馬明磊

（海南師范大學數(shù)學與統(tǒng)計學院 海南海口 571158）

探析中國古代科技文化中所蘊藏的數(shù)學思想

馬明磊

（海南師范大學數(shù)學與統(tǒng)計學院 海南海口 571158）

在中國古代的科技和文化發(fā)展中蘊藏著很多重要的數(shù)學思想，研究中國古代的科學技術與文化發(fā)展對于研究現(xiàn)在的數(shù)學具有重要的意義，可以更加深刻的認識數(shù)學，進而解讀這些科學技術中所應用的數(shù)學思想及原理。

中國古代；科技文化；數(shù)學思想

在中國古代科學技術的歷史上，科學技術的發(fā)展是巨大的，但是在那時候的科學和技術，沒有象現(xiàn)在這樣對科學文化詳細劃分門課，就連起碼的科學劃分也不具備，所有的科學成就就是一種勞動成果，用來幫助人們生活，當時的藝術文化、科學技術以及宗教性都是相互聯(lián)系、相互融合的，在古代的中國也未認識到這些科學技術發(fā)展中所蘊藏數(shù)學思想。

1 道家學說、圓周率以及極限思想之間的關系

在春秋戰(zhàn)國時期，老子曾在《道德經(jīng)》中說“道生一，一生二，二生三，三生萬物”。而這句經(jīng)典名言也成為現(xiàn)在的到家學說解釋道家思想的核心用語，更被看作是道家思想的精髓。恰恰這句話也是對當時社會以及人們思想的一種反應，同時這句話也反應了古代人們在思想認識上想要的一種突破，根據(jù)這種思想后人便聯(lián)想出了“無窮大”以及“無限計算”，用現(xiàn)在的數(shù)學用語就是極限的思想，道家學說的核心思想對無限性與有限性之間的辯證思想進行了闡釋，道家學說的另一個思想代表莊子曾在“天下篇”中有“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”，這也是對極限思想的一種考慮，表現(xiàn)出一種對極限小的一種認識，這也是對現(xiàn)代數(shù)學“無窮小量”的一個實例，道家學派的思想家在那個時候已經(jīng)在思想中反映了無限運動的變化性以及連續(xù)性之間的聯(lián)系。就現(xiàn)代數(shù)學中圓周率來講，圓周率是圓周長與直徑之間的比值。眾所周知，圓周率是由我國古代數(shù)學家祖沖之的杰出貢獻，這也是道家學說無限思想的體現(xiàn)。后來更多的學者潛心研究圓周率，也取得了巨大的進步。極限概念是現(xiàn)在微積分發(fā)展的基礎，在我國古代科技思想中，極限思想是萌芽與發(fā)展階段。

2 天文、地理、指南針與坐標系

眾所周知《甘石星經(jīng)》是我國最早的一部關于天文學的著作，其起源于戰(zhàn)國時期，開始是齊國人甘德研究并著作的《天文星占》，后魏國人石申著作《天文》專著，天文學一致發(fā)展，后人將前兩部著作合二為一命名為《甘石星經(jīng)》，在著作中《石氏星表》針對120多個恒星進行了定位，定位的人是天文學家石申，而世界上最早的星表就是《石氏星表》。研究中將很多恒星的坐標進行標注，并在坐標上對恒星的其他特性進行描述。在我多古代，層多次對恒星進行編制星表。

古代東漢的天文學家張衡經(jīng)過研究發(fā)明了著名的地震測量設備“地動儀”，此設備可以檢測千里之內的地震方位和地震大小。據(jù)相關書籍記載地動儀曾經(jīng)精確的測量出發(fā)生在西部邊陲地區(qū)的地震。地動儀的研究借用了眾多的數(shù)學思想，尤其是坐標系的使用?！爸改厢槨弊鳛橹袊糯乃拇蟀l(fā)明之一，也是在世界科學史上留下了光輝的印記，對于中國科學技術的發(fā)展有著重要的意義，增強了古代中國與世界各國之間的交流，尤其是在航海方面，更是有著重要的作用。

在上面的敘述中，科學技術的發(fā)展無一不引用方位、坐標與角度的知識。在現(xiàn)代數(shù)學內容中，坐標和坐標系是被人們廣泛學習和應用的。但是在古代，坐標和坐標系只是被當作一種技術和使用工具，并沒有對坐標及坐標系的理論概念進行提煉，主要還是受到當時社會環(huán)境與發(fā)展的制約。

3 冶金術與比例的關系蘊藏的數(shù)學思想

中國古代的冶金技術在世界史上也是很著名的，當時由于青銅器時代的制約，冶煉金屬的技術并不成熟，冶煉的金屬純度太低，現(xiàn)在研究其主要原因，還是因為冶金的產品中各種成分之間的比例不合適，在古代中國雖然沒有提出比例的概念，卻在冶金技術中蘊藏著，也充分證明了當時冶金技術中蘊含的數(shù)學思想，而這種思想成為冶金產品的技術標準。俗化著無規(guī)矩不成方圓，主要是來源于古代的圓規(guī)做圓，用直尺做矩的理念，現(xiàn)在所用的規(guī)矩一詞，是現(xiàn)在各種制度的法則。

4 古代農業(yè)生產和建筑中的數(shù)學思想

著名的都江堰是中國古代由李冰父子負責修建的水利工程，但是兩千年過去了，仍被現(xiàn)在人沿用著，由此可見當時設計此工程以及修建此工程中的計算量是何等龐大與精妙。在修建初期，為了確保豐水期和枯水期水量的相對穩(wěn)定性，就先借助魚嘴將岷江分為外江和內江，在豐水期，則多余的水兩自動進行分流。然后經(jīng)過飛沙堰將沙石進行過濾，再將多余的水溢出，這樣就確保了流經(jīng)的水量，這就是對現(xiàn)在數(shù)學“分”、“合”數(shù)學思想的體現(xiàn)，都江堰的建造計算量龐大且精確，現(xiàn)在來看這個工程仍具有獨特的魅力。

5 結束語

在中國古代，作為四大文明古國之一，確有著不同凡響的科學技術與文化思想，不論是科學技術、文化思想還是建筑無一不蘊含數(shù)學思想，雖在當時沒有對這些數(shù)學概念進行闡釋，但是它對于數(shù)學的發(fā)展卻有重大的影響。

[1]董海鵬，杜亞冰.中國古代“開普勒定律（面積定律）”的萌芽[J].科教文匯（下旬刊），2010（11）.

[2]熊輝.古代中國之算術與算數(shù)淺析[J].東莞理工學院學報，2012（06）.

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