资料:
刘 徽
刘徽(生于公元250年左右),是中国数学史上一个非常伟大的数学家,在世界数学史上,也占有杰出的地位。他的杰作《九章算术注》和《海岛算经》,是我国最宝贵的数学遗产。
贾 宪
贾宪,中国古代北宋时期杰出的数学家。曾撰写的《黄帝九章算法细草》(九卷)和《算法斆古集》(二卷)(斆xiào,意:数导)均已失传。
他的主要贡献是创造了“贾宪三角”和增乘开方法,增乘开方法即求高次幂的正根法。目前中学数学中的混合除法,其原理和程序均与此相仿,增乘开方法比传统的方法整齐简捷、又更程序化,所以在开高次方时,尤其显出它的优越性,这个方法的提出要比欧洲数学家霍纳的结论早七百多年。
秦九韶
秦九韶(约1202--1261),字道古,四川安岳人。先后在湖北,安徽,江苏,浙江等地做官,1261年左右被贬至梅州,(今广东梅县),不久死于任所。他与李冶,杨辉,朱世杰并称宋元数学四大家。早年在杭州“访习于太史,又尝从隐君子受数学”,1247年写成著名的《数书九章》。《数书九章》全书凡18卷,81题,分为九大类。其最重要的数学成就----“大衍总数术”(一次同余组解法)与“正负开方术“(高次方程数值解法),使这部宋代算经在中世纪世界数学史上占有突出的地位。
李冶
李冶(1192----1279),原名李治,号敬斋,金代真定栾城人,曾任钧州(今河南禹县)知事,1232年钧州被蒙古军所破,遂隐居治学,被元世祖忽必烈聘为翰林学士,仅一年,便辞官回乡。1248年撰成《测圆海镜》,其主要目的是说明用天元术列方程的方法。“天元术”与现代代数中的列方程法相类似,“立天元一为某某”,相当于“设x为某某“,可以说是符号代数的尝试。李冶还有另一步数学著作《益古演段》(1259)也是讲解天元术的。
朱世杰
朱世杰(1300前后),字汉卿,号松庭,寓居燕山(今北京附近),“以数学名家周游湖海二十余年”,“踵门而学者云集”(莫若、祖颐:《四元玉鉴》后序)。朱世杰数学代表作有《算学启蒙》(1299)和《四元玉鉴》(1303)。《算术启蒙》是一部通俗数学名著,曾流传海外,影响了朝鲜、日本数学的发展。《四元玉鉴》则是中国宋元数学高峰的又一个标志,其中最杰出的数学创造有“四元术”(多元高次方程列式与消元解法)、“垛积术”(高阶等差数列求和)与“招差术”(高次内插法)。
祖冲之(公元429-500年)是我国南北朝时期,河北省涞源县人。他从小就阅读了许多天文、数学方面的书籍,勤奋好学,刻苦实践,终于使他成为我国古代杰出的数学家、天文学家。
祖冲之在数学上的杰出成就,是关于圆周率的计算。秦汉以前,人们以”径一周三“做为圆周率,这就是”古率“。后来发现古率误差太大,圆周率应是”圆径一而周三有余“,不过究竟余多少,意见不一。直到三国时期,刘徽提出了计算圆周率的科学方法--”割圆术“,用圆内接正多边形的周长来逼近圆周长。刘徽计算到圆内接96边形, 求得π=3.14,并指出,内接正多边形的边数越多,所求得的π值越精确。祖冲之在前人成就的基础上,经过刻苦钻研,反复演算,求出π在3.1415926与3.1415927之间。并得出了π分数形式的近似值,取为约率 ,取为密率,其中取六位小数是3.141929,它是分子分母在1000以内最接近π值的分数。祖冲之究竟用什么方法得出这一结果,现在无从考查。若设想他按刘徽的”割圆术“方法去求的话,就要计算到圆内接16,384边形,这需要化费多少时间和付出多么巨大的劳动啊!由此可见他在治学上的顽强毅力和聪敏才智是令人钦佩的。祖冲之计算得出的密率, 外国数学家获得同样结果,已是一千多年以后的事了。为了纪念祖冲之的杰出贡献,有些外国数学史家建议把π=叫做”祖率"。
华罗庚勤奋成才
小时候,华罗庚家境贫寒,初中未毕业便辍学在家,辍学之后,他对数学产生了强烈的兴趣,而且也懂得用功读书,他从一本《大代数》,一本《解析几何》及一本50页从老师那儿摘抄来的《微积分》开始,勤奋自学,踏上了通往数学大师的路。
1910年11月12日,华罗庚生于江苏省金坛县。他家境贫穷,决心努力学习。上中学时,在一次数学课上,老师给同学们出了一道著名的难题:“有一个数,3个3个地数,还余2;5个5个地数,还余3;7个7个地数,还余2,请问这个得数是多少?”大家正在思考时,华罗庚站起来说:“23”他的回答使老师惊喜不已,并得到老师的表扬。从此,他喜欢上了数学。
华罗庚上完初中一年级后,因家境贫困而失学了,只好替父母站柜台,但他仍然坚持自学数学。经过自己不懈的努力,他的《苏家驹之代数的五次方程式解法不能成立的理由》论文,被清华大学数学系主任熊庆来教授发现,邀请他来清华大学;华罗庚被聘为大学教师,这在清华大学的历史上是破天荒的事情。
