自動推理傑出成就獎”。授獎辭中說,吳文俊的工作“不僅限於幾何,他給出了由開普勒定律推導出牛頓定律,化學平衡問題,與機器人問題的自動證明。他將幾何定理證明由一個不太成功的領域變為最成功的領域之一”。他建立的非線性方程組吳消元法,是求解代數方程組最完整的方法之一。他給出了多元多項式組的零點結構定理,是構造代數幾何的重要標誌。

5丶科學無國界,文明是相通的。近現代數學是人類文明共同的成果,不為某一地區所專有。構成數學的最初始、最基礎的東西都來自亞洲和非洲。拉丁字母來源於東方的腓尼基字母。六十進位制來自亞洲古巴比倫。十進制和二進制來自中國、古埃及。阿拉伯數字和零的使用是印度人的發明,經由阿拉伯人傳入歐洲。幾何學最早產於古埃及,公元十世紀,英國才從阿拉伯文將《幾何原本》翻譯成英文(明朝時《幾何原本》傳入中國)。阿拉伯代數學與阿拉伯醫學(現代西醫前身)一起傳入歐洲。中國的造紙術、印刷術加速了科技的在世界範圍內後傳播和普及。試問沒有這些基礎的東西哪有現代數學和科技的發展?歐洲在近代取得巨大進步,走到了人類社會前列。尤其是西中歐的日耳曼人,古代羅馬人眼中的蠻族,更實現跨躍式進步,取得輝煌璀璨的業績。這正符合人類社會的發展規律,沒有誰會永盛不衰,也沒有哪個民族或地區可以長久專美於世界。把人類共同的文明成果,全部歸於某一地區或某一國這是違背基本歷史史實的。只能是在人類漫長文明發展史上,在某一歷史階段這一地域或國家貢獻大些,在下一個歷史階段另一地域或國家貢獻大些。這才是歷史的真實。

吳文俊院士


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