_周易_与中国传统数学_陈玲

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儒学研究二○一四年第二期

家经典研究

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收稿日期:2014-01-29

基金项目:中央高校基本科研业务费项目“道教思想与数学思想互动社会功能研究”(2013221004)

作者简介:陈玲,女,福建莆田人,厦门大学哲学系副教授,哲学博士。

《周易》与中国传统数学

陈玲

(厦门大学哲学系,福建厦门361005)

摘要:在中国传统文化中,有“《周易》是史”的重要观点。从“《周易》是史”的角度出发,可以解析《周易》与中国传统数学思想史的关系。《周易》虽然没有直接展示出某个数学定律、数学

定理或经验公式等数学内容,但它彰显出的数学思想(和方法)却一直在中国传统数学中发挥作

用。秦九韶、李冶、杨辉、朱世杰等中国传统数学家们所取得的杰出数学成就,均显示出《周易》的

影响。揭示《周易》所蕴含的数学思想,是传承中国传统文化的重要工作。

关键词:《周易》;中国传统数学;数学思想

中图分类号:N09文献标识码:A文章编号:0438-0460(2014)02-0066-07

在中国传统文化中,有“《周易》是史”的重要观点。对《周易》的研究,目前学界主要集中在对其哲理的研究,而较少涉及对其数理的研究。本文试图通过对《周易》与中国传统数学关系的解析,阐明《周易》所蕴含的数学思想对传承中国传统文化的积极意义。

一、从“《周易》是史”的观点解析《周易》

在中国传统文化中,有“《周易》是史”的重要观点,认为《周易》经、传乃至卦、爻符号,都是一种历史记录,包含历史记叙或历史意义。《淮南子》就持《易》为上古史的看法。四部分类法始于晋代,它打破了原先史书隶属于经的观念;隋代王通提出了“三经(《书》《诗》《春秋》)皆史”之说;到了宋代,程颐提出了“九经(其中有《周易》)皆史”之说,南宋李光《读易详说》、杨万里《诚斋易传》也提出以史证易;元、明两代,有“五经皆史”和“六经皆史”之说,从王阳明开始,则明言《易经》是史;清代章学诚提出“六经皆史”的理论。他在《文史通义》(1832)中开宗明义地指出:“《六经》皆史也。古人不著书,古人未尝离事而言理,《六经》皆先王之政典也。”[1]章学诚“六经皆史”的真正含义是建立在他对经这一本义理解的基础之上:“《易》曰:‘上古结绳而治,后世圣人易之以书契,百官以治,万民以察’。夫为治为察,所以宣幽隐而达形名,布政教而齐法度也,未有以文字为一家私言者也。《易》曰:‘云雷屯,君子以经纶’。经论之言纲纪世宙之谓也。……六经初不为尊称,义取经纶为世法耳,六艺皆周公之政典,故立为经。”[2]

章学诚所理解的经之本义,既不同于后人所说的诗、书、礼、易、乐、春秋这传统的六经,也不同

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5于以文字为一家私言的经书,而是指以“治”为核心的“经纶”。也就是说,《六经》并非古代圣人立

言垂教后世的空言,而是当时统治者治理国家大事以及所制定的各种典章制度的记录。

经的本义是指织布的纵线,与“纬”相对,东汉许慎《说文解字·系部》曰:“经,织也。从糸,巠

声。”清段玉裁注曰:“织之纵丝谓之经。必先有经,而后有纬,是故三纲、五常、六艺谓之天地之常经。”最早的“经”字写作“巠”,见于周代青铜铭文。大盂鼎、毛公鼎、晋姜鼎均有“巠”字;虢季子白

盘、齐陈曼簠、叔夷钟均有“经”字。西周早期器大盂鼎有“敬雍德巠”,晚期器毛公鼎有“肇巠先王

令”,东周器晋姜鼎有“巠雍明德”。在郭沫若看来,“经”的初字应为“巠”,所以“经”应是后起字。他认为:“大盂鼎‘敬雍德巠’,毛公鼎‘肇巠先王令’,均因乃用巠为经。余意盖经之初字也。观其字形,前鼎作巠,后鼎作巠,均像织机之纵线形。从系作之经,字之稍后起者也。《说文》分巠、经为二字,以巠属于川部,云‘巠水脉也,从川在一下,一地也,壬省声,一曰水冥巠也’。说殊迂阔。”[3]

可以认为,“巠”“经”应该是同一个字。“巠”是早期的字,“经”则是中后期的字。《毛公鼎》的“肇巠先王令”和《大盂鼎》的“敬雍德巠”,这两处的“巠”都是指先人事而存在的纲纪的经纶,与章学诚所说的经的本义是完全相同的。在此基础上,章学诚才提出了“六经皆史”的论断。他反复强调,《六经》之所以是史,就是因为“《六经》皆先王得位行道,经纬世宙之迹,而非托于空言”,[4]由此出发我们可以说“六经”皆史、“六经皆先王之政典”。章学诚还进一步指出:古代根本就“无经史之别,六艺皆掌之史官”,[5]而且《六经》是“先王之政典”的记录之所以得到重视,只是因为“以其即三代之史耳”。[6]在这里,章学诚揭示了《六经》的根本性质,实际上是属于经世致用的史籍。

《易教》篇所说的“《易》以天道而切人事”说明了天道而为人事的全部过程,《周易·系辞》又曰:“古者包犠氏之王天下也,仰则观象于天,俯则观法于地。观鸟兽之纹,与地之宜。近取诸身远取诸物。于是始作八卦,以通神明之德,以类万物之情。”[7]

至此,可以说《周易》属于章学诚所说的六经之一道理充足。《文史通义·内篇·易教》对《周易》进行了详细的论述,虽然其原意是旨在通过对《周易》的考证来厘清器与道的关系问题,但我们也可以由此推之,《周易》显然是可以被当做史料加以对待的。章学诚意在通过《易》是先王之圣典也———六经先王之圣典也———六经皆史这样的思想脉络,理出文献的通事理关系。其“六经皆史”的史学观,旨在打通经、史、文之间的隔膜。可见,《易》经是史的观点顺理成章。

章太炎也曾认为,易经前十二卦讲述的是人类文化发展的历史,“《易经》也是史。”[8]而仔细考察《易经》,则可以认为它是一部殷周奴婢的起义史。[9]同时,它也是古代人们了解天、地、风、火等自然现象及规律之史。可以说,《周易》是和《左传》《史记》一样的史书,其反映的是我国先民从原始社会到殷周时期的全部史事。“乾、坤两卦是绪论,既济、未济两卦是余论,自屯卦至离卦为草昧时代至殷末之史,自咸卦至小过卦为周初文、武、成时代之史。”[10]有学者解释《易经》的“九”和“六”的概念,将卦爻辞、卦象与先秦古籍互证,将其看做是商周之交8年的改朝换代史。而《周易》与其他史籍的不同之处,就在于它以每隔9天或6天占卜一次的形式来记述商周之交的历史大事,这也很好地解释了《周易》既是一部筮辞编集同时又是一部古史这一特殊文化现象。[11]

从“《周易》是史”的观点来读《周易》,将此与现代历史发展的情况和时代潮流的大势结合起来看,人们很自然地会把它和科学史结合起来进行研究。人类历史上有古代科学史、近代科学史、现代科学史,既言《周易》是史,那么在中国,这种结合型的研究,不论就其内在或外在来讲,都是应该的和必须的。以下,我们专门谈《周易》与中国传统数学史。

二、《周易》中彰显着丰富的数学思想和数学方法

诚然,通过认真研究中国传统数学史,并没有看到从《周易》中直接得到某个数学定律、数学定

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25理或经验公式、数学定论。然而,人们特别是中国历代著名数学家却对《周易》情有独钟。在他们的数学活动及数学成果中,是高眼看待《周易》的。

