科普:有關數學的起源以及阿拉伯數字的來由

數學起源於什麼?

科普:有關數學的起源以及阿拉伯數字的來由

數學的歷史開始於結繩記事。大約在300萬年前,處於原始社會的人類用在繩子上打結的方式來表示事和數,並以繩結的大小來表示野獸的大小,數的概念就這樣逐漸發展起來。在距今約五六千年前,古埃及人較早地學會了農業生產。當時,尼羅河每年會定期氾濫,淹沒耕地,埃及國王便派人丈量每戶損失的土地,以相應減免他們的地租。這種對於土地的測量,最終催生了幾何學。數學就是從“結繩記事”和“土地測量”開始的。約兩千年前,古希臘人繼承和發展了這些數學知識,並將數學發展為一門學科。

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為何古代稱“數學”為“算術”?在我國古代,“算”指一種竹製的計算器具,“算術”是指操作這種計算器具的技術,也泛指當時一切與計算有關的數學知識。“算術”一詞正式出現於《九章算術》中。在隋唐時代,國家成立了培養天文家和數學家的專門機構一“算學”,它相當於現在大學裡的數學系,教學用中國古代數學家祖沖之書有《孫子算法》《五曹算經》《九章算術》等算術書。從19世紀起,西方的一些數學學科,包括代數、幾何、微積分、概率論等相繼傳入我國,西方傳教士多使用“數學”,中國古算術則仍沿用“算學”。1935年,中國數學會確立了“算術”的意義,而算學與數學仍並存使用。直至1939年,清華大學才把“算學系”改為“數學系”。

為何說歐幾里德是“幾何之父”呢?古希臘數學家歐幾里德生於雅典,希臘古典數學及各種科學文化的教育對他影響極大,30歲時他就已經成為著名的學者。古希臘的數學歷史悠久,曾經出現過一些幾何學著作,但這些著作只討論某一方面的問題,內容也不夠系統。歐幾里德彙集前人成果,先提出定義、公理、公式,然後由簡到繁,確定了平面圖形、立體圖形、整數、分數和比例的定理和公式,編寫了《幾何原本》這本數學鉅著。此書具有極其重大的學術價值,奠定了幾何學的基礎。2000多年來,這本專著一直作為幾何的標準課本使用。因此,歐幾里德被稱為“幾何之父”。

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為何日常計數要用十進位制?

我們從0數到10,再往下數就是11,12,13,...,21,22,…這種數完10個數便往前進一位的計數方法,就是十進位制。在生產力十分低下的遠古時代,古人要數清獵物,十指自然地成為了最早的“計算器”。而當獵物數量增多後,僅用10個手指已數不過來,人們便加了一些輔助工具。比如,10個手指數完了,便在地上擱塊石頭,再重新使用手指。經過多次的反覆計算和總結經驗,人類就發明了十進位制,並將其廣泛應用到社會生活中的各個方面。因為十進位制簡便易行,到20世紀初,世界上大多數國家都將十進位制作為標準度量衡單位。

為什麼阿拉伯數字能通行世界?

我們平常所用的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9這10個數字叫阿拉伯數字,它在世界各地都是通用的。實際上,阿拉伯數字是印度人在大約1500年前發明的。後來,在亞洲經商的阿拉伯人學會了這些數字,並將它們帶到了歐洲,歐洲人便稱之為阿拉伯數字。阿拉伯數字書寫起來既節省時間,又節省空間,計算起來也非常方便,深受歐洲人歡迎,使用非常廣泛。此外,從公元7世紀開始,阿拉伯人便向外擴張勢力,阿拉伯數字也隨之傳播開來,最後成為世界上通用的數字寫法。現在,阿拉伯數字已成為人們學習、生活和交往中最常用的數字。

高斯如何算出“1+2+3+…+100=?”的高斯是德國著名的數學家。在他10歲那年,一次算術課上,老師出了一道題:“1+2+3+…+100=?”高斯很快便舉手發言,說這100個數的和是5050。老師感到很好奇,問高斯是怎樣在這麼短的時間內準確地算出這個結果的。原來高斯發現從1到100這100個數中,有一個規律,即按次序把頭尾兩個數相加的和都是101,如1+100、2+99…這100個數共湊成50對101,這樣便很快得出和為5050。高斯的這種算法是一種簡便運算。


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