數(shù)學(xué)的歷史小故事4篇
數(shù)學(xué)的歷史小故事1
公元前500年,古希臘畢達(dá)哥拉斯(Pythagoras)學(xué)派的弟—子希勃索斯(Hippasus)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的事實(shí),一個(gè)正方形的對(duì)角線與其一邊的長度是不可公度的(若正方形邊長是1,則對(duì)角線的長不是一個(gè)有理數(shù))這一不可公度性與畢氏學(xué)派“萬物皆為數(shù)”(指有理數(shù))的哲理大相徑庭。這一發(fā)現(xiàn)使該學(xué)派領(lǐng)導(dǎo)人惶恐、惱怒,認(rèn)為這將動(dòng)搖他們?cè)趯W(xué)術(shù)界的統(tǒng)治地位。希勃索斯因此被囚禁,受到百般折磨,最后競(jìng)遭到沉舟身亡的懲處。
不可通約的本質(zhì)是什么?長期以來眾說紛壇,得不到正確的解釋,兩個(gè)不可通約的.比值也一直被認(rèn)為是不可理喻的數(shù)。15世紀(jì)意大利著名畫家達(dá)。芬奇稱之為“無理的數(shù)”,17世紀(jì)德國天文學(xué)家開普勒稱之為“不可名狀”的數(shù)。
然而,真理畢竟是淹沒不了的,畢氏學(xué)派抹殺真理才是“無理”。人們?yōu)榱思o(jì)念希勃索斯這位為真理而獻(xiàn)身的可敬學(xué)者,就把不可通約的量取名為“無理數(shù)”——這便是“無理數(shù)”的由來。
同時(shí)它導(dǎo)致了第一次數(shù)學(xué)危機(jī)。
數(shù)學(xué)的歷史小故事2
勒斯(古希臘數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家)來到埃及,人們想試探一下他的能力,就問他是否能測(cè)量金字塔高度。泰勒斯說可以,但有一個(gè)條件——法老必須在場(chǎng)。第二天,法老如約而至,金字塔周圍也聚集了不少圍觀的老百姓。秦勒斯來到金字塔前,陽光把他的.影子投在地面上。
每過一會(huì)兒,他就讓人測(cè)量他影子的長度,當(dāng)測(cè)量值與他身高完全吻合時(shí),他立刻在大金字塔在地面上的投影處作一記號(hào),然后再丈量金字塔底到投影尖頂?shù)木嚯x。這樣,他就報(bào)出了金字塔確切的高度。
在法老的請(qǐng)求下,他向大家講解了如何從“影長等于身長”推到“塔影等于塔高”的原理。也就是今天所說的相似三角形定理。
數(shù)學(xué)的歷史小故事3
數(shù)學(xué)史家把0稱作“哥倫布雞蛋”,這不僅是因?yàn)?的形狀像雞蛋,其中還含有深刻的哲理。凡事都是開創(chuàng)時(shí)困難,有人開了端,仿效是很容易的。0的出現(xiàn)就是一個(gè)典型的例子,在發(fā)明之前,誰都想不到,一旦有了它,人人都會(huì)用簡(jiǎn)單的方法來記數(shù)。
我們知道,零不僅表示一無所有,它還有以下的一些意義;在位值制記數(shù)法中,零表示“空位”,同時(shí)起到指示數(shù)碼所在位置的作用,如304中的0表示十位上沒有數(shù);零本身還是一個(gè)數(shù),可以同其他的數(shù)一起參與運(yùn)算;零是標(biāo)度的起點(diǎn)或分界,如每天的時(shí)間從0時(shí)開始。
在古代巴比倫,楔形文字的零號(hào)已起到現(xiàn)今位值制中0號(hào)的作用,它一方面表示零位,另一方面也指明數(shù)碼的位置。然而他們還沒有把零看作一個(gè)數(shù),也沒有將它和“一無所有”這一概念聯(lián)系起來。
印度人對(duì)零的最大貢獻(xiàn)是承認(rèn)它是一個(gè)數(shù),而不僅僅是空位或一無所有。婆羅摩笈多對(duì)零的運(yùn)算有較完整的.敘述:“負(fù)數(shù)減去零是負(fù)數(shù),正數(shù)減去零是正數(shù),零減去零什么也沒有;零乘負(fù)數(shù)、正數(shù)或零都是零!愠粤闶强諢o一物,正數(shù)或負(fù)數(shù)除以零是一個(gè)以零為分母的分?jǐn)?shù)”。每一個(gè)學(xué)過除法的人都知道,零不可以作除數(shù),因?yàn)槿绻鸻≠0而b=0,那就不可能存在一個(gè)C使得bc=a。這個(gè)道理盡人皆知,但在得到正確結(jié)論之前,卻經(jīng)歷了漫長的歷史。
