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南宋数学家秦九韶的故事

南宋数学家秦九韶的故事南宋,数学家秦九韶(公元1202~1261年)在1247年(淳佑七年)着成『数书九章』十八卷.全书共81道题,分为九大类:大衍类、天时类、田域类、测望类、赋役类、钱谷类、营建类、军旅类、市易类。

这是一部划时代的巨着,它总结了前人在开方中所使用的列筹方法,将其整齐而有系统地应用到高次方程的有理或无理根的求解上去,其中对「大衍求一术」﹝一次同余组解法)和「正负开方术」﹝高次方程的数值解法)等有十分深入的研究。

其中的”大衍求一术”﹝一次同余组解法),在世界数学史上占有崇高的地位。

在古代<孙子算经>中载有”物不知数”这个问题,举例说明:有一数,三三数之余二,五五数之余二,七七数之余二,问此数为何?这一类问题的解法可以推广成解一次同余式组的一般方法.奏九韶给出了理论上的证明,并将它定名为”大衍求一术”。

秦九韶(生卒年不详,活动期约在13世纪)中国南宋数学家,字道古,四川人,著有《数书九章》(1247年)18卷。

对大衍求一数(整数论中的一次同余式解法)和“正负开方术”(数字高次方程的求正根法)等都有深入的研究。

中国自古以来就使用十进位制计数法,一些实用的计量单位也采用十进制,所以很容易产生十进分数,即小数的概念。

第一个将这一概念用文字表达出来的是魏晋时代的刘徽。

他在计算圆周率的过程中,用到尺、寸、分、厘、毫、秒、忽等7个单位;对于忽以下的更小单位则不再命名,而统称为“微数”。

到了宋、元时代,小数概念得到了进一步的普及和更明确的表示。

杨辉《日用算法》(1262年)载有两斤换算的口诀:“一求,隔位六二五;二求,退位一二五”,即1/16=0 0625;2/16=0 125。

这里的“隔位”、“退位”已含有指示小数点位置的意义。

秦九韶则将单位注在表示整数部分个位的筹码之下,例如:—Ⅲ—Ⅱ表示13.12寸寸是世界上最早的小数表示法。

在欧洲和伊斯兰国家,古巴比伦的六十进制长期以来居于统治地位,一些经典科学著作都是采用六十进制,因此十进制小数的概念迟迟没有发展起来。

15世纪中亚地区的阿尔卡西(?~1429)是中国以外第一个应用小数的人。

欧洲数学家直到16世纪才开始考虑小数,其中较突出的是荷兰人斯蒂文(1548~1620),他在《论十进制》(1583年)一书中明确表示法。

例如把5.714记为:5◎7①1②4③或5,7'1''4'''。

而第一个把小数表示成今日世界通用的形式的人是德国数学家克拉维斯(1537~1612),他在《星盘》(1593年)一书中开始使用小数点作为整数部分与小数部分之间的分界符。

王梓坤的成材故事王梓坤教授是数学家,对自然科学有着通透的理解。

因此,无论纵论历史还是横看风云,他所引证的大都是自然科学史上的典型事例。

但是,"以人为本"的理念又驱使王梓坤教授不得不对科学史上的成败得失作令人警醒的思考,诸如:研究过引力问题的科学家很多,为什么不是别人,恰恰是牛顿作出了惊人的贡献?1774年普利斯特里加热氧化汞得到了新的气体--氧气,然而他固守"燃素论",对新气体作了错误解释。

普利斯特里明明走到了真理面前,为何又会当面错过了它?19世纪下半叶,人们对不少化学元素的性质已很了解,但对它们之间的关系及整个自然界元素结构的破译,为什么不是别人,而是俄国的门捷列夫?门捷列夫化学元素周期律从理论上预言了一些当时尚未寻找到的元素……这一系列疑问,使王梓坤教授的思考进入了一个全新的境界--寻找人才成长的道路与科学研究方法后面的规律。

上卷,王梓坤教授广引博证,从中国古代四大发明,到万有引力、相对论、量子论、生物进化论、元素周期表的卓越发现,从自然科学到人文科学,从宏观到微观,海阔天空,论古道今,纵横驰骋。

从近百位中外名家成败得失中,揭示了成才的规律。

读者为能在王教授指引下畅游知识海洋而快慰,为能领略到王教授诗一般的语言和文采而感到舒适。

下卷从探寻优生优育(《嗜酒之深醉酒之频--陶渊明的悲剧》),到育人应遵循科学规律,切忌操之过急和拔苗助长,令孩子失去金色童年(《名扬千载与泯然众人--神童的故事》)的警策;从优秀人才成长过程大抵从"精于一"始,逐步发展成"精于博"的规律的揭示;从《天才出于勤奋》、《祖冲之的老师是谁》的治学之道,到《评文论史便神飞》对培养通才的呼唤和诠释;从对"科教兴国"治国之策(《教育强国赋》)的理解,到尊师重教(《教育之火》)的理念,充分表达了王教授对教师职业的挚爱与敬重。

王教授"寻找"步履中很显眼的脚印是对科研方法的追寻,因为这同成才是相辅相成的。

诸如《齐物以逍遥--论简单明确》、《人与自然的智力角逐--自然科学研究的一般方法》、《精神的浩瀚想象的活跃心灵的勤奋--再论爱因斯坦的科研方法》诸篇都是神来之笔,不仅思想新颖、文字精湛,还处处透射出他所寻找到的"创新"亮点。

而对已经"成才"的当代领导,则语重心长地写了一篇《领导学第一章--读〈领导人〉》,提出了"怎样才能成为一位好领导"的课题,这其实也是人才学研究上的一个"盲点",是相当重要的组成部分。