陈景润的故事
陈景润光复后,陈景润考入福州英华书院念高中。在这里,他有幸遇见使他终生难忘的沈元老师。沈老师曾任清华大学航空系主任,当时是陈景润的班主任兼教数学、英语。沈老师学问渊博,循循善诱,同学们都喜欢听他讲课。有一次,沈老师出了一道有趣的古典数学题:“韩信点兵”。大家都闷头算起来,陈景润很快小声回答:“53人”。全班为他算得速度之快惊呆了,沈老师望着这个平素不爱说话、衣服槛楼的学生问他是怎么得出来的?陈景润的脸羞红了,说不出话,最后是用笔在黑板上写出了方法。沈老师高兴地说:“陈景润算得很好,只是不敢讲,我帮他讲吧!”沈老师讲完,又介绍了中国古代对数学贡献,说祖冲之对圆周率的研究成果早于西欧1000年,南宋秦九韶对“联合一次方程式”的解法,也比意大利数学家欧拉的解法早500多年。沈老师接着鼓励说:“我们不能停步,希望你们将来能创造出更大的奇迹,比如有个‘哥德巴赫猜想’,是数论中至今未解的难题,人们把它比做皇冠上的明珠,你们要把它摘下来!”课后,沈老师问陈景润有什么想法,陈景润地说:“我能行吗?”沈老师说:“你既然能自己解出‘韩信点兵’,将来就能摘取那颗明珠:天下无难事,只怕有心人啊!”那一夜,陈景润失眠了,他立誓:长大无论成败如何,都要不惜一切地去努力!
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在近两年的中考试题中,出现了一些以中外著名数学家的名字为素材的新题型,这些数学名题,蕴涵着丰富的文化知识,不仅可以让学生领略到数学命题的美学价值,还能激发学生学习数学的强烈兴趣和探究热情。举例如下。
一、康托尔三分集
康托尔是19世纪末20世纪初德国伟大的数学家,集合论的创立者。1845年3月3日生于圣彼得堡,1918年1月6日卒于德国萨克森的哈雷。
像许多优秀的数学家一样,他在中学阶段就表现出一种对数学的特殊敏感,并不时得出令人惊奇的结论。康托尔在1862年17岁时就进入瑞士苏黎世大学,翌年进入柏林大学,主修数学,1867年以数论方面的论文获得博士学位。1874年,29岁的康托尔就在《克雷儿数学杂志》上发表了关于超穷集合论的第一篇革命性文章,引入了震撼知识界的无穷的概念。这篇文章的题目叫:“关于一切代数实数的一个性质”。1879年至1884年间,康托尔相继发表了六篇系列文章,并汇集成《关于无穷线性点集》,其中前四篇直接建立了集合论的一些重要的数学结果。集合论是现代数学中重要的基础理论,它的概念和方法已经渗透到代数、拓扑和分析等许多数学分支以及物理学和质点力学等一些自然科学部门,集合论的创立不仅对数学基础的研究有重要意义,而且对现代数学的发展也有深远的影响。 今天集合论已成为整个数学大厦的基础,康托尔也因此成为世纪之交的最伟大的数学家之一。
1883年,康托尔构造了一个奇异集合——康托尔三分集
1、祖冲之:字文远,出生于建康(今南京),祖籍范阳郡遒县(今河北涞水县),中国南北朝时期杰出的数学家、天文学家。
故事:祖冲之为求得圆周率的精准数值,就需要对九位有效数字的小数进行加、减、乘、除和开方运算等十多个步骤的计算,而每个步骤都要反复进行十几次,开方运算有 50 次,最后计算出的数字达到小数点后十六、七位。
2、刘徽:汉族,山东滨州邹平市人,魏晋期间伟大的数学家,中国古典数学理论的奠基人之一。是中国数学史上一个非常伟大的数学家,他的杰作《九章算术注》和《海岛算经》,是中国最宝贵的数学遗产。
故事:他用割圆术,从直径为2尺的圆内接正六边形开始割圆,依次得正12边形、正24边形,割得越细,正多边形面积和圆面积之差越小,他计算了3072边形面积并验证了这个值。刘徽提出的计算圆周率的科学方法,奠定了此后千余年来中国圆周率计算在世界上的领先地位。
3、苏步青:浙江温州平阳人,祖籍福建省泉州市,中国科学院院士,中国著名的数学家、教育家,中国微分几何学派创始人,被誉为“东方国度上灿烂的数学明星”、“东方第一几何学家”、“数学之王”。
故事:苏步青和陈建功看到了数学各分支之间联系的必要,贯彻因材施教的原则,决定让两名成绩突出的学生谷超豪和张鸣镛同时参加“微分几何”和“函数论”两个讨论班,这在当时也是一个创举
4、华罗庚:中国解析数论、矩阵几何学、典型群、自守函数论与多元复变函数论等多方面研究的创始人和开拓者,并被列为芝加哥科学技术博物馆中当今世界88位数学伟人之一。国际上以华氏命名的数学科研成果有“华氏定理”、“华氏不等式”、“华—王方法”等。