通常认为:中国传统数学体系确立的标志是《九章算术》(约公元1世纪)的出现;中国传统数学理论体系确立的标志是“《九章算术》刘徽注”(公元263年)的出现。刘徽注《九章算术》时,开头有个重要的“序”,这个序的首句是:“昔在包牺氏始画八卦,以通神明之德,以类万物之情,作九九之术,以合六爻之变。”[12]其中,如包牺氏、八卦、九九之术、六爻等,是紧紧地连着《周易》的。

中国传统数学“算经十书”(《周髀算经》《九章算术》《孙子算经》《五曹算经》《夏侯阳算经》《张丘建算经》《海岛算经》《五经算术》《缀术》《缉古算经》)中,最早的一部《周髀算经》说:“数之法出于圆方,圆出于方,方出于矩,矩出于九九八十一。”也就是说,数的艺术是从圆形和方形开始的。正多边形的极限,是由圆内接正多边形经过无数次倍边之后才形成的。木匠做工用的曲尺称为矩,也就是方中的直角,方之所以出于矩,是因为非矩不能作。“这里已包含用数的性质来研究形的性质,将数与形紧密结合在一起进行考察的思想。”[13]其中,对九九之术格外重视。“矩出于九九八十一”,中国古人对乘法口诀的简称是“九九”,乘法口诀是从“九九八十一”而起的。中国传统数学思想中所谓“九九”,最早是九九乘法口诀的称谓。《易·本命》中就有“三三九”的口诀。

又如《周易》四十六卦《易·升》曰:“君子以慎德,积小以成高大。”数学上,积乃众数聚居之称。有面积、体积等之称。乘得之数曰积,如2?2=4称为积。《周易》中的积和数学中的积,思想同归一脉。

中国传统数学自秦汉确立体系之后,在三国两晋南北朝一直到隋唐得到充实和提高,至宋元达到鼎盛时期,居于世界数学的最高峰。就在鼎盛时期最著名的数学四大家秦(九韶)、李(冶)、杨(辉)、朱(世杰)中,也无一不垂青《周易》。如秦九韶创立了具有世界意义的“大衍求一术”(一次同余组),就是把数学方法同演卦结合起来,采用《易·系辞上》中的大衍之数五十,并将其命名为“大衍求一术”。

此命名说明秦九韶是受了《周易》“蓍卦发微”思想的影响,他认为圣贤已采用大衍之术,“圣有‘大衍’,微寓于易。奇余取策,群数皆捐。衍而究之,探隐知原”,“数与道非二本也”。《周易·系辞》云:“大衍之术五十,其用四十有九。分而为二以象两,挂一以象三,揲之以四以象四时,归奇于扐以象闰,五岁再闰,故再扐而后卦。”也就是说用来演算的蓍草的根数总数为50,而大衍之术使用的蓍草则为49根,这是取“七七四十九”之意。秦九韶用现代数学语言表达“大衍总数术”: x≡r

i

(mod i),(i=1,2,3,4)

据此可推出,元数:1,2,3,4;定数:1,1,3,4;衍数:12,12,4,3;奇数:1,1,1,3;乘率:1,1,1,3;用数:12,12,4,9;

各用数和:12+12+4+9=37

可得:元数:1,2,3,4;衍数:24,12,8,6;用数:12,24,4,9

“大衍之数五十”即各衍数和:24+12+8+6=50;

“其用四十有九”即各用数和:12+24+4+9=49。

由此,秦九韶将“大衍总数术”的算理与《周易》的哲理有机地结合起来(他的“天意”说法不足取),从而圆满地阐释了筮法和“大衍之数五十,其用四十有九”的来由。[14]实际上,“蓍卦发微”有着不同凡响的意义。“即使从现代的眼光来看,‘蓍卦发微’也并非毫无意义,它不仅以极简单的数字,给出大衍术计算的一个范例,而且它还给人以这样的启示:古老的《易经》可能蕴藏着丰富的、朴素的数学思想。”[15]

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5杨辉是世界上最早对幻方(magic square )进行系统研究的人①,他的

《续古摘奇算法》(1275)中有各种类型的纵横图。我国最早的纵横图,应该属宋代的九宫图,这与易学中的“洛书”

“九宫图”紧紧相联。杨辉孜孜不倦地探索纵横图的构成规律,揭示了纵横图的规律性。他认为三阶和四阶

纵横图的构成方法是:“易换术曰:以十六子依次第作四行排列,先以外四角对换……后以内四角

对换。”标准纵横图则是从1开始,连续n 2个自然数组成n 阶纵横图。非标准型纵横图是不从1开始的以及对角线上的数字和不等于各行数字和的纵横图。杨辉对聚五图、聚六图、聚八图、八图阵、攒九图、连环图等奇异型纵横图也有研究,如他描述连环图是“七十二子总积二千六百二十八,以八子为一队,纵横各二百九十二。多寡相资,邻壁相兼,以九队化一十三队,此见运用之道”。[16]这里的道是道家之道,是指规律。图1左边为杨辉的聚八图,即每个圆周上八个数的和皆为100。右边为攒九图,即每条直径上九个数的和皆为147

图1聚八图和攒九图②

杨辉的奇异型纵横图是多样性和对称性的结合,具有其他数学成果所没有的直观美感,这种体现数字内部规律的巧妙排列是具有一种守恒美的。宋代理学家们将纵横图与《周易》中的“河出图,洛出书,圣人则之”联系起来,认为九宫图就是洛书,也就是伏羲画八卦的依据。杨辉的纵横图对后世影响深远,明清时期程大位、方中通、保其寿等的纵横图研究,都是建立在杨辉的研究基础之上的。

朱世杰在多元高次方程组的解法上创立的“四元术”(《四元玉鉴》,1303年),“立天元一于下,地元一于左,人元一于右,物元一于上”,[17]也是以“太”居中,用天、地、人、物四元来设未知数的,深深地打着易学的烙印。《周易·说卦》云:“昔者圣人之作《易》也,将以顺性命之理。是以立天之道曰阴与阳,立地之道曰柔与刚,立人之道曰仁与义。兼三才而两之,故《易》六画而成卦。”[18]周

①除中国之外,李约瑟(J.Needham ,1900—1995)认为最早讨论幻方的是士麦那的塞翁(Theon of Smyma ,约125年),参见:J.Needham ,Science&Civilisation in China .vol.Ⅲ.Cambridge UnivPress ,1959.中译本《中国科学技术史》(第三卷),北京:中华书局,1980年,第134页。此说出自萨顿(G.Sarton )的《科学史入门》(Introduction to the History of Seience )。参见:vol.I.Williams &Wilkins (1927),272。他认为:“除了中国的传统之外,塞翁最早给出幻方的联想(或暗示)”,原文是:Earliest suggestion of a magic square (excepting the Chinese tradition )。但有学者认为这个说法站不住脚。参见梁宗巨等著:《世界数学通史》(下册),沈阳:辽宁教育出版社,2004年,第44页。

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45易的天、地、人三才说对中国传统数学天元术的产生是有影响的,而朱世杰的四元术正是天元术发展的最高峰。朱世杰称一元方程为“一气混元”,二元方程为“两仪化元”,三元方程为“三才运元”,四次方程为“四象会元”。朱世杰创造了以“四元术”求解四元高次方程组的数值解法,由此成功地解决了高次方程组的建立和求解问题,其成就达到了宋元数学的最高水平。《易经》在中国传统数学中的地位,是不能小视的。

我们的研究并无发现《易经》直接展示出某个数学定律、数学定理或经验公式等数学内容,但它彰显出的数学思想(和方法),却一直在中国传统数学中发挥作用。数学思想(和方法)与数学内容本身是相连的,但数学思想和数学内容本身还是有不一样的地方。所谓的数学思想,就是指数学产生和发展的思想依据和思想方法,也包括数学成果中所蕴含的思想精髓。

