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古希腊数学比中国强,真的吗?十进制的历史或已给出答案

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一直以来,人们谈及数学起源,往往都会说起古希腊,将之视为古希腊对人类的重大贡献,但鲜为人知的是,相比中国古代数学,古希腊在几何上有不俗的成绩,在数论上却比较落后,原因之一在于他们没有完全掌握数学的基础——“十进制”。
亚里士多德称人类普遍使用十进制,古希腊也采用十进制,原因可能跟人类有十根手指有关,但这种说法不太准确,因为古希腊在记数系统上采用的不是十进制,或者说缺少十进位值制的概念。马克思在他的《数学手稿》一书中称十进位记数法为“最妙的发明之一”,那么中国何时发明了十进制,又如何传到西方,对世界数学到底有何意义呢?

大约在新石器时代,中国已经出现十进制与加减运算。在距今8000年—4800年的甘肃天水大地湾遗址中,出土了四只不同形状的陶器,但专家测量之后有了惊人的发现,原来四只陶器的体积几乎是呈十倍递增,条形盘的容积约为264.3立方厘米,铲形容积约为2650.7立方厘米,箕形容积约为5288.4立方厘米,深腹罐容积约为26082.1立方厘米,除了箕形陶器是铲形的两倍之外,其他三种陶器大约都是十倍递增。除了大地湾遗址外,青海柳湾遗址等都曾有过类似发现。显然,新石器时代的这种有规律的递增绝非偶然,应该是古人已经掌握了十进制与一定的加减乘除知识。
到了商朝时期,根据甲骨文卜辞的记载,如今已经可以确定商朝已经掌握了十进制。甲骨文中明确记载了“一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、百、千、万”,还有“三百又四十八”、“二千六百五十六人”等,与后世已经没有什么区别了,只少了一个“亿”字。从这些数字中不难看到,商朝已经完全发展出了完整的“十进位值制”。另外,甲骨文显示商朝已有四则运算。

经过数千年的积累与传承,尤其是很早就发明了十进位值制,让中国数学在古代迎来了一个又一个辉煌。春秋时期,中国发明了最适合基础教育的“九九乘法歌”,之后发明小数、负数(古代已有“0”的概念,用空格表示),以及探索开方、圆周率、方程计算、分数运算等等,到明朝时距离微积分只有临门一脚。可以说,在十进制的基础上,中国古代数学一步一个脚印,整个发展史比较清晰,虽然不太受到文人重视,但总体来说还是在不断进步。
值得深思的是,中国古人非常聪明,发明的东西特别注重实用,相信在记数系统发明过程中,一定经历过很多思考,最终最迟在3000年前发明了简单好用的十进制,并一直沿用至今。后来发明的九九乘法歌上,这种智慧再一次得到体现,可以说九九歌是最适合小学生学习基础数学的歌诀,朗朗上口好记又易懂。2015年,BBC邀请5名中国教师前往英国博航特学校,按照中国的教学方式为该校的孩子授课,结果中国老师所教班级数学平均分为67,英国班均分为54。

与中国不同,包括古希腊在内的世界其他国家,由于在十进制上的缺陷,导致他们数学一直比较落后。
古埃及记数系统太过简单,从一到十只有两个数字符号,从一百到一千万只有四个数字符号,而且数字符合是“鸟”等象形文字,因此使用古埃及的记数系统根本没办法计算稍微复杂一些的问题。
古巴比仑的记数法有位值制,但它采用的是六十进位的,至少需要59个数码,计算非常繁琐。美洲古玛雅人也懂位值制,但使用的是20进位,至少需要19个数码,记数和运算也十分麻烦。

古希腊人的计数系统是十进制,但没有位值制的概念,导致记数方法非常落后,他们用27个古希腊字母α、β、γ等在其上画一横杠来表示数字,前9个字母分别表示1——9,中间9个字母表示10——90,后9个字母表示100——900,但按这种方式最大只能表示999。为了表示更大的数目,就用加“‘”符号等的方法来补充。总之,这种计数系统十分复杂,由于没有引进位值制,所以无法保证任意大的数目都有相应的符号,也就是说很多计算根本运算不了,比如7531X8642,以古希腊记数系统来表达会让人崩溃。记数系统的落后,导致古希腊数论成就极其普通。值得深思的是,古希腊没有小数,没有位置制,算术成就一般,他们还没有中国的这种发展与传承过程,但几何却突然非常辉煌,也是一件怪事。
与古希腊一样,古罗马也没有位值制,他们记数系统要简单一些,但只有七个基本记数符号,如果要记稍大一点的数目就相当繁难。