故事:华罗庚在清华执教期间,为了照顾年迈多病的公公,吴筱元留在家乡,挑起家务担子。在以后的日子里,她不仅操持家务,还帮他抄写论文和书信,接待客人。几十年来,吴筱元在华罗庚的生活和事业上,起着重要的作用。
5、陈景润:男,汉族,无党派人士,福建福州人,当代数学家。1973年发表了(1+2)的详细证明,被公认为是对哥德巴赫猜想研究的重大贡献。
故事:他有着超人的勤奋和顽强的毅力,多年来孜孜不倦地致力于数学研究,废寝忘食,每天工作12个小时以上。在遭受疾病折磨时,他都没有停止过自己的追求,为数学事业的发展作出了重大贡献。
参考资料来源:百度百科-祖冲之
参考资料来源:百度百科-刘徽
参考资料来源:百度百科-苏步青
参考资料来源:百度百科-华罗庚
参考资料来源:百度百科-陈景润
1、天才数学家——柯西
柯西(Cauchy, 1789—1857)是法国数学家、物理学家、天文学家。19世纪初期,微积分已发展成一个庞大的分支,内容丰富,应用非常广泛。
与此同时,它的薄弱之处也越来越暴露出来,微积分的理论基础并不严格。为解决新问题并澄清微积分概念,数学家们展开了数学分析严谨化的工作,在分析基础的奠基工作中,做出卓越贡献的要首推伟大的数学家柯西。
2、数学大师陈景润
陈景润是世界著名解析数论学家之一,他在50年代即对高斯圆内格点问题、球内格点问题、塔里问题与华林问题的以往结果,做出了重要改进。60年代后,他又对筛法及其有关重要问题,进行广泛深入的研究。
他证明了“每个大偶数都是一个素数及一个不超过两个素数的乘积之和”,使他在哥德巴赫猜想的研究上居世界领先地位。这一结果国际上誉为“陈氏定理”,受到广泛征引。这项工作还使他与王元、潘承洞在1978年共同获得中国自然科学奖一等奖。
3、数学名人费马
皮埃尔·德·费马,法国律师和业余数学家。他在数学上的成就不比职业数学家差,他似乎对数论最有兴趣,亦对现代微积分的建立有所贡献。被誉为“业余数学家之王”。此外,费马对物理学也有重要贡献。一代数学天才费马堪称是17世纪法国最伟大的数学家。
费马一生从未受过专门的数学教育,数学研究也不过是业余之爱好。然而,在17世纪的法国还找不到哪位数学家可以与之匹敌:他是解析几何的发明者之一;对于微积分诞生的贡献仅次于艾萨克·牛顿、戈特弗里德·威廉·凡·莱布尼茨,他还是概率论的主要创始人,以及独撑17世纪数论天地的人。
4、数学家恽之玮
2017年12月4 的澎湃新闻《科学第一巨奖突破奖共颁2200万美元,两位中国人获奖》,其中一人就是恽之玮。评委会一致认为“在30岁的时候,恽之玮已经成为现代数学的一位青年领袖”。
2012年8月12日,30岁的恽之玮被授予2012年度“SASTRA拉马努金”奖。该奖项为了纪念印度的天才数学家斯力瓦萨?拉马努金而设立,每年颁发一次,获奖者的年龄不能超过32岁,并在拉马努金工作过的领域做出过杰出贡献。
5、数学大师华罗庚
华罗庚是我国近现代应用数学方面最权威的数学家,他的一生都活得非常励志,只有初中文凭的他,凭借自学不仅学完了高中、大学、研究生方面的基础,还成为了中国一代数学大师。
关于华罗庚的数学天分,天才之处,《华罗庚研究》作者,孔章圣说:“一担麦子,一担稻或者一箩黄豆摆到他面前,他能准确地报出有多少斤”,华罗庚的金坛中学校友,胡柏寿说:“一碗饭端出来,他只要一看,这碗米饭里有多少米粒他都知道。”
中国古今26位著名数学家的故事
1。赵爽,三国时期东吴的数学家。曾注《周髀算经》,他所作的《周髀算经注》中有一篇《勾股圆方图注》全文五百余字,并附有数幅插图(已失传),这篇注文简练地总结了东汉时期勾股算术的重要成果,最早给出并证明了有关勾股弦三边及其和、差关系的二十多个命题,他的证明主要是依据几何图形面积的换算关系。
赵爽还在《勾股圆方图注》中推导出二次方程x2+ax=A(其中a>0,A>0)的求根公式。
在《日高图注》中利用几何图形面积关系,给出了‘重差术’的证明。(汉代天文学家测量太阳高、远的方法称为重差术)。
2。朱世杰(公元1300年前后),字汉卿,号松庭,寓居燕山(今北京附近),“以数学名家周游湖海二十余年”,“踵门而学者云集”(莫若、祖颐:《四元玉鉴》后序)。朱世杰数学代表作有《算学启蒙》(1299)和《四元玉鉴》(1303)。
《算术启蒙》是一部通俗数学名著,曾流传海外,影响了朝鲜、日本数学的发展。
《四元玉鉴》则是中国宋元数学高峰的又一个标志,其中最杰出的数学创造有“四元术”(多元高次方程列式与消元解法)、“垛积术”(高阶等差数列求和)与“招差术”(高次内插法)。