在中国传统数学思想发展中的源和流,都深深地打着《周易》的烙印。中国传统数学思想的起源,有学者将之梳理为结绳和书契、规矩和方圆、九九之术、河图洛书、算筹筹算等,其中,《周易》的影响和作用是显而易见的,如河图洛书、九九之术、规矩等都是有力的说明。而在以后的数学思想发展历程中,如上述我们所提到的从刘徽及《九章算术》刘徽注,到秦九韶及《数书九章》的大衍求一术等等,我们可以深刻地体会到《周易》对中国传统数学思想(和方法)具有深刻的影响。

三、传承《周易》中彰显的数学思想

对中华文化的传承和创新,是时代赋予我们的光荣使命。当今人们在探求《周易》的哲理方面成就斐然,值得肯定。然而探求《周易》的数理,成就则不多。实际上,《周易》中彰显(或蕴含)的数学思想(和方法),内容十分丰富。我们以“河图洛书说”为例加以阐述。

河图洛书是我国古代儒家关于《周易》和《洪范》两书来源的传说。《易·系辞上》曰:“是故天生神物,圣人则之;天地变化,圣人效之;天垂象,见吉凶,圣人象之;河出图,洛出书,圣人则之。”《易纬·乾凿度》也云:“太乙取其数以行九宫,四正四维皆合于十五。”郑玄注曰:“春秋纬云:河以通乾出天苞,洛以流坤吐地符,河龙图发,洛龟书感,《河图》有九篇,《洛书》有六篇也。”实际上,郑玄在这里构造了一个天地生成数图和九宫图。他认为《系辞传》中的“天数五”是指1、3、5、7、9这五个奇数,而“地数五”则指的是2、4、6、8、10这五个偶数。将这些奇数和偶数“五位相得而各有合”,按方位配合后即可构成“天地生成之数”。

传说《周易》的来源就是伏羲根据龙马从黄河背负来的“河图”和神龟从洛水背负而来的“洛书”所完成的。“九宫”一词,见于汉徐岳《数术记遗》:“九宫算,五行参数,犹如循环。”“九宫”者,是东汉以前易纬家之说将离、艮、兑、乾、巽、震、坤、坎八卦加中央而合的。九宫实则一个三行纵横图,即世界上最古老的幻方。上文所述杨辉的幻方研究工作,就是起源于对“河图”“洛书”的数字化处理。杨辉所列的20个纵横图中,最简单的两个就是河图洛书。杨辉给洛书的口诀是:“九子斜排,上下对易,左右相更,四维挺出。”[19]该口诀清楚地阐述了洛书“戴九履一,左三右七,二四为肩,六八为足”的三阶纵横图的构造方法,从而揭开了其神秘的面纱。以下是杨辉总结出的洛书幻方构造图(图2)。

幻方实际上蕴育了我国组合数学思想,是古代数学智慧的一个标志,是数学文化中的一朵奇葩,对它的研究也算是中算史上的一种骄傲。

河图洛书是从阴阳、五行、八卦发展而来并将它们内在地包容起来的,河图洛书虽说是传说,但它在中国历史上常年(多年)流传下来并被人们作为思想发展影响着社会这是真实的历史现象。中国历代哲学家们研究河图洛书的哲理,而历代畴人(天文、算学家)则陈述河图洛书的天文、数学之意蕴,故《周易》之数理的意义和作用是回避不了的事实。到了大儒朱熹手中,可以说这个工作

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5有了一个本质性的飞跃和进展。朱熹在他的重要著作《周易本义》之首,就列出河图洛书,以九(九宫)为河图,以十(天地生成数)为洛书(其实际起源于道士陈抟)。这九个易图是:河图、洛书、伏羲八卦次序、伏羲八卦方位、伏羲六十四卦次序、伏羲六十四卦方位、文王八卦次序、文王八卦方位和卦变图。实际上,朱熹在自然科学上也有许多贡献,其河图洛书说深刻地支配着他的理学自然观

图2杨辉幻方构造图①

宋代丁易东研究纵横图也受河洛起源的影响,他在《大衍索隐》卷中云:“洛书四十九得大衍五十数图”,卷下亦云:“九宫八卦综成七十二数合洛书图。”明代王文素也认为“数之本原”是河图洛书,他在《通证古今算学宝鉴》(1524)卷首就列出了朱熹《周易本义》所载的河图图和洛书图。明代程大位在其珠算名著《算法统宗》(1592)卷首中也曾画出龙马负图、河图图和洛书图。他在《算法统宗·后识语》中还强调:“数何肇?其肇自图、书乎?伏羲得之以画卦,大禹得之以序畴,列圣得之以开物成务。凡天官、地员、律历、兵赋及纤悉杪忽,莫不有数,则莫不本于《易》《范》。故今推明直指算法,辄揭河图、洛书于首,见数有原本云。”[20]因《算法统宗》是本流传极广的珠算著作,河图、洛书为数之本源的思想也日益深入人心。清代《数理精蕴》(1723)上编卷一曰:“河出图,洛出书,八卦是生,九畴是序,数学亦于是乎肇焉。”由此可见,在中国传统数学思想中,数之河洛起源说影响不小。而《周易》中就有对河图洛书的记载,其对中国传统数学思想的影响同样值得重视。

至于数学上河洛起源说的原因,应该是由于人类将认识自然的能力归之于天意。中国古人在数学研究中,发现得到的数学规律(包括数字规律)无法在客观世界中找到恰当的、正确的解释(或模型、原型)时,他们就将之归于天意。而宋明儒家对此则更感兴趣,正如蔡沈(朱熹的学生)所说:“体天地之撰者《易》之象;纪天地之撰者《范》之数。数者始于一;象者成于二。一者,奇,二者,偶也。奇者,数之所以行;偶者,象之所以立。故二而四,四而八,八者,八卦之象也。一而三,三而九,九者九畴之数也。由是,重之八而六十四,六十四而四千九十六而象备也;九而八十一,八十一而六千五百六十一而数周矣。《易》更四圣而象已著;《范》锡神禹而数不传。后之作者昧象数之源,窒变通之妙,或即象而为数,或反数而拟象,……牵合附会,自然之数益晦蚀焉。”[21]

究其原因,宋明理学家们本就认定“理”先天地而存在,而河洛起源说恰恰是对他们理论的有力支持。可以说,数学源于“河图”“洛书”是宋明理学思想在数学中的反映,同时它又是“格物穷理”之学的缩影。

综上所述,从古人对《周易》河图洛书之哲理和数理结合起来研究的综合考察,我们发现,人们对河图洛书的健康研究,并不是为了搞数字神秘主义,而是以《周易》中所蕴含和体现的数字及数字变化规律,来探索和揭示自然界的奥秘。其研究路径是正确的,应当引起重视,必须深入加以研

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65究。我们明显地感觉到,从朱熹开始,中国传统文化及对传统文化的研究,可以说在这里出现了微妙的转型,必须引起学界的注意和重视。

注释:

[1][4]章学诚:《文史通义·内篇一·易教上》,民国嘉业堂章氏遗书本,第251、2页。

[2]章学诚:《文史通义·内篇一·经解上》,民国嘉业堂章氏遗书本,第21-24页。

[3]郭沫若:《金文丛考·金文余释·释坚》,北京:人民出版社,1954年,第194页。

[5]章学诚:《校雠通义》,民国刻章氏遗书本,第56页。

[6]章学诚:《文史通义·内篇一·浙东学术》,民国嘉业堂章氏遗书本,第38页。

[7]高亨:《周易大传今注》,济南:齐鲁书社,1979年,第559页。

[8]章太炎:《章太炎的白话文》,上海:泰东图书局,1922年,第70页。

[9]黎子耀:《周易导读》,成都:巴蜀书社,1990年,第5-9页。

[10]胡朴安:《周易古史观》(自序一),上海:上海古籍出版社,1986年。

[11]刘大钧:《百年易学菁华集成·初编·易学史·7》,上海:上海科学技术文献出版社,2010年,第2748页。[12]钱宝琮校:《算经十书》,北京:中华书局,1964年,第91页。