由于没有发明出完整的十进制,在之后上千年时间内,欧洲数学几乎一直停滞不前,中世纪时还依然将古希腊的《算术入门》作为标准课本。与此同时,当时欧洲各国记数方式并不统一,如今各国文字上还保留一些痕迹,比如法国采用的是20进制等,这一现状导致欧洲在数学上很难有突破性的成就,各国在数学交流上也面临制式不统一的难题。
那么,中国十进制如何传播到全世界,何时传播到了欧洲的呢?
魏晋南北朝时,不少中国高僧前往印度取经,同时丝绸之路上中国与印度交流频繁,可能是这两方面的原因,印度从中国学到了很多先进的数学知识,其中包括十进位数字系统。之后,印度创造出了阿拉伯数码,并传播到了阿拉伯地区,欧洲人将之命名为“阿拉伯数字”。

十三世纪之后,欧洲人才开始接触到十进制,但直到印刷术的流行,十进制才在欧洲真正普及。当时,一个叫斐波那契(见上图)的意大利商人后代,由于痴迷数学,深感阿拉伯数字比罗马数字表达得更便捷,于是特意去国外向阿拉伯数学家学习,大约公元1200年回国。回国之后,斐波那契写下了《计算之书》、《几何实践》两本书,里面就介绍了十进制记数方法的实用价值,这两本书也是欧洲近代数学开端的标准。但在印刷术盛行之前,欧洲都是手抄本,影响力极其有效,十进制只在小范围内传播。15世纪中叶之后,随着欧洲印刷术的逐渐盛行,以及中国小数概念传入欧洲,十进制才逐渐流行开来。最终,十进制带来的革新,给欧洲数学插上了腾飞的翅膀。
《中国科学技术史》的作者英国学者李约瑟说:“如果没有这种十进位制,就不可能出现我们现在这个统一化的世界了。”也就是说,没有十进位制的话,各国数学基础不统一,也就很难谈起数学进步,以及建立在数学基础上的现代文明。

可以说,从记数系统上来看,“十进制”传播到欧洲之前,人类算术的高峰只可能在中国,而不是古希腊。事实上,在15世纪之前,除了古希腊的几何,欧洲算术成就泛善可陈,而欧洲真正与中国拉开差距是在清朝时期,当时中西方交流之后,欧洲站在中国古代数学的巨人肩膀上创立了微积分。
值得一提的是,很多以欧洲人姓名命名的数学原理或公式,其实中国人早已研究出来了,比如南宋“杨辉三角”在西方被称为“帕斯卡三角”,前者比后者早了400多年,南北朝“祖暅原理”在西方被称为“卡瓦列利原理”,前者比后者早了1100多年,因此并不是中国古代数学成就不高,而是传播度不够,以及欧洲掌握了近现代的话语权。所以说,落后不仅要挨打,连说话的权力都没有,只能眼睁睁地看着别人“窃取”祖先的成就。


IP属地:安徽1楼2024-01-04 20:24回复
    古希腊的文字可能是文艺复兴时期伪造的


    IP属地:浙江来自Android客户端3楼2024-01-05 00:24
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      很簡單,最簡單的四則運算,古希臘人算加、減、乘都沒問題。碰到算除法就蒙了,邏輯能懂,但是語言體系不支持快速算數,只能減繩子了。


      IP属地:山西来自Android客户端4楼2024-01-05 14:29
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        阿基米德折弦定律,我们国家学好数学不能当官,这个是所有技术难以传播的致命问题,儒家洗脑太彻底了