寻找真理是人类永恒的主题。

没有过时的真理,只有永恒的真理;人类寻找真理的脚步永远也不会停止,永远也没有止境。

元代数学家杨辉的故事杨辉,字谦光,汉族,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。

他是世界上第一个排出丰富的纵横图和讨论其构成规律的数学家。

与秦九韶、李治、朱世杰并趁称宋元数学四大家。

杨辉一生留下了大量的著述,他著名的数学书共五种二十一卷,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》。

他非常重视数学教育的普及和发展,在《算法通变本末》中,杨辉为初学者制订的"习算纲目"是中国数学教育史上的重要文献。

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”。

杨辉的故事说起杨辉的这一成就,还得从偶然的一件小事说起。

一天,台州府的地方官杨辉出外巡游,路上,前面铜锣开道,后面衙役殿后,中间,大轿抬起,好不威风。

迷人的春天慷慨地散布着芳香的气息,带来了生活的欢乐和幸福。

杜鹃隐藏在芒果树的枝头。

用它那圆润、甜蜜、动人心弦的鸣啭来唤醒人们的希望。

成群的画眉鸟像迎亲似的蹲在树的枝丫上,发出婉丽的啼声。

楝树、花梨树和栗树都仿佛被自身的芬芳熏醉了。

杨辉撩起轿帘,看那杂花生树,飞鸟穿林,真乃春色怡人淡复浓,唤侣黄鹂弄晓风。

更是一年好景,旖旎风光。

走着、走着,只见开道的镗锣停了下来,前面传来孩童的大声喊叫声,接着是衙役恶狠狠的训斥声。

杨辉忙问怎么回事,差人来报:“孩童不让过,说等他把题目算完后才让走,要不就绕道。

”杨辉一看来了兴趣,连忙下轿抬步,来到前面。

衙役急忙说:“是不是把这孩童哄走?”杨辉摸着孩童头说:“为何不让本官从此处经过?”孩童答道:“不是不让经过,我是怕你们把我的算式踩掉,我又想不起来了。

”“什么算式?”“就是把1到9的数字分三行排列,不论直着加,横着加,还是斜着加,结果都是等于15。

我们先生让下午一定要把这道题做好。

我正算到关键之处。

”杨辉连忙蹲下身,仔细地看那孩童的算式,觉得这个数字,从哪见过,仔细一想,原来是西汉学者戴德编纂的《大戴礼》书中所写的文章中提及的。

杨辉和孩童俩人连忙一起算了起来,直到天已过午,俩人才舒了一口气,结果出来了,他们又验算了一下,觉得结果全是15,这才站了起来。

我们把算式摆出来:(在左边的方块中,无论你横、竖、斜着加结果都是15。

请试一下)孩童望着这位慈祥和善的地方官说:“耽搁你的时间了,到我家吃饭吧!”杨辉一听,说:“好,好,下午我也去见见你先生。

”孩童望着杨辉,泪眼汪汪,杨辉心想,这里肯定有什么蹊跷,温和地问道:“到底是怎么回事?”孩童这才一五一十把原因道出:原来这孩童并未上学,家中穷得连饭都吃不饱,哪有钱读书。

而这孩童给地主家放牛,每到学生上学时,他就偷偷地躲在学生的窗下偷听,今天上午先生出了这道题,这孩童用心自学,终于把它解决了。

杨辉听到此,感动万分,一个小小的孩童,竟有这番苦心,实在不易。

便对孩童说:“这是10两银子,你拿回家去吧。

下午你到学校去,我在那儿等你。

”下午,杨辉带着孩童找到先生,把这孩童的情况向先生说了一遍,又掏出银两,给孩童补了名额,孩童一家感激不尽。

自此,这孩童方才有了真正的先生。

教书先生对杨辉的清廉为人非常敬佩,于是俩人谈论起数学。

杨辉说道:“方才我和孩童做的那道题好像是《大戴礼》书中的?”那先生笑着说:“是啊,《大戴礼》虽然是一部记载各种礼仪制度的文集,但其中也包含着一定的数学知识。

方才你说的题目,就是我给孩子们出的数学游戏题。

”教书先生看到杨辉疑惑的神情,又说道:“南北朝的甄鸾在《数术记遗》一书中就写过:“九宫者,二四为肩,六八为足,左三右七,戴九履一,五居中央。

”杨辉默念一遍,发现他说的正与上午他和孩童摆的数字一样,便问道:“你可知道这个九宫图是如何造出来的?”教书先生也不知出处。

杨辉回到家中,反复琢磨,一有空闲就在桌上摆弄着这些数字,终于发现一条规律。

他把这条规律总结成四句话:九子斜排,上下对易,左右相更,四维挺出”。

就是说:一开始将九个数字从大到小斜排三行,然后将9和1对换,左边7和右边3对换,最后将位于四角的4、2、6、8分别向外移动,排成纵横三行,就构成了九宫图。

下面我们演示一下:(九子斜排)(上下对易,左右相更)(四维挺出)按照类似的规律,杨辉又得到了“花16图”,就是从1到16的数字排列在四行四列的方格中,使每一横行、纵行、斜行四数之和均为34。

后来,杨辉又将散见于前人著作和流传于民间的有关这类问题加以整理,得到了“五五图”、“六六图”、“衍数图”、“易数图”、“九九图”、“百子图”等许多类似的图。

杨辉把这些图总称为纵横图,并于1275年写进自己的数学著作《续古摘奇算法》一书中,并流传后世。

纵横图,也叫幻方,它要求把从1到n2个连续的自然数安置在n2个格子理。

但长期以来,人们习惯于把它当作纯粹的数学游戏,没有给予应有重视。

随着近代组合数学的发展,纵横图显示了越来越强大的生命力,在图论、组合分析、对策论、计算机科学等领域中,找到了用武之地。

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