[13]郭金彬:《中国传统数学思想史》,北京:科学出版社,2004年,第11页。

[14]陈玲:《道教思想与数学思想的互动》,《自然辩证法通讯》2010年第1期。

[15]吴文俊:《秦九韶与数书九章》,北京:北京师范大学出版社,1987年,第137页。

[16]孙宏安译注:《杨辉算法》,沈阳:辽宁教育出版社,1997年,第392页。

[17]任继愈主编:《中国科学技术典籍通汇》(数学卷一),郑州:河南教育出版社,1993年,第1205页。

[18]王弼注:《周易》卷九,四部丛刊本,第74页。

[19]李俨:《李俨钱宝琮科学史全集》(第3卷),《中国数学大纲》,沈阳:辽宁教育出版社,1998年,第680页。[20]郭世荣:《算法统宗导读》,武汉:湖北教育出版社,2000年,第53页。

[21]黄宗羲:《宋元学案·洪范皇极内篇》,清道光刻本,第1189-1190页。

(本文为2011年度福建省新世纪优秀人才计划“闽教科[2011]28号”阶段性成果之一)

[责任编辑:蔡永明]

The Book of Changes and Traditional Chinese Mathematics

CHEN Ling

(Department of Philosophy,Xiamen University,Xiamen361005,Fujian)

Abstract:In traditional Chinese culture,there is an important argument,i.e.“The Book of Changes is a book of histo-ry.”This paper argues that from this perspective we can analyze the relationship between The Book of Changes and the his-tory of traditional Chinese mathematical thinking.Although The Book of Changes does not demonstrate any mathematical law,mathematical theorem or empirical equation directly,the mathematical ideas(and methods)it contains have been pla-ying a role in traditional Chinese mathematics.The outstanding accomplishments achieved by such traditional Chinese math-ematicians as QIN Jiu-shao,LI Ye,YANG Hui,and ZHU Shi-jie show the impact from The Book of Changes.Therefore,this paper argues that it is important to reveal the mathematical thinking embodied in The Book of Changes with a view to dis-seminating and inheriting traditional Chinese culture.

Key Words:The Book of Changes,traditional Chinese mathematics,mathematical thinking

原发期刊-厦门大学学报(哲学社会科学版)2014年第2期第66-72页

中国古代数学受文化影响的具体表现

中国古代数学受文化影响的具体表现 数学是自然科学的基石,也是社会文化中一个不可或缺的组成部分。中国古代数学成就辉煌,自汉代的《周髀算经》、《九章算术》起开始形成体系,至宋元期间达到了高峰,在千百年间曾一度居于世界数学发展的前列,为中华文明及世界文明作出了巨大的贡献。但自元中叶以来,中国数学的发展突然由盛转衰,一蹶不振,从此落后于西方国家。英国生物化学家李约瑟在其编着的《中国科学技术史》中提出了着名的“李约瑟难题”:“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献,但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生?” 在这里,作为自然科学基础的数学明显也是“李约瑟难题”所涉及到的对象,而且比起其它自然科学学科,数学的基础性、抽象性、概括性更为突出,中国古代数学的发展史应当引起国内外学术界的重视,这样才能更客观全面地解释“李约瑟难题”。而要了解中国古代数学的发展历程和特点,探究它取得杰出成就和走向衰落的原因,就必须追溯到孕育它的母体,即源远流长、博大精深的中华文化,从中查找答案,以在探寻当今我国数学发展的路向中提供启示。 一、《周易》———中国古代数学发展的总源头 《周易》是中国传统思想文化中自然哲学与伦理实践的根源,

对中国古代的自然科学、哲学思想和人文精神都产生了深远的影响,同时也是华夏五千年智慧与文化的结晶,被誉为“群经之首,大道之源”。 《周易》在阴阳二元论基础上,对事物运行规律加以论证和描述,对天地万物进行性状归类,甚至精确到对事物的未来发展做出较为准确的预测。《周易》自战国时代起就被儒家学派奉为经典,人们认为它能上通天地之神灵、下切人事之百端,因此《周易》统摄中华文化数千年。 数学语言是一种高度抽象化、形式化的符号语言,而《周易》是一部由象数符号和语言符号共同构成的文化典籍,它的符号语言是用二进制的阳爻、阴爻来表现的。《周易》的象数学则是研究八卦、别卦(六十四卦)、三百八十四爻的变化,用以占筮天象吉凶,人事休咎之学。魏晋时期的数学家刘徽作《九章算术》注时说:“徽幼习《九章》,长再详览,观阴阳之割裂,总算术之根源。” 从中可知刘徽是通过学习《周易》中的阴阳学说,从而探究出算术的根源,才能为《九章算术》作注。刘徽还说:“昔在包牺氏始画八卦,以通神明之德,以类万物之情,作九九之数,以合六爻之变。”他认为中国古代数学的产生可以追溯到包牺氏画八卦,包牺氏为了“合六爻之变”而发明数学。继刘徽之后,中国数学家如秦九韶、朱世杰等都有认同数学源于《周易》的说法。《周易》研究的内容有所谓的“象、数、理、占”。 “象”是现象,是事物的外部特征。象可分为动

简论中国古代数学中的“黄金分割率”

简论中国古代数学中的“黄金分割率” 黄金分割,被誉为数学上的“黄金”与“宝石”。 古代希腊毕达哥拉斯学派以及大几何学家欧几里德 等都曾深入研究过黄金分割问题。中世纪时,这一 数学命题又与著名的斐波那契数列联系起来,从而 获得许多新的性质。在西方数学传入中国之前,中 国人不曾直接论述黄金分割问题。但是,中国古代 数学中实际上也蕴含着黄金分割问题,只是其表达 方式有所不同。中国古代数学中的黄金分割率不像 欧几里德几何那样演绎得清楚明白,需要我们去发现。我们无法确证中国古代数学家是否明确意识到“黄金分割率”,但仍可以从许多中国古代数学问题 中推导和演绎出“黄金分割率”,这有助于充分认识 中国古代数学的价值。 1 勾股术与黄金分割率 明末清初西方数学传入中国,中国数学家知道 了黄金分割率,开始有人试图论证黄金分割率在中 国是“古已有之”。例如,清代数学家梅文鼎(公元 1633 - 1721 年) 曾在《几何通解》自序中说:“惟理分中末线(即黄金分割率———引者注) 似与勾股异源,. . . . . . 而仍出于勾股。信古九章之义包举无方。”他是这样推导的:假如一直角三角形的股长是 其勾长的二倍,则这个直角三角形的勾弦之和等于 勾弦之差再加上股,其勾弦之和就被勾弦之差和股 分成中末比。他还说:“《几何原本》理分中末线,但 求作之法而莫知所用。今依法求得十二等面体及二 十等面体之体积,因得其各体中棱线及轴心、对角诸线之比例,又两体互相容及两体与立方、立圆诸体相容各比例, 并以理分中末为法, 乃知此线原非徒设。”〔1〕 按照梅文鼎的观点,中西数学虽然形式上有所 不同,理论上是可以会通的;西方的几何学,无非是 中国的勾股术,中末线也可以从勾股术中导出。应 当说,梅文鼎在中西数学比较中看出了两者的异中 之同,以及黄金分割率与勾股术的联系(现在中学教 科书通常用代数法解作图题,其中运用勾股定理) , 但中国古代数学毕竟没有明确作出“中末线”,梅文 鼎还是夸大了中西数学的异中之同,他没有看到欧 几里德给黄金分割率严格而清晰的证明的独特价 值。欧几里德在其《几何原本》卷Ⅱ第11 题中表述: “分已知线段为两部分,使全线段与一小线段构成的