我國自古以來就用算籌來記數(shù),早就用算籌來記數(shù),用的是10進(jìn)位值制。巴比倫知道位值制,但用的是60進(jìn)制。印度到公元595年才在碑文上有明確的10進(jìn)位值制的記數(shù)法。位值制必須有表示零的辦法。起初,中國使用空格來表示零,后來以○表示零,后來印度的0就傳入了中國。
在我們眼里,零的存在是那么自然、簡(jiǎn)潔,但就是這么一個(gè)簡(jiǎn)單的零,卻也有這么一段頗不簡(jiǎn)單的歷史。
數(shù)學(xué)的歷史小故事4
祖沖之(公元429—500),字文遠(yuǎn),是我國古代南北朝時(shí)代南朝杰出的科學(xué)家,原籍是范陽郡遒縣(今河北萊源縣),因戰(zhàn)亂,他的祖先遷居江南。公元429年,祖沖之誕生在南方宋朝一個(gè)士大夫的家庭。這家有幾代研究歷法,祖父掌管土木建筑,也懂得一些科學(xué)技術(shù),所以祖沖之從小就有機(jī)會(huì)接觸家傳的科學(xué)知識(shí),他少年時(shí)代就開始鉆研古代的經(jīng)典。思想機(jī)敏。勇于創(chuàng)新,勤奮地學(xué)習(xí),對(duì)各種事物敢于大膽設(shè)想,勇于創(chuàng)新,并且勤于實(shí)踐。他搜集和閱讀了大量有關(guān)天文、數(shù)學(xué)等方面的書籍與文獻(xiàn)資料,并經(jīng)常進(jìn)行精密的測(cè)量和仔細(xì)的推算。就象自己說的那樣;“親量圭尺,躬察儀漏,目盡毫厘,心軍籌策”。由于他既崇尚抽象的理論,又注重理論的應(yīng)用,突破了天命論、神秘主義的桎梏,敢于實(shí)踐,勇于改革,因此在當(dāng)時(shí)勞動(dòng)人民創(chuàng)造的高度發(fā)達(dá)的物質(zhì)財(cái)富的基礎(chǔ)上,取得了不少有價(jià)值的科學(xué)成果,特別是天文歷法和數(shù)學(xué)方面的成就更為突出。
我國古代曾經(jīng)長期采用“十九年七閏月”的方法作為歷法來計(jì)算陰歷。祖沖之經(jīng)過仔細(xì)推算和研究,發(fā)現(xiàn)這種歷法雖然可以使兩種(陰歷和陽歷)天數(shù)大致相符,但還不夠精確,過了二百年就會(huì)相差一天。因此,他決心打破傳統(tǒng)觀念改革閏法?偨Y(jié)了前人經(jīng)驗(yàn),經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn),科學(xué)計(jì)算,改為第三百九十一年中有一百四十四個(gè)閏年。這樣就相當(dāng)精確了。他在一文歷法中的另一重大成就是在歷法計(jì)算中第一次應(yīng)用了歲差,即指地球圍繞太陽運(yùn)行五周,不可能完全回到上一年的冬至點(diǎn)的現(xiàn)象。他算出了歲差為四十五年十一個(gè)月后退一度(一度等于60分),并在他的《大明歷》中加以應(yīng)用。雖然尚不夠準(zhǔn)確,但這在天文學(xué)史上卻是一個(gè)空前的'創(chuàng)舉。為了使歷法更精確,他還算出交點(diǎn)月,即月亮連續(xù)兩次經(jīng)過黃白交點(diǎn)所需的時(shí)間是27。21223日,這與現(xiàn)代測(cè)得的21。21222日極相近似。這為準(zhǔn)確地算日食月食婦生的時(shí)間創(chuàng)造了條件。