        IP属地:广东来自Android客户端6楼2024-01-17 14:49
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          自然界里它也不存在数字的概念,自然界它就是自然而然,就是该怎么样就怎么样,不会有几个几个数字之间这样的一个概念存在,更不会存在一到十,十而百,百而千,千而万这样的一个概念。也就是说在这一点上其实数字和文字是相通的,或者是相同的,都是根据人们的需要,不断的提炼,不断的总结,从天地间提炼出来的。
          十这个数字的写法就是显而易见的,我们祖先就已经掌握了十进制的数字规律,这个十进制的数字规律在殷商时期,甚至比殷商更早的时候就已经存在了,人们就已经意识到了。

          【甲骨文字典,十】
          我们现在来看一下这个甲骨文十的写法,很简单就是一竖,熟悉金文的朋友们可能会知道,在金文中这一竖的中间会有一个点或者有一个短的横线,然后从小篆开始继承金文的写法,有的甲骨文中间也是有一个小短横的,大家可以去参考一下,去查阅一下。
          【金文,虢季子白盘,十】
          所以说,从某种意义上说,今天我们依然在用中文中的数字十,从甲骨文至今一直就没有变过,传承关系非常的清晰。那为什么用一竖来表示数字十呢?
          我们可以看一看,甲骨文台历下面这段话的解释:指事字,一竖为古代之算筹,竖置一筹表示数量十,以与横置之算筹一区别,卜辞中十之五倍以上数字皆置至倍数于十之下合书,如五十作甲骨文的五十,六十作甲骨文的六十等。
          从这段解释当中我们就可以看出来十进制这个概念,一二三四都属于指事字,五六七八九都属于假借字,结果到十这儿又是指事字,为什么是指事字?因为不管是横还是竖,都是短棍算筹。这个小短棍在甲骨文中如果是横的写就表示数字,两个算筹就表示数字二,一直到四个,或者是五个,就表示数字五,后来呢五就做了一个变化,从五六七八九都是假借,那到了十这儿就把这个算筹就竖起来了,就用这个竖的算筹表示数字十。
          这就是一个十进制,比如说你数一堆算畴,你数了十个,就立一个竖棍在这儿表示十,然后再接着数出一个十来,再竖起一根来。你数完几百个甚至上千个之后,这时候你再看啊,就十、二十、三十、四十,就这么数,所以说非常简单就可以告诉我们,我们古人对这个十进制的理解,甲骨文就已经有,在中国文化中,甚至是数学的概念,数理的学问,在我们传统文化中也是很重要的一支。