3。祖暅,祖冲之之子,同其父祖冲之一起圆满解决了球面积的计算问题,得到正确的体积公式。现行教材中著名的“祖暅原理”,在公元五世纪可谓祖暅对世界杰出的贡献。
4。祖冲之(429-500),中国南北朝时代南朝数学家、天文学家、物理学家。祖冲之的祖父名叫祖昌,在宋朝做了一个管理朝廷建筑的长官。祖冲之长在这样的家庭里,从小就读了不少书,人家都称赞他是个博学的青年。他特别爱好研究数学,也喜欢研究天文历法,经常观测太阳和星球运行的情况,并且做了详细记录。
宋孝武帝听到他的名气,派他到一个专门研究学术的官署“华林学省”工作。他对做官并没有兴趣,但是在那里,可以更加专心研究数学、天文了。
我国历代都有研究天文的官,并且根据研究天文的结果来制定历法。到了宋朝的时候,历法已经有很大进步,但是祖冲之认为还不够精确。他根据他长期观察的结果,创制出一部新的历法,叫做“大明历”(“大明”是宋孝武帝的年号)。这种历法测定的每一回归年(也就是两年冬至点之间的时间)的天数,跟现代科学测定的相差只有五十秒;测定月亮环行一周的天数,跟现代科学测定的相差不到一秒,可见它的精确程度了。
公元462年,祖冲之请求宋孝武帝颁布新历,孝武帝召集大臣商议。那时候,有一个皇帝宠幸的大臣戴法兴出来反对,认为祖冲之擅自改变古历,是离经叛道的行为。祖冲之当场用他研究的数据回驳了戴法兴。戴法兴依仗皇帝宠幸他,蛮横地说:“历法是古人制定的,后代的人不应该改动。”祖冲之一点也不害怕。他严肃地说:“你如果有事实根据,就只管拿出来辩论。不要拿空话吓唬人嘛。”宋孝武帝想帮助戴法兴,找了一些懂得历法的人跟祖冲之辩论,也一个个被祖冲之驳倒了。但是宋孝武帝还是不肯颁布新历。直到祖冲之死了十年之后,他创制的大明历才得到推行。
尽管当时社会十分动乱不安,但是祖冲之还是孜孜不倦地研究科学。他更大的成就是在数学方面。他曾经对古代数学著作《九章算术》作了注释,又编写一本《缀术》。他的最杰出贡献是求得相当精确的圆周率。经过长期的艰苦研究,他计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间,成为世界上最早把圆周率数值推算到七位数字以上的科学家。
祖冲之在科学发明上是个多面手,他造过一种指南车,随便车子怎样转弯,车上的铜人总是指着南方;他又造过“千里船”,在新亭江(在今南京市西南)上试航过,一天可以航行一百多里。他还利用水力转动石磨,舂米碾谷子,叫做“水碓磨”。
祖冲之晚年的时候,掌握宋朝禁卫军的萧道成灭了宋朝。
5。杨辉,字谦光,钱塘(今杭州)人,中国古代数学家和数学教育家,生平履历不详。由现存文献可推知,杨辉担任过南宋地方行政官员,为政清廉,足迹遍及苏杭一带,他署名的数学书共五种二十一卷。
(一)主要著述
杨辉一生留下了大量的著述,它们是:《详解九章算法》12卷(1261年),《日用算法》2卷(1262年),《乘除通变本末》3卷(1274年,第3卷与他人合编),《田亩比类乘除捷法》2卷(1275年),《续古摘奇算法》2卷(1275年,与他人合编),其中后三种为杨辉后期所著,一般称之为《杨辉算法》。
《详解九章算法》现传本已非全帙,编排也有错乱。从其序言可知,该书乃取魏刘微注、唐李淳风等注释、北宋贾宪细草的《九章算术》中的80问进行详解。在《九章算术》9卷的基础上,又增加了3卷,一卷是图,一卷是讲乘除算法的,居九章之前;一卷是纂类,居书末今卷首图、卷l乘除,卷2方田、卷3粟米、卷4衰分的衰分、反衰诸题、卷6商功的诸同功问题已佚。卷4衰分下半卷、卷5少广存《永乐大典》残卷中,其余存《宜稼堂丛书》中。从残本的体例看,该书对《九章算术》的详解可分为:一、解题。内容为解释名词术语、题目含义、文字校勘以及对题目的评论等方面。二、明法、草。在编排上,杨辉采用大字将贾宪的法、草与自己的详解明确区分出来。三、比类。选取与《九章算术》中题目算法相同或类似的问题作对照分析。四、续释注。在前人基础上,对《九章算术》中的80问进一步作注释。杨辉的“纂类”,突破《九章算术》的分类格局,按照解法的性质,重新分为乘除、分率、合率、互换、衰分、叠积、盈不足、方程、勾股九类。
杨辉在《详解九章算法》一书中还画了一张表示二项式展开后的系数构成的三角图形,称做“开方做法本源”,现在简称为“杨辉三角”。
杨辉三角是一个由数字排列成的三角形数表,一般形式如下:
1
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