中国古代数学文明

浙江大学 课程名称:数学与人类文明 姓名:刘皓 学号:3100104536

中国古代数学文明 ——之《算经十书》 关键字:《算经十书》中国古代数学文明成就勾股定理 鸡兔同笼百鸡问题 数学是一把打开文明之门的钥匙。亿万多年前,居住在岩洞里的原始人就有了数学的认识。随着人们每次对数学的认识不断加深,人类的文明又向前迈进了一大步。数学的进步带着人类开创了一个又一个新纪元,迎来了一次又一次的文化碰撞与人类文明的进步。中国是四大文明古国之一。他有着璀璨的历史积淀,在数学方面,他也有自己独树一帜的建树。正如李约瑟1所说:“可以肯定的是,中国(古代)科学所达到的境界是达·芬奇式的,而不是伽利略式的。回顾中国古代光辉的数学文明,《算经十书》必然是其中璀璨的一笔。《算经十书》是指汉、唐一千多年间的十部著名的数学著作,他们曾经是隋唐时代国子监算学科的教科书,用以进行数学教育和考试。十部书的名称是:《周髀算经》、《九章算术》、《孙子算经》、《五曹算经》、《海岛算经》、《张丘建算经》、《夏侯阳算经》、《五经算术》、《辑古算经》、《缀术》。而每一本书都有其自己独特的成就。 最早的数学著作和天文学著作 ——《周髀算经》《周髀算经》是中国流传至今的一部最早的数学著作,同时也是一部天文学著作。这边书既有在中国古代数学的价值,也有在天文学方面的重要价值。在古代中国,天文学共有3家学说,他们是根据所提出的宇宙模式的不同来进行分 1李约瑟(Joseph Terece Montgomery Needham,1900.12.9-1995.3.24)英国近代生物化学家和科学技术史专家

类的,《周髀算经》中所提到的“盖天说2”便是这三种学说中的一种,因此《周髀算经》是“盖天说”的代表。从所包含的数学内容来看,书中主要讲述了学习数学的方法、用勾股定理来计算高深远近和比较复杂的分数计算等。在《周髀算经》中还有开平方的问题,等差级数的问题,使用了相当繁复的分数算法和开平方法,以及应用于古代的“四分历3”计算的相当复杂的分数运算.还有相当繁杂的数字计算和勾股定理的应用。《周髀算经》中明确记载了勾股定理的公式:“若求邪至日者,以日下为勾,日高为股,勾股各自乘,并而开方除之,4得邪至日”(《周髀算经》上卷二) 而勾股定理的证明呢,就在《周髀算经》上卷一[1] —— 昔者周公问于商高曰:“窃闻乎大夫善数也,请问昔者包牺立周天历度——夫天可不阶而升,地不可得尺寸而度,请问数安从出?” 商高曰:“数之法出于圆方,圆出于方,方出于矩,矩出于九九八十一。故折矩,以为句广三,股修四,径隅五。既方之,外半其一矩,环而共盘,得成三四五。两矩共长二十有五,是谓积矩。故禹之所以治天下者,此数之所生也。” 《周髀算经》中记载的勾股定理的公式与证明相传是在商代有商高发现的,所以又称之为商高定理。其后在三国时期的赵爽对《周髀算经》内的勾股定理作物了详细的注释,又给出另外一个证明引。 中国第一部数学专著 ——《九章算术》 2盖天说主张:天像盖笠,地法覆盆。 3所谓“四分历”,是以365 1/4日为回归年长度调整年、月、日周期的历法。冬至起于牵牛初度,则1/4日记在斗宿末,为斗分,是回归年长度的小数,正好把一日四分,所以古称“四分历”。

中国古代数学

中国古代数学 在中国古代数学发展史中,祖先摘到的金牌足可以开一座陈列馆,这里只开一个"清单",使读者有一个直观印象。 (1)十进位制记数法和零的采用。源于春秋时代,早于第二发明者印度1000多年。 (2)二进位制思想起源。源于《周易》中的八卦法,早于第二发明者德国数学家莱布尼兹(公元1646~1716)2000多年。 (3)几何思想起源。源于战国时期墨翟的《墨经》,早于第二发明者欧几里德(公元前330~前275)100多年。 (4)勾股定理(商高定理)。发明者商高(西周人),早于第二发明者毕达哥拉斯(公元前580~前500)550多年。 (5)幻方。我国最早记载幻方法的是春秋时代的《论语》和《书经》,而在国外,幻方的出现在公元2世纪,我国早于国外600多年。 (6)分数运算法则和小数。中国完整的分数运算法则出现在《九章算术》中,它的传本至迟在公元1世纪已出现。印度在公元7世纪才出现了同样的法则,并被认为是此法的"鼻祖"。我国早于印度500多年。 中国运用最小公倍数的时间则早于西方1200年。运用小数的时间,早于西方1100多年。 (7)负数的发现。这个发现最早见于《九章算术》,这一发现早于印度600多年,早于西方1600多年。 (8)盈不是术。又名双假位法。最早见于《九章算术》中的第七章。在世界上,直到13世纪,才在欧洲出现了同样的方法,比中国晚了1200多年。 (9)方程术。最早出现于《九章算术》中,其中解联立一次方程组方法,早于印度600多年,早于欧洲1500多年。在用矩阵排列法解线性方程组方面,我国要比世界其他国家早1800多年。 (10)最精确的圆周率"祖率"。早于世界其他国家1000多年。 (11)等积原理。又名"祖暅"原理。保持世界纪录1100多年。 (12)二次内插法。隋朝天文学家刘焯最早发明,早于"世界亚军"牛顿(公元1642~1727)1000多年。 (13)增乘开方法。在现代数学中又名"霍纳法"。我国宋代数学家贾宪最早发明于11世纪,比英国数学家霍纳(公元1786~1837)提出的时间早800年左右。

中国传统文化对中国古代数学的影响

中国传统文化对中国古代数学发展的影响 李正财 大连理工大学外国语学院外英1202班学号:201208044 摘要:数学作为一门重要的工具性学科,是人类长期实践,思考的智慧结晶。它作为人类文明的一个组成部分,和一定的社会历史发展水平相适应;它作为一种文化现象,又受到整个文化结构的影响。在古代的东方很早就孕育和发展了数学。中国是四大文明古国之一,也是数学的发源地之一,由于地域、文化等特点,中国古代数学与欧洲数学存在着巨大的差别。这不仅表现在对理论与计算的偏重上,还表现在数学与社会关系的处理上。欧洲数学注重理论的逻辑推演和系统的建立,而与之相对,中国数学注重算法的研究和知识的现实可用性。这些特点使得中国数学在很长一段时间里成就位居世界之首。本文将从物质文化,制度文化和精神文化三个方面就中国古代数学的发展进行讨论。 关键词:中国古代数学、算法,实用性、物质文化、制度文化、精神文化 §1 物质文化:封建经济对中国古代数学的影响 众所周知,中国自古以来就是一个农业大国。中国的大部分地区气候适宜,降水充沛,非常适于耕种,因而在中国古代近2000多年的历史中,农业一直占据着统治地位。因此中国的古代文化的经济基础基本上是农业经济。这种情况决定古代中国的物质文化是农业文化。中国古代数学也与农业经济有着密切的关系。自给自足的封建经济对中国古代的数学发展的影响主要见于数学的实用性和算术性。 §1.1实用主义 中国古代的数学和数学家是非常务实的,数学家们强调数学的实用性。即数学应当服从并服务与农业生产活动。古代数学家研究数学的动机主要在于满足国计民生的需要,注重的是数学的实际功用,这就决定了中国古代数学研究的实用特征,富有务实精神。 《九章算术》是中国最古老的经典著作,也是中国古代数学的巅峰之作,自它之后的中国古代数学家所研究的数学问题都来自于此书。书有九章,包含246个问题。都和农业生产有关,九章分别是方田(土地测量)、粟米(百分法和比例)、衰分(比例分配)、少广(减少宽度)、商功(工程审议)、均输(征税)、盈不足(过剩与不足)、方程(列表计算的方法)、勾股(直角三角形)。这些问题都是用来解决农田的测量、粟米的称量,农业水利工程的测算等。《五曹算经》是一部为地方行政人员所写的应用算术,全书五卷,有田曹、兵曹、集曹、仓曹、金曹五个部分。田曹卷的主题是田地面积的量法;兵曹算术大都是军队的给养问题;集曹问题和《九章算术》粟米章问题相仿;仓曹解决粮食的征收、运输和储藏问题;金曹问题以丝绢、钱币等物资为对象,是简单的比例问题。 秦九韶关于数学的实用性论述更为具体。“周教六艺,数实成之,学士大夫,所从来尚矣.起用本太虚生一,而周流无穷。大则可以通神明,顺性命,小则可以经实务,类万物,返容以浅近窥哉。”(《数书九章》) §1.2 算术性 农业的发展对中国古代数学的算术性提出了新的要求。中国古代数学中的算数曾在一段时间内领先世界。算筹和算盘的发明就是很好的佐证。 算筹的出现年代已经不可考,但据史料推测,算筹最晚出现在春秋晚期战国初年(公元