          IP属地:安徽来自Android客户端8楼2024-03-01 16:58
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            中国何时出现用符号来表示数目无法确定。但根据现有的资料来看,至迟在半坡时代(约公元前4000年)已有数字符号。例如在半坡出土的陶器上发现了刻划的符号中就包含了数目字,在陕西姜寨出土的陶器上也有数字符号。因此,中国人在公元前4000年至少掌握了三十以内的自然数,并且是用十进位制记数的。
            大约过了2500年左右,到了商代(公元前1400年)已形成了刻在甲骨上的汉字系统。根据中国商代甲骨文的记载,在公元前14世纪前后(即距今约3300年前)中国已有相当完善的十进位计数法。甲骨文中有一至九的记载,有十、百(为十个十)、千(为十个百)、万(为十个千)的记载,最大的数为“三万”。
            又据笔者对成于公元前11—前6世纪的《诗经》中数字研究:一至九的数在104首诗篇中出现264次:数位字在殷商时代十、百、千、万的基础上,又出现“亿”“秭”,这六个数位字在67首诗篇中出现155次,其中数位字“十”在9首诗篇中出现17次。唐代学者孔颖达在《诗经正义》指出,“亿之数有大小二法:其小数以十为等,十万为亿,十亿为兆也;其大数以万为等,万至万是万万为亿,又从数亿至万亿为兆,亿亿曰秭”。可见无论是大法、小法都是十进位制;《诗经·豳风·七月》篇则是世界上最早的数字化诗篇,它用一至十的数字科学地表达了一年每一个月的农事和物候,复旦大学教授、《诗经》研究家陈子展认为该诗篇成于周初(公元前11世纪),但反映的内容是周民族形成早期——先周公刘时代即公元前17世纪晚期的事,因此早在公元前17世纪(距今约3700年)中国已有相当完善的十进位计数法。
            据《中国大百科全书·考古学》载,安阳殷墟出土了商代的骨尺和牙尺,尺面上有相当于“寸”“分”的刻度表示,它们都是十进位的,说明当时十进位制记数法与社会生活有着密切的联系:一方面,由于社会生活需要提高度量衡的精度,要求不断划小度量衡的单位;另一方面,它简便适用,在实际生活中得到广泛应用。
            在公元前30年前后的《墨经》中,《墨子·经下》有“一少于二而多于五,说在建馋”的记载。显而易见,此处所讲的内容是和十进位制记数法有关。而十进制记数法过渡到十进位值制记法与筹算的创立有着密切的关系。
            数字的发展必然有计算,计算就需要某种方法和工具。算筹一般是用小竹棍(或其他材料制成的棍),后来也称算子。筹算是一种用算筹进行计算,筹算起源于何时,无法确定,但可以肯定它是起源很早,至迟到春秋战国时(约公元前300年)人们已经能熟练地运用算筹进行计算。筹算作为中国古代的计算工具,是中国古代数学对人类文明的特殊贡献。它与十进位值制记数法相结合,形成了我国独具特色的算法化的数学体系。十进位制算筹记数法是中国古代数学的一项独特的创造。一直到十五世纪中叶珠算产生之前,筹算是中国古代数学的主要计算工具,它也是中国古代数学的一大特色,中国古代数学正是在筹算基础上发展起来的。
            《易经》中更有“万有一千五百二十”这样的记载。甲骨文的计数方式一直延续到现代。现代中国数字一二三四五六七八九○,在唐代以前就已经形成,唐代还全面使用了大写数字壹贰叁肆伍陆柒捌玖零,用在比较正规的场合,又叫做“官文书数字”。在确立了十进位制之后,古代中国还对数的概念进行了扩展,创造出了分数、小数、负数的概念,虽然分数线、小数点、负号不是中国的发明,但是对数的性质的认识,对数的概念的拓展,还是古代中国的天才创造。
            李约瑟教授指出:“在西方后来所习见的‘印度数值’的背后,位值制早已在中国存在两千年。”
            十进位制向世界传播
            中国发明的十进位制在对外交往中,东传韩国、日本,南传越南等东南亚国家;丝绸之路开通后,又传南亚、中亚等国。古代印度于公元5世纪改用十进位制计数法,并在8世纪传至古代阿拉伯,9世纪由古代阿拉伯再传至欧洲,15世纪末、16世纪早期由欧洲传至美洲,以后又传入非洲、大洋洲。因此,在欧美把十进位制称为印度—阿拉伯数系或阿拉伯数系,《大英百科全书》(又称《不列颠百科全书》)等书籍至今这样称呼。这是有失公道的,因为最早发明十进位制的是中国。
            十进位制记数法西传欧洲,又传美洲、大洋洲、非洲,由于它较其他记数法实用、好用,且便于高速计算、复杂计算,很快风靡全球,取代其他记数法,成为当今世界各国、各地区、各民族所公认的标准记数法;十进位制记数法的西传,使短于计算、长于公理化和演绎的欧洲数学克服原有的弱点,加速发展,形成初等数学,后发展为高等数学(以微积分的出现为标志),并从古代科学中发展出近现代数学,至今在世界上形成具有100多个分支学科的数学学科体系。
            十进位制计数法的西传,在世界上普遍地采用,大大地促进了欧美和世界各国社会、经济、科教、文化等各个方面的交流与发展,英国著名学者李约瑟指出:如果没有中国发明的“十进位制,就几乎不可能出现我们现在这个统一化的世界”。
            据《大众日报》


            IP属地:安徽来自Android客户端9楼2024-03-01 17:41
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              祖冲之用勾股定理和偶数正多边形无限逼近圆,计算出精确到小数点后7位的圆周率,就让西方人艳羡不已。西方人直到有了计算机才堪堪计算到这个精确度!不管你说是真的也好假的也好,至少那个圆周率的精确值在中国出现早于西方一千多年——所以你甭管我怎么算出来的,就不是抄你西方的好吧?
              西方人一直想把勾股定理据为己有。难堪的是西方没有十进制没有小数难以乘方计算大数也根本无法开方,根本用不了勾股定理。所以只能流口水打口水仗咯


              IP属地:广西10楼2024-07-03 13:25
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