1 6 15 20 15 6 1
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
杨辉三角最本质的特征是,它的两条斜边都是由数字1组成的,而其余的数则是等于它肩上的两个数之和。
《日用算法》,原书不传,仅有几个题目留传下来。从《算法杂录》所引杨辉自序可知该书内容梗概:“以乘除加减为法,秤斗尺田为问,编诗括十三首,立图草六十六问。用法必载源流,命题须责实有,分上下卷。”该书无疑是一本通俗的实用算书。
《乘除通变本末》三卷,皆各有题,在总结民间对等算乘除法的改进上作出了重大贡献。上卷叫《算法通变本末》,首先提出“习算纲目”,是数学教育史的重要文献,又论乘除算法;中卷叫《乘除通变算宝》,论以加减代乘除、求一、九归诸术;下卷叫《法算取用本末》,是对中卷的注解。
《田亩比类乘除捷法》,其上卷内容是《详解九章算法》方田章的延展,所选例子非常贴近实际。下卷主要是对刘益工作的引述。杨辉在《田亩比类乘除捷法》序中称“中山刘先生作《议古根源》。……撰成直田演段百间,信知田体变化无穷,引用带从开方正负损益之法,前古之所未闻也。作术逾远,罔究本源,非探喷索隐而莫能知之。辉择可作关键题问者重为详悉著述,推广刘君垂训之意。”《田亩比类乘除捷法》卷下征引了《议古根源》22个问题,主要是二次方程和四次方程的解法。
《续古摘奇算法》上卷首先列出20个纵横图,即幻方。其中第一个为河图,第二个为洛书,其次,四行、五行、六行、七行、八行幻方各两个,九行、十行幻方各一个,最后有“聚五”“聚六”:聚八”“攒九”“八阵”“连环”等图。有一些图有文字说明,但每一个图都有构造方法,使图中各自然数“多寡相资,邻壁相兼”凑成相等的和数。卷下评说《海岛》也有极高的科学价值。
杨辉著作大都注意应用算术,浅近易晓。其著作还广泛征引数学典籍和当时的算书,中国古代数学的一些杰出成果,比如刘益的“正负开方术”,贾宪的“开方作法本源图”“增乘开方法,”幸得杨辉引用,否则,今天将不复为我们知晓。
(二)主要研究成果
杨辉的数学研究与数学教育工作之重点在于改进筹算乘除计算技术,总结各种乘除捷算法,这是由当时的社会状况决定的。唐代中期以后,社会经济得到较大发展,手工业和商业交易都具有相当的规模,因而,人们在生产、生活中需要数学计算的机会,较前大大增加,这种情况迫切要求数学家们为人们提供便于掌握、快捷准确的计算方法。为适应社会对数学的这种需求,中晚唐时期出现了一些实用的算术书籍。但是,这些书籍除了《韩延算术》,被宋人误认为《夏侯阳算经》而刊刻流传到现在外,都已失传。《韩延算术》大约编写于公元770年前后,书中介绍了很多乘除捷法的例子。比如,某数乘以42可以化为某数乘以6,再乘以7;某数除以12可以化为某数除以2,再除以6。对于更复杂的问题可同样处理。通过将乘数、除数分解为一位数,可以使运算在一行内实现,简化了运算,提高了速度。韩延还介绍了其他一些简捷算法。比如“身外添加四”、“隔位加二”。北京科学家沈括也总结了增成、重因等捷算法。
杨辉生活在南宋商业发达的苏杭一带,进一步发展了乘除捷算法。他说:“乘除者本钩深致远之法。《指南算法》以‘加减’、‘九归’、‘求一’旁求捷径,学者岂容不晓,宜兼而用之。”在前人的基础上,他提出了“相乘六法”:一曰“单因”,即乘数为一位数的乘法;二曰“重因“,即乘数可分解为两个一位数的乘积的乘法;三曰“身前因”,即乘数末位为一的两位数乘法,比如257×21=257×20十257,实际上,身前因就是通过乘法分配律将多位数乘法化为一位数乘法和加法来完成。四曰相乘,即通常的乘法;五曰“重乘”,就是乘数可分解为两因数的积,作两次相乘;六曰“损乘”,是一种以减代乘法,比如,当乘数为9、8、7时,可以10倍被乘数中,减去被乘数的—、二、三倍。杨辉还进一步发展了唐宋相传的求一算法,总结出了“乘算加法五术”、“除算减法四术”。求一实际上就是通过倍、折、因将乘除数首位化为一,从而用加减代乘除。杨辉的“乘算加算加法五术”,即“加一位”、“加二位”、“重加”、“加隔位”、“连身加”。乘数为11至19的,用加一位;乘数为l0l至199的,用加二位法;乘数可分为两因数的积,且可用加一或加二时,称为重加;乘数为101至l09时,用隔位加;乘数为21至29、20l至299时,用连身加。例如,342×56的计算,用现代符号写出,便是:342×56=342×112十2=(34200十342×l2)十2=(34200十3420十342×2)十2。其“除算减法四木”即“减一位”、“减二位”、“重减”、“减隔位”,用法与乘算加法类似。
