11月2日下午,人文与艺术教育中心邀请到中国科学院院士周向宇先生主讲第25期阅江论坛|人文与艺术系列讲座,由周越教授主持。题目为“中国古代数学的贡献”。
大家一般都认为中国文化与统治者不重视数学,以为中国古代数学没什么可研究的,对现代数学没有贡献,其实不然,华罗庚先生曾经就说过,中华民族是擅长数学的民族。本次周院士的讲座主要通过讲述多个例子,介绍了中国古代数学“言约旨远”的特点,透过古人简约的言论来揭示出其思想的深远。
一、复现商高对勾股定理的完整证明,从而表示正是商高开启了命题证明之先河。
“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,得邪至日”,“既方之,外半其一矩,环而共盘,得成三四五”。这两句话表现出了中国古代数学中将抽象与具体相融合以及数形统一的思想,在历史上首次把几何与代数联系统一起来。在讲座上,老师通过自己的方法向我们全面地阐述了商高的证明。
二、发现花拉子米代数思想均含于中国古代数学思想之中,从而解决阿拉伯代数的思想源泉问题。
花拉子米的拉丁文译名就是算法,但是《代数书》一书所受的学术影响以及资料来源等问题至今未能搞清楚。本次讲座中提到了这个问题的答案:其来源就是中国古代代数思想(自商高起,墨子、赵爽、刘徽等)包括数形结合思想、割补术、出入相补原理、半分发、二项式分类(勾方、股方、勾股积)、几何命题的代数证明、代数式的几何证明等。中国古代数学开代数学之先河,是现代数学许多关键思想之滥觞。
三、揭示中国古算与国学的联系、诸子百家核心人文思想与数学思想的融合、古算对语言的影响。
《周易·系词上》中提到:“探赜索隐,钩深致远,以定天下之凶吉。”从中我们可以看到,中国古代数学既务实又致远,既重视构建科学知识体系,又重视科学之应用。筹算是中国古代数学的一部分,以筹为工具计数、运算等发展出了中国古代数学体系。国学则是以先秦经典以及诸子百家学说为根基的中古传统思想、文化、学术体系。而国学的奠基者们通过筹算,将其人文核心思想用数学命题来进行阐释,体现了数学精神。这反映了中国古代人文精神与数学精神的交融,体现了中国文化从根基上对数学的推崇。因此从中国文化的根基上看,中国的统治者对数学是十分欣赏、推崇和重视的。
四、发现国学经典中的数学,包括《愚公移山》蕴涵的数学思想。
愚公说:“随我之死,有子存焉;子又生孙,孙又生子;子又有子,子又有子,子又有孙;子子孙孙无穷匮也”。这平时并不使人联想到数学的一句话,却定义了自然数以及加法,认识到了自然数的无穷性。使用愚公子孙模型可以定义出自然数以及加法,并且随之引出自然数加法运算的交换律、结合律等。教授提到,相比于19世纪末皮亚诺所提出的5条皮亚诺公理来构造自然数的算术系统,愚公子孙模型显然更加简洁生动和自然。且这个模型还蕴含着归纳公理,反映了数学归纳法原理。除此之外,还定义了负整数以及减法。
中国古代数学对华夏文明做出了巨大地贡献,表现在物质文明以及精神文明上,比如国学、语言、文化等。通过本次讲座我们了解到,中国文化对数学是十分推崇地。中国古代数学对现代数学做出源头性、根本性的贡献,比如在算术、代数、几何分析等方面。可以说现代数学主要源于中国古代与古希腊。在古代中国,数学国学达到了和人文国学同样的高度。
习近平总书记说:坚定的文化自信,离不开对中华民族历史的认识和运用。通过这次讲座我们了解到了中国古代数学发出的光热,大大加强了我们的文化自信。