周易八卦中的数学

最高数学奖菲尔兹奖章上面刻着:“智者的游戏,体验神奇的数学;超越人类的极限,做宇宙的主人。”古老的数学谜题,神奇的数学规律,妙趣横生的数学史话构成了智者的数学饕殄盛宴。 中国近代的数学是源自欧洲,但是中国自古就有数的概念。天地人称为三才,金木水火土称为五行,东南西北上下称为六合,此外还有十天干十二地支。中国道德文化讲究三纲五常,中国关于命理的说法自古有天数、定数、易数、变数。中国军事中各种阵法,其实也是数的推演与变化。 中国一切文化的起源太极或者说无极,是这样一种数量关系: 八卦的由来 《周易·系辞上》:“易有太极,是生两仪,两仪生四象,四象生八卦。”在《史记·日者列传》中说:“自伏羲作八卦,周文王演三百八十四爻而天下治。” 无极是0,太极是无穷,两仪指阴阳,也指乾坤。四象指少阴、太阴、少阳、太阳,也指青龙白虎玄武朱雀。八卦则分别指的是乾,兑,离,震,巽,坎,艮,坤。 八卦的含义 八卦的意义可谓“仁者见仁,智者见智.”人们赋予了它们各种各样的内容,但把它们看做数学符号是最容易理解的。在阴阳学中,八卦通过“—”(阳爻)“- - ”(阴爻)两种符号的排列组合构成了世间万物。 “—”代表自然界中的天、日、乾。“乾”表示健、动、刚,阳爻象征万物归一,大合之数。从数的意义上看:“—”表示奇数,又表示一个整体。“—”是数的开始和数的发展的基体,是万物生发之源。 “- - ”代表自然界中的地、月、坤。“坤”表示顺、静、柔,阴爻象征一分为二,小分之数。从数的意义上看它表示偶数。太阳落山,月亮升起;月亮下去,太阳出来,日月互相推移交替,就产生了时光,寒暑易节形成了岁月。于是阴阳交融,万物繁衍。 1、八卦与集合论 集合论是现代数学的基础,它不仅渗透到数学的各个领域,也渗透到其它自然科学和社会科学领域。《周易·系辞》说:“方以类聚,物以群分。”这里所说的“类”与“群”就与数学中的“集合”概念非常相近。将八卦用集合论的语言描述,就会更方便、更清楚、更精确。

中国传统文化与古代数学关系(附:《九章算法》)

数学作为一门重要的工具性学科,是人类长期实践,思考的智慧结晶。它作为人类文明的一个组成部分,和一定的社会历史发展水平相适应;它作为一种文化现象,又受到整个文化结构的影响。在古代的东方很早就孕育和发展了数学。中国是四大文明古国之一,也是数学的发源地之一,由于地域、文化等特点,中国古代数学与欧洲数学存在着巨大的差别。这不仅表现在对理论与计算的偏重上,还表现在数学与社会关系的处理上。欧洲数学注重理论的逻辑推演和系统的建立,而与之相对,中国数学注重算法的研究和知识的现实可用性。这些特点使得中国数学在很长一段时间里成就位居世界之首。本文将从物质文化,制度文化和精神文化三个方面就中国古代数学的发展进行讨论。关键词: 中国古代数学、算法,实用性、物质文化、制度文化、精神文化 §1 物质文化:封建经济对中国古代数学的影响 众所周知,中国自古以来就是一个农业大国。中国的大部分地区气候适宜,降水充沛,非常适于耕种,因而在中国古代近2000多年的历史中,农业一直占据着统治地位。因此中国的古代文化的经济基础基本上是农业经济。这种情况决定古代中国的物质文化是农业文化。中国古代数学也与农业经济有着密切的关系。自给自足的封建经济对中国古代的数学发展的影响主要见于数学的实用性和算术性。 §1.1 实用主义 中国古代的数学和数学家是非常务实的,数学家们强调数学的实用性。即数学应当服从并服务与农业生产活动。古代数学家研究数学的动机主要在于满足国计民生的需要,注重的是数学的实际功用,这就决定了中国古代数学研究的实用特征,富有务实精神。《九章算术》是中国最古老的经典著作,也是中国古代数学的巅峰之作,自它之后的中国古代数学家所研究的数学问题都来自于此书。书有九章,包含246个问题。都和农业生产有关,九章分别是方田(土地测量)、粟米(百分法和比例)、衰分(比例分配)、少广(减少宽度)、商功(工程审议)、均输(征税)、盈不足(过剩与不足)、方程(列表计算的方法)、勾股(直角三角形)。这些问题都是用来解决农田的测量、粟米的称量,农业水利工程的测算等。《五曹算经》是一部为地方行政人员所写的应用算术,全书五卷,有田曹、兵曹、集曹、仓曹、金曹五个部分。田曹卷的主题是田地面积的量法;兵曹算术大都是军队的给养问题;集曹问题和《九章算术》粟米章问题相仿;仓曹解决粮食的征收、运输和储藏问题;金曹问题以丝绢、钱币等物资为对象,是简单的比例问题。秦九韶关于数学的实用性论述更为具体。“周教六艺,数实成之,学士大夫,所从来尚矣.起用本太虚生一,而周流无穷。大则可以通神明,顺性命,小则可以经实务,类万物,返容以浅近窥哉。”(《数书九章》) §1.2 算术性 农业的发展对中国古代数学的算术性提出了新的要求。中国古代数学中的算数曾在一段时间内领先世界。算筹和算盘的发明就是很好的佐证。算筹的出现年代已经不可考,但据史料推测,算筹最晚出现在春秋晚期战国初年(公元前722年~公元前221年),一直到算盘发明推广之前都是中国最重要的计算工具。按照中国古代的筹算规则,算筹记数的表示方法为:个位用纵式,十位用横式,百位再用纵式,千位再用横式,万位再用纵式……这样从右到左,纵横相间,以此类推,就可以用算筹表示出任意大的自然数了。由于它位与位之间的纵横变换,且每一位都有固定的摆法,所以既不会混淆,也不会错位。毫无疑问,这样一种算筹记数法和现代通行的十进位制记数法是完全一致的。随着农业生产技术的不断发展,算筹已不能满足需要,故而又发明了算盘。大概在宋元时期,算盘问世。算盘最大的特点是设有横梁,

古代数学知识知多少

作为数学老师古代数学知识是我们应该了解的重要内容,为了方便大家了解古代数学知识,我上网搜索了一些资料与大家一起分享。 (以下内容来源于网络) 世界上最早期的分数,出现在埃及的阿默斯纸草卷。公元1858年,英国人亨利林特在埃及的特贝废墟中,发现了一卷古代纸草,立即对这卷无价之宝进行修复,并花了十九年的时间,才把纸草中的古埃及文翻译出来。现在这部世界上最古老的数学书被珍藏在伦敦大英博物馆内。在阿默斯草卷中,我们见到了四千年前分数的一般记法,当时埃及人已经掌握了单分数-----分子为1的分数的一般记法。埃及人把单分数看作是整数的倒数,埃及人的这种认识以及对单分数的统记法,是十分了不起的,它告诉人们数不仅有整数,而且有它的倒数-----单分数。 但是分数终究不只是单分数,大约在公元前五世纪,中国开始出现把两个整数相除的商看作分数的认识,这种认识正是现在的分数概念的基础。在这种认识下,一个除式也就表示一个分数,中国古代的表示法被除数放在除数的上面,最上面留放著商数,例如:是假分数,化成带分数便是与现在的记法不同的是,