北宋初年出现的一种除法——增成法,在杨辉那里得到进一步的完善。增成法的优点在于用加倍补数的办法避免了试商,但对于位数较多的被除数,运算比较繁复,后人改进了它,总结出了“九归古括”,包含44句口诀。杨辉在其《乘除通变算宝》中引《九归新括》口诀32句,分为“归数求成十”、“归数自上加”,“半而为五计”三类。
客观上讲,杨辉不遗余力改进计算技术,大大加快了运算工具改革的步伐。随着筹算歌诀的盛行,运算速度大大加快,以至人们感觉到摆弄算筹跟不上口诀。在这样的背景下,算盘便应运而生了,及至元末,已经广为流行。
纵横图,即所谓的幻方。早在汉郑玄《易纬注》及《数术记遗》都记载有“九宫”即三阶幻方,千百年来一直被人披上神秘的色彩。杨辉创“纵横图”之名。在所著《续古摘奇算法》上卷作出了多种多样的图形。图ll是四阶纵横图;图12是百子图,即十阶纵横图。 其每行每列数之和为50—5(对角线数字之和不是505);图13是“聚八”图,杨辉按“二十四子作三十二子用”设子的这种幻方共有四圈,每圈数字之和为100; 图14是“攒九”图,用前33个自然数排列,达到“斜直周围各一百四十七”的效果。杨辉不仅给出了这些图的编造方法,而且对一些图的一般构造规律有所认识,打破了幻方的神秘性。这是世界上对幻方最早的系统研究和记录。自杨辉以后,明清两代中算家关于纵横图的研究相继不断。
杨辉的另一重要成果是垛积术。这是杨辉继沈括“隙积术”之后,关于高阶等差级数求和的研究。在《详解九章算法》和《算法通变本末》中记叙了若干二阶等差级数求和公式,其中除有一个即沈括的当童垛外,还有三角垛、四隅垛、方垛三式,用现今的记号表示就相当于下面三式:
上述三式可由沈括之刍童公式推出。
对数学重新分类也是杨辉的重要数学工作之一。杨辉在详解《九章算术》的基础上,专门增加了一卷“纂类”,将《九章》的方法和246个问题按其方法的性质重新分为乘除、分率、合率、互换、衰分、叠积、盈不足、方程、勾股九类。
杨辉不仅是一位著述甚丰的数学家,而且还是一位杰出的数学教育家。他一生致力于数学教育和数学普及,其著述有很多是为了数学教育和普及而写。《算法通变本末》中载有杨辉专门为初学者制订的“习算纲目”,它集中体现了杨辉的数学教育思想和方法。
6。熊庆来(1893—1969),字迪之,云南弥勒人。
中国古代数学领域曾有过许多极为辉煌的成就。现代数学的发端则起始于一些留美的学生,熊庆来就是其中之一。他早年留学法国,毕生追求“科学救国、教育救国”思想,以数学为终生专业,致力于为国家培育人材,如华罗庚、陈省身等等。他是中国近代数学研究和教育的奠基人。
1921年春,风尘仆仆的熊庆来从法国学在归来。怀着为桑梓服务的热望,他回到了故乡云南,任教于云南甲种工业学校和云南路政学校。同年,才开办的国立东南大学(今南京大学前身)寄来聘书,请熊庆来去创办算学系。英雄有了用武之地,熊庆来带着妻子和八岁的儿子秉信来到了龙盘虎踞的南京,一展宏图。年仅28岁的熊庆来不仅被聘为教授,还被任为系主任。誉满当代中国科坛的严济慈(全国人大副委员长)、胡坤陛等都曾得到熊老的帮助。熊庆来常常寄钱给在法国学习的严济慈。有一次,校方因故不发工资,他让妻子去典当皮袍子,寄钱给严济慈。严济慈在法勤奋学习,成绩优异此前,法国是不承认中国大学毕业文凭效力的。从严济慈起,法国才开始承认中国的大学毕业文凭与法国大学毕业文凭具有同等效力。
1926年,清华学校改办大学,又聘请熊庆来去创办算学系。他在任清华算学系系主任的九年间,又辛勤培养了一大批在国内外享有盛誉的优秀人才。1930年,他在清华大学当数学系主任时,从学术杂志上发现了华罗庚的名字,了解到华罗庚的自学经历和数学才华以后,毅然打破常规,请只有初中文化程度的19岁的华罗庚到清华大学。在熊庆来的培养下,华罗庚后来成为著名的数学家。有人说:“中国的数学家约有一半出自清华算学系。”
1931年,熊庆来代表中国出席在瑞士苏黎世召开的世界数学会议。这是中国代表第一次出席数学会议。世界数学界的先进行列中,从此有了中国人!会议结束后,熊庆来利用清华规定的五年一次的例假,前往巴黎专攻函数论,于1933年获得法国国家理科博士学位,他定义的无穷级被国际上称为[熊氏无穷级],我入了世界数学史册。1934年,他返回清华,仍任算学系主任。翌年,他聘请法国数学家H、阿达玛和美国数学家“控制论”的奠基人N、威纳来清华讲学。1936年,在熊庆来和其他数学界前辈的倡议下、创办了中国数学会会刊,熊庆来任编辑委员。这个会刊即是现今的《数学学报》的前身,可称是中国的第一个数学学报。