在上述基礎(chǔ)上,他制成了當(dāng)時(shí)最科學(xué)的歷法——《大明歷》。那時(shí)他才三十三歲,公元462年,他把《大明歷》交給朝廷,請(qǐng)求予以頒行。但遭到以貴族官僚戴法興為首的堅(jiān)決反對(duì)。戴法興是一個(gè)很有權(quán)勢(shì)的人物,又稍稍懂一點(diǎn)歷史,但思想非常保守,戴硬說太陽轉(zhuǎn)動(dòng)一周(實(shí)際上是地球繞太陽一周)的時(shí)間有快有慢,沒有規(guī)律。祖沖之反駁說:“太陽的轉(zhuǎn)動(dòng)是有一瞇規(guī)律的,這是有事實(shí)根據(jù)的”。戴又說:“日月星辰的快慢變化,凡人是測(cè)算不出的”。祖沖之說“這些變化并不神秘,只要人們進(jìn)行精密的觀測(cè)和細(xì)致的推算,是完全可以算出來的。事實(shí)上人們已掌握了一定的規(guī)律”。把戴批駁得啞口無言,祖沖之終于擊敗了保守勢(shì)力,取取得最后勝利,然而直到他死后十年在他兒子祖恒再三推薦下,新歷法才在公元510年被正式采用。
祖沖之在數(shù)學(xué)研究方面,特別是在圓周率的研究上,做出了在數(shù)學(xué)史具有深遠(yuǎn)影響的巨磊貢獻(xiàn)。古代最早求得的圓周率是“3”,西漢末年劉又得到3。1547的圓周率值。東漢的張衡算出3。1622的值,到了三國末年,數(shù)學(xué)家劉徽創(chuàng)造了用割圓術(shù)求得圓周率方法,得出3。141024的值。祖沖之地吸收了其中一些有的東西,又不為前人結(jié)論束縛,經(jīng)過自己的精密測(cè)算,算出圓周率值在3。1415926和3。1415927之間,并以22/7和355/113作為用分?jǐn)?shù)表示圓周率的疏率和密率。這是世界上第一個(gè)最精確的圓周率,歐洲人奧托和安托尼茲直到公元1573年,才先后求出這個(gè)數(shù)值。實(shí)際上早在他們一千一百多年前,祖沖之就得到這個(gè)數(shù)值了,因而,日本數(shù)學(xué)家三上義夫主張稱名為“祖率”。
祖沖之在推算圓周率時(shí),對(duì)九位數(shù)的大數(shù)目,需要反復(fù)進(jìn)行包括加減乘除與開方等方法的運(yùn)算五百三十次以上。而且當(dāng)時(shí)他還是用籌碼(小竹棍)來計(jì)算的。從這里可以看出他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和堅(jiān)韌不拔的毅力。
后來,祖沖之把數(shù)學(xué)上的研究成果寫成一本書,叫做“綴術(shù)”,內(nèi)容很豐富,可惜早已失傳了。
除了在天文、歷法和數(shù)學(xué)方面做出重大貢獻(xiàn)外,在他五十歲那年,曾經(jīng)仿制成功一輛指南車,這車子不管怎么轉(zhuǎn)動(dòng),車上木人的手總是指著南方。他又看到群眾用人力磨數(shù)值非常吃力,于是開動(dòng)腦筋,反復(fù)實(shí)驗(yàn),制成了水碓磨。同時(shí)還制造成功一種“千里船”,經(jīng)過試驗(yàn),日行百余里。此外,他還懂得音樂,注過多種經(jīng)典。因而祖沖之可以說是我國古代杰出而又博學(xué)多才的一位科學(xué)家。
祖恒是祖沖之的兒子,字景爍,生卒年月已無可考。他也是一個(gè)博學(xué)多才的數(shù)學(xué)家,曾在公元504年、509年和510年三次上書建議采用祖沖之的《大明歷》,終于實(shí)現(xiàn)了父親的遺愿。
祖恒的主要工作是修補(bǔ)編輯祖沖之的《綴術(shù)》。
祖恒推導(dǎo)球體積公式的方法非常巧妙,其理論依據(jù)是這樣一條被他當(dāng)作“公理”使用的命題:“冪勢(shì)既同,則積不容異”,其中“冪”是截面積,“勢(shì)”是立體的高。把這命題翻譯成現(xiàn)代漢文并寫得詳細(xì)一點(diǎn)就是:“界于二平行平面之間的確良兩個(gè)立體,被任一平行這二平面的平面所截,如果兩個(gè)截面的面積相等,則這兩個(gè)立體的體積相等”。這命題在國外通常稱為“卡瓦列利原理”或“卡瓦列利定理”?ㄍ吡欣1598—1647)是意大利米蘭人,伽利略的學(xué)生,波倫拿大學(xué)教授,為十七世紀(jì)意大利數(shù)學(xué)家中影響最大的一個(gè)。這定理是他于1635年在波倫拿出版的名著《連續(xù)不可分幾何》一書中提出的,但卻比祖恒遲了1100多年。
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