带分数的整数部分放在分数的上面,而不是放在左边。大约在十二世纪后期在阿拉伯人的著作中,首先用一条短横线把分子、分母隔开来,这可以说是世界上最早的分数线,十三世纪初,义大利数学家菲波那契在他的著作中介绍阿拉伯数学,也把分数的记法介绍到了欧洲。西汉时期,张苍、耿寿昌等学者整理、删补自秦代以来的数学知识,编成了《九章算术》。在这本数学经典的《方田》章中,提出了完整的分数运算法则。 刘徽所作的《九章算术注》可以知道,在《九章算术》中,讲到约分、合分(分数加法)、减分(分数减法)、乘分(分数乘法)、约分(分数除法)的法则,与我们现在的分数运算法则完全相同。另外,还记载了课分(比较分数大小)、平分(求分数的平均值)等关于分数的知识,是世界上最早的系统叙述分数的著作。 分数运算,大约在15世纪才在欧洲流行。欧洲人普遍认为,这种算法起源于印度。实际上,印度在七世纪婆罗门笈多的著作中才开始有分数运算法则,这些法则都与《九章算术》中介绍的法则相同。而刘徽的《九章算术注》成书于魏景元四年(263年),所

浅谈中国古代数学文化

浅谈中国古代数学文化 摘要:在悠久灿烂的中国古代文化中,数学文化是其中一朵绚丽的奇葩。数学不仅是中国古代实用科学的基石,而且含有神秘的文化色彩,有着深厚的文化积淀,它渗透在中国的各个领域,是中华文化不可缺少的一部分。 关键词:中国古代数学;周易;数字文化 一、中国古代数学的发展 在古代世界四大文明中,中国数学持续繁荣时期最为长久。从公元前后至公元14世纪,中国古典数学先后经历了三次发展高潮,即两汉时期、魏晋南北朝时期和宋元时期,并在宋元时期达到顶峰。 与以证明定理为中心的希腊古典数学不同,中国古代数学是以创造算法特别是各种解方程的算法为主线。从线性方程组到高次多项式方程,乃至不定方程,中国古代数学家创造了一系列先进的算法(中国数学家称之为“术”),他们用这些算法去求解相应类型的代数方程,从而解决导致这些方程的各种各样的科学和实际问题。特别是,几何问题也归结为代数方程,然后用程式化的算法来求解。因此,中国古代数学具有明显的算法化、机械化的特征。 中国是一个对于“数”这种概念异常重视的国度,对于数的重视,促使中国古代数学在世界上曾长期处于领先地位。起码在夏商时代,中国即创造和使用了十进位制。在传说中,有“黄帝为法,数有十等”的记载。在《尚书》中,每见“亿兆”、“兆民”等词。在甲骨文中,也有个位、百位、千位、万位的记录。这说明,中国早在四五千年前即已使用十进位值制。与此相比,直至12世纪,欧洲所使用的是仍然为既不便于思维、也不便于运算的罗马计数法。古巴比伦人和中美洲的玛雅人虽然也采用了位值制,但巴比伦人采用的是六十进位,玛雅人采用的是二十进位。印度于公元6世纪开始采用十进位值制,是受中国文化影响而产生的。位值制数码为阿拉伯数码的前身。因此,李约瑟说:“西方后来所习见的‘印度数字’的背后,位值制早已在中国存在两千年了。”“如果没有这种十进位制,就几乎不可能出现我们现在这个统一化的世界。” 直至宋元时代,中国的数学在众多方面都走在世界的前列。在北宋之时,数学家贾宪提出了“开平方作法本源图”,比法国数学家巴斯卡提出同样的成果早600多年。宋元之交,即在13世纪下半叶几十年时间里,就涌现了秦九韶、李冶、杨辉、朱世杰等四位杰出数学

《周易》与中国传统数学关系的解析

《周易》与中国传统数学关系的解析 : 在中国传统文化中,有“《周易》是史”的重要观点。对《周易》的研究,目前学界主要集中在对其哲理的研究,而较少涉及对其数理的研究。本文试图通过对《周易》与中国传统数学关系的解析,阐明《周易》所蕴含的数学思想对传承中国传统文化的积极意义。 一、从“《周易》是史”的观点解析《周易》 在中国传统文化中,有“《周易》是史”的重要观点,认为《周易》经、传乃至卦、爻符号,都是一种历史记录,包含历史记叙或历史意义。《淮南子》就持《易》为上古史的看法。四部分类法始于晋代,它打破了原先史书隶属于经的观念; 隋代王通提出了“三经( 《书》《诗》《春秋》) 皆史”之说; 到了宋代,程颐提出了“九经( 其中有《周易》) 皆史”之说,南宋李光《读易详说》、杨万里《诚斋易传》 也提出以史证易; 元、明两代,有“五经皆史”和“六经皆史”之说,从王阳明开始,则明言《易经》是史; 清代章学诚提出“六经皆史”的理论。他在《文史通义》( 1832) 中开宗明义地指出: “《六经》皆史也。古人不着书,古人未尝离事而言理,《六经》皆先王之政典也。” 章学诚“六经皆史”的真正含义是建立在他对经这一本义理解的基础之上: “《易》曰: ‘上古结绳而治,后世圣人易之以书契,百官以治,万民以察’。夫为治为察,所以宣幽隐而达形名,布政教而齐法度也,未有以文字为一家私言者也。《易》曰: ‘云雷屯,君子以经纶’。经论之言纲纪世宙之谓也。……六经初不为尊称,义取经纶为世法耳,六艺皆周公之政典,故立为经。” 章学诚所理解的经之本义,既不同于后人所说的诗、书、礼、易、乐、春秋这传统的六经,也不同于以文字为一家私言的经书,而是指以“治”为核心的“经纶”。也就是说,《六经》并非古代圣人立言垂教后世的空言,而是当时统治者治理国家大事以及所制定的各种典章制度的记录。 经的本义是指织布的纵线,与“纬”相对,东汉许慎《说文解字·系部》曰: “经,织也。从糸,?y声。”清段玉裁注曰: “织之纵丝谓之经。必先有经,而后有纬,是故三纲、五常、六艺谓之天地之常经。”最早的“经”字写作“?y”,见于周 代青铜铭文。大盂鼎、毛公鼎、晋姜鼎均有“?y”字; 虢季子白盘、齐陈曼??、叔夷钟均有“经”字。西周早期器大盂鼎有“敬雍德?y”,晚期器毛公鼎有“肇