1937年,应云南省政府之请,熊庆来回到阔别十六年的家乡,担任云南大学校长。他与省主席龙云约法三章:校务行政省政府不加干予;校长有招聘、解聘教职员之权;学生入学须经考试录取,不能凭条子介绍。熊庆来任校长的十二年中,云大从原有的三个学院发展到五个学院,共十八个系,另附专修班和先修科各三个,为民族培养了大批有用之才,为改变云南文化落后的状况作出了重要贡献。
周总理于1955年视察云南大学时,还特别提到这位当时尚在国外的大数学家、大教育家。他说:“熊庆来培养了华罗庚,这些具有真才实学的人,我们要尊重他们。”
7。许宝騄(19l0.9。10一1970.12。18)是中国数学家,生卒于北京。他出身于名门世家,从小就受中国传统教育的影响,父亲聘请教师讲授\‘四书五经\’,到14岁才入北京汇文中学念高一。1928年考入燕京大学化学系,因对数学有强烈的爱好,次年转学入清华大学数学系,从一年级读起。1933年在清华大学以理学士毕业,考上了留英的名额,因体重太轻不合格未能成行。休养一年后在北京大学任助教。1936年再次考取留英名额,派往伦敦大学Galton实验室和统计系攻读学位。1938年得英国哲学博士,1940年得英国科学博士。毕业后返回祖国在西南联大任教授。1945年赴美,先后在哥伦比亚、伯克莱和北卡罗莱纳大学任访问教授。1947年北京解放前夕,回国在北京大学任教授,直到1970年去世。解放后,他是第一批当选的学部委员。
许宝騄是中国概率统计领域内享有国际声誉的第一位数学家。他的主要工作是在数理统计和概率论两个方面。
数理统计方面,在1938年到1945年这一期间,他对Ney-man-Pearson理论作出了重要的贡献,他得到了一些重要的非中心分布,论证了F检验在上述理论中的优良性,这些都是奠基性的工作;同时他对多元统计分析中的精确分布和极限分布得到了重要的结果,导出正态分布样本协方差矩阵特征根的联合分布和极限分布,这些结果是多元分析中的基石。以上这两方面的工作确立了他在数理统计中的国际上的地位。晚年,他致力于组合设计的构造,也有重要的工作。
概率论方面,在1945-47年间,他潜心于独立和的极限分布的研究,由于消息闭塞,所得结果大部分与Kolmogorov的工作相重,但使用的方法是不同的。 50年代他对马氏过程发生了兴趣,在这一方向写了几篇重要的论文。
以上提到的工作,除独立和这一部分外,都收集在Springer出版社1983年出的《许宝騄全集》(英文版)中。
8。徐光启(公元1562—1633年)字子先,号玄扈,吴淞(今属上海)人。他从万历末年起,经过天启、崇祯各朝,曾作到文渊阁大学士的官职(相当于宰相)。他精通天文历法,是明末改历的主要主持人。他对农学也颇有研究,曾根据前人所著各种农书,附以自己的见解,编写了著名的《农政全书》,全书有六十余卷,共六十多万字。明朝末年,满族的统治阶级从东北关外屡次发动战争,徐光启曾屡次上书论军事,并在通州练新兵,主张采用西方火炮。他是一位热爱祖国的科学家。
他没有入京做官之前,曾在上海、广东、广西等地教书。在此期间,他曾博览群书,在广东还接触到一些传教士,对他们传入的西方文化开始有所接触。公元1600年,他在南京和利玛窦相识,以后两人又长期同住在北京,经常来往。他和利玛窦两人共同译《几何原本》一书,1607年译完前六卷。当时徐光启很想全部译完,利玛窦却不愿这样做。直到晚清时代,《几何原本》后九卷的翻译工作才由李善兰(公元1811—1882年)完成。
《几何原本》是我国最早第一部自拉丁文译来的数学著作。在翻译时绝无对照的词表可循,许多译名都从无到有,当时创造的。毫无疑问,这是需要精细研究煞费苦心的。这个译本中的许多译名都十分恰当,不但在我国一直沿用至今,并且还影响了日本、朝鲜各国。如点、线、直线、曲线、平行线、角、直角、锐角、钝角、三角形、四边形……这许多名词都是由这个译本首先定下来的。其中只有极少的几个经后人改定,如“等边三角形”,徐光启当时记作“平边三角形”;“比”,当时译为“比例”;而“比例”则译为“有理的比例”等等。
《几何原本》有严整的逻辑体系,其叙述方式和中国传统的《九章算术》完全不同。徐光启对《几何原本》区别于中国传统数学的这种特点,有着比较清楚的认识。他还充分认识到几何学的重要意义,他说“窃百年之后,必人人习之”。
清康熙帝时,编辑数学百科全书《数理精蕴》(公元1723年),其中收有《几何原本》一书,但这是根据公元十八世纪法国几何学教科书翻译的,和欧几里得的《几何原本》差别很大。