中西古代数学的异同

中西古代数学的异同 中国古代数学的构造性、机械化的算法体系完全有别于以古希腊为代表的西方数学的逻辑风格和演绎体系。为什么会出现这两种不同风格的数学体系、数学思想?难道是民族智力差异所造成的?答案当然是否定的。数学文化史的研究表明,在人类文化发展过程中,每一种文化系统都有其特定的数学发展和构造模式,数学既是在某个文化系统中发生发展的必然产物,又是文化系统中一种文化的特定的表现形式,不同的文化传统会形成不同形式的数学与科学技术的结构形式。因此可以说,中西文化传统的差异造成了中西古代数学思想以及数学结构形式的差异。换句话说,文化传统往往规定了数学发展的必然取向。 一、从中西古代数学文化史的比较意义上分析,形成中西古代数学的两种倾向:逻辑演绎倾向和机械化算法倾向,其作用与构造差异主要是由文化系统赋予的文化层次及其价值取向的差异造成的,这两种倾向的对立统一就构成了数学自身内在的矛盾运动和发展动力。 数学文化史的研究表明,人类古代数学作为文化系统中一个操作运演的子系统,从一开始就具有双重功能(或称为双重特性),即数量性的功能和神秘性的功能(注:王宪昌,《数学与人类文明》,延安大学出版社,1990年第58-70页。)。而不同民族文化中的数字或数学都在特定的文化氛围中有某些神秘性,而且不同民族文化中的数学神秘性发展的道路是各不相同的。 在古希腊文化的发展中,原始数学始终沿着神秘性和数量性的双重功能统一性继承的轨道向前发展。古希腊数学与神秘性的结合,使得他们从宗教、哲学的层次追求数学的绝对性以及解释世界的普遍性地位,这正是古希腊数学完全脱离实际问题,追求逻辑演绎的严谨性的文化背景。 古希腊人在从蒙昧走向文明的过程中,于公元前8世纪丢掉他们的象形文字而采用腓尼基的拼音字母时,就吸收了埃及与巴比伦的数学成果,这时的古希腊数学,实际上是古希腊原始数学神秘主义与埃及、巴比伦的数学的结合体,这种结合创造了数学体系、数学运演与数学方法的广泛的神秘解释作用。这种文化传统正是古希腊数学具有强烈的神秘作用以及后来具有宗教、哲学特征的根本原因。毕达哥拉斯学派就已将数学着上宗教色彩,其“万物皆数”和追求“数的和谐”观念把数学的这两种功能牢牢地结合在一起,并使之运演操作,共同发展。到了古希腊最有影响的大哲学家柏拉图的唯心主义哲学,把数学的神秘性及数量性意义演化为一种哲学意义的数学理性,直到亚里士多德认为“数就是宇宙万有之物质”(注:亚里士多德,《形而上学》,中译本,商务印书馆,1984年,1986a。),古希腊借助于数学解释一切的文化传统使数学成为具有文化意义的理性基础。古希腊与西方的天文、医学、逻辑、音乐、美术、宗教、哲学中,数学都在发挥着理性的解释作用,并随着西方文化的发展而不断得以继承和强化。基督教神学逐渐吸收了古希腊用数学解释世界的文化传统,在托马斯·阿奎那(1225-1274)的努力下,把以数学为理性模式的自然科学以及由数学而产生的各观念都与神学结合起来,使得数学成为当时自然知识和神学相结合的这座大厦的基石(注:丹皮尔,《科学史》,商务印书馆,1975年第13页。)。文艺复兴时期对古希腊数学理性的归复使欧洲人知道了自然界是按照数学方式设计的,数学被认为是唯一的真理体系。“这个理论鼓舞了十六、十七甚至一些十八世纪的数学家的工作。寻找大自然的数学规律是一项虔诚的工作,是为了研究上帝的本性和做法以及上帝安排宇宙的方案”(注:M.克莱因,《古今数学思想》,中译本,上海科学技术出版社,1979年第252页。)。直到今天,西方著名科学哲学家波普尔还认为《几何原本》是一种对当时宇宙理论、物理理论给出“一切物理解释和论述的基本工具”(注:波普尔,《猜想与反驳》,上海译文出版社,1986年第123页。)。英国哲学家兼数学家罗素认为在西方文化中“数学是我们信仰永恒的与严格的真理的根源。”(注:罗素,《西方哲学史》(上),商务印书馆,1983年第64页。)他进一步

浅谈中国古代数学文化

浅谈中国古代数学文化 摘要:在悠久灿烂的中国古代文化中,数学文化就是其中一朵绚丽的奇葩。数学不仅就是中国古代实用科学的基石,而且含有神秘的文化色彩,有着深厚的文化积淀,它渗透在中国的各个领域,就是中华文化不可缺少的一部分。 关键词:中国古代数学;周易;数字文化 一、中国古代数学的发展 在古代世界四大文明中,中国数学持续繁荣时期最为长久。从公元前后至公元14世纪,中国古典数学先后经历了三次发展高潮,即两汉时期、魏晋南北朝时期与宋元时期,并在宋元时期达到顶峰。 与以证明定理为中心的希腊古典数学不同,中国古代数学就是以创造算法特别就是各种解方程的算法为主线。从线性方程组到高次多项式方程,乃至不定方程,中国古代数学家创造了一系列先进的算法(中国数学家称之为“术”),她们用这些算法去求解相应类型的代数方程,从而解决导致这些方程的各种各样的科学与实际问题。特别就是,几何问题也归结为代数方程,然后用程式化的算法来求解。因此,中国古代数学具有明显的算法化、机械化的特征。 中国就是一个对于“数”这种概念异常重视的国度,对于数的重视,促使中国古代数学在世界上曾长期处于领先地位。起码在夏商时代,中国即创造与使用了十进位制。在传说中,有“黄帝为法,数有十等”的记载。在《尚书》中,每见“亿兆”、“兆民”等词。在甲骨文中,也有个位、百位、千位、万位的记录。这说明,中国早在四五千年前即已使用十进位值制。与此相比,直至12世纪,欧洲所使用的就是仍然为既不便于思维、也不便于运算的罗马计数法。古巴比伦人与中美洲的玛雅人虽然也采用了位值制,但巴比伦人采用的就是六十进位,玛雅人采用的就是二十进位。印度于公元6世纪开始采用十进位值制,就是受中国文化影响而产生的。位值制数码为阿拉伯数码的前身。因此,李约瑟说:“西方后来所习见的‘印度数字’的背后,位值制早已在中国存在两千年了。”“如果没有这种十进位制,就几乎不可能出现我们现在这个统一化的世界。” 直至宋元时代,中国的数学在众多方面都走在世界的前列。在北宋之时,数学家贾宪提出了“开平方作法本源图”,比法国数学家巴斯卡提出同样的成果早600多年。宋元之交,即在13世纪下半叶几十年时间里,就涌现了秦九韶、李冶、杨辉、朱世杰等四位杰出数学家。她们的著作被称为“宋元算书”,一直流传至今。其中,秦九韶的《数书九章》在高次方程的数

《周易》对中国古代数学的影响

《周易》对中国古代数学的影响 摘要:分析中国古代数学史上重要的数学着作可以看出,《周易》往往被古代数学家们视作数学发展最早的源头,而且在一些重要的数学着作中,数学家们运用《周易》中的有关概念表述数学问题,对《周易》中的数学问题及其相关问题进行深入的研究,取得了重要的数学成就。这一切足以表明《周易》对于古代数学发展具有非常重要的影响。关键词:周易;中国古代数学; 数学的起源; 数学问题 on ancient Chinese mathematicsAbstract: It can be seen by analyzing the important works of the history of ancient Chinese mathematics,Zhouyi used to be regarded as the earliest origin of the development of mathematics by ancient mathematicians. Moreover, in some important mathematic works, mathematicians took advantage of

notions related in Zhouyi to explain mathematic issues. They had made deep research on the mathematic issues in Zhouyi and obtained important achievements. All of these aspects are enough to manifest that Zhouyi had exerted important affects on the development of ancient mathematics.Key words: Zhouyi; ancient Chinese mathematics; origin of mathematics; mathematic issues中国古代数学自汉代《九章算术》形成体系,发展至宋元时期达到高峰,期间出现了不少重要的数学着作。汉唐时期有“算经十书”,除《九章算术》之外,还有《周髀算经》、《海岛算经》、《五曹算经》、《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》、《五经算术》、《缀术》、《缉古算经》,以及《数术记遗》;宋元时期有数学四大家,包 括秦九韶撰《数书九章》,李冶撰《测圆海镜》,杨辉撰《详解九章算法》、《杨辉算法》等,朱世杰撰《四元玉鉴》。宋元之后,明 代有着名数学家程大位撰《算法统宗》,等

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