到清朝末年废科举、兴学堂之后,几何学方成为学校中必修科目之一。到这时才出现了徐光启所预料的“必人人而习之”的情况。
9。吴学谋是中国数学家,生于广西柳州。从l940年起,他相继在桂林、百色、柳州,武汉求学。1956年毕业于武汉大学数学系。现任武汉数字工程研究所研究员。中学时代,他就超前自学。后来就广泛地进行学术研究,涉及理工医文社哲多种专题。主要是在哲学、数学、系统科学三领域苦筹自成体系的一家之言。他先后发表了200篇论文,出版了6本专著、编辑过20多本论文集,创办了跨学科的《科学探索学报》,入委过l5个出版物。入理过l5个学会、入学过20个组织(单位、国际会议)的在职或兼职研究员与教授等高职(特邀科技委、总部学委、主编、副主编、副理事长、顾问、国际会议副主席与学委),入册过30多种名人录(辞典、百科全书、年鉴等),另外得到国际上30多种荣誉候选提名。美国数学评论等国际刊物对其论著有过40多次评介。许多百科全书、手册、辞典、年鉴、教材与专著都引入了泛系哲学的条目或章节,国际上著名的对话式信息服务系统DIS入库了他开创的泛系哲学与应用文献131篇(截自1990年止),一些国际会议也把泛系理论作为特定征文专题之一,国际名人录还专门为他精印了\‘泛系缔造者\’的金宁封面。吴学谋参加过多种工农劳动和学术与社会活动,成为跨越哲学、数学、系统科学与自我科学的多栖创业人,他在理工医文社哲六合一的哲学专著《从泛系观看世界》的书后自白中说:
我是个枸喜己悲,狂放不羁,误失彷徨、大忧超脱等兼而有之的人。惨忙挣扎,灾险迭生,也幸缘不断,欢乐奋争;引人争议,也令人欣羡。\‘
少年时的吴学谋爱钓鱼、养蚕、爬山;骑无鞍的劣马,读书时留过级,学过\’武侠\‘,打过穷架,冒险游泳多次出事侥幸生还,后来也多次跳级,中学与大学时都代老师为同班同学上课或作辅导。他早年就幻想成为对人类有所贡献的一代哲人,幻想小我与大我、有我与无我、自我与超我的协同显生。他研究的范围较广,先后喜欢过文学、医学、工程技术、化学、理论物理、数学、控制论、哲学等。
吴学谋的物质生活一向清贫艰苦,也多次遇险生还。许多研究工作是在坎坷的经历中完成的。例如他的逼近转化论虽研究起自他大学时代(1955年),但主要是在大学毕业后的劳动中完成的,他往往挑着担子在构思他的数学定理;在无灯的月下用意念盲写下有关的论述;在田头小休时,他就把结果画在手掌上;他还在梦中追捕灵感性的思想。
吴学谋长年每天平均干一般人两三天的工作,常常几天几夜连续作战。例如他与人联名的《磁流体力学的等价理论》就是在5天5夜写出采的,从收集材料、博览群书、到一批前沿性的结果的获得都是在随时准备为单位扫地出门氛围里于惨忙挣扎中完成的。他的专著《泛系理论与数学方法》是在春节假日里把自己关在办公室里一周时间完成的,为了谢绝客访,他在家门口写了个闹趣的英文条子:\’吴学谋宇宙飞行去了,一周后返回地球,谢谢来访,请留名以便回拜!\'
吴学谋能够在噪杂混乱不安定的情况下工作。但也间或无忧忘年地玩游,平时喜欢游泳、唱歌、跳舞、气功和幻想,除了研读各门学科的理论性著作外,也爱读神怪、魔幻、侦破、权谋与武侠小说和童话。他在研究中的许多灵感、构思与素材不是来自书本与文献,而是来自生活观察与社会接触,来自讲授、讨论与实践,来自迎接挑战后的反思。
50年代从学生时代起,吴学谋主要是按泛系观或按广义的系统、关系或及它们的种种复合与五互(互联互转互导互生互克)这种相对普适的观点开拓数学内跨专题的逼近转化论,后来又从泛系五互观开拓电磁介质动力学等价论,得到几百个具有前沿性特点的定理与理法(哲理、数理与技理的具体形式),70年代个期吴学谋才正式结合理工医文社哲的具体应用研究筹创泛系方法论与泛系哲学,经过15年的创业历程,拥有70多人的作者队伍,发表了400多篇文章,有4本专著、7册专辑和20次专栏,出版了《泛系学刊》,发展了自己的哲学七论(本体论、认识论、方法论、哲学逻辑、哲学范畴论、哲学真善美禅统一论、哲学人类论)与系统科学三论(系统论、控制论、信息论)以及一系列百科理法的数理枝理研究。得到几百个有哲理技理背景的具体理法和几百个数学结果,为上百个哲学,与科学范畴提供了现代化泛系化的形式,为沿承牛顿《自然哲学的数学原理》与希尔伯特第六问题的意向--哲理的数理技理化以及具体科学技术的哲理公理化进行-些新的具体探索,为百科理法提供了一种宏微兼顾新的多层联网。开拓了一种新的网络型的跨学科研究。
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