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「数说初心 文润育人」华罗庚:数学是我国人民所擅长的学科
发布日期 :2025-03-10 09:22:06

 

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从前帝国主义者不但在经济上剥削我们,在政治上奴役我们,使我国变成半殖民地半封建的国家;同时,又从文化上——透过他们所办的教会、学校、医院和所谓慈善机关——来打击我们民族的自尊和自信。政治侵略是看得见的,是要流血的;经济侵略是觉得着的,有切肤之痛的。唯有文化侵略,开始是甜蜜蜜的外衣,结果使你忘却了自己的祖先而认贼作父。这种侵略伎俩的妙处在不知不觉之中,有意无意之间,潜移默化地使得我们自认为事事落后,凡事不如人。无疑地,这种毒素将使我们忘魂失魄,失却斗志,因而陷入万劫不复的境地。

实际上我们祖国伟大人民在人类史上,有过无比的睿智的成就,即以若干妄自菲薄的人认为“非我所长”的科学而论,也不如他们所设想的那么空虚,那么贫乏。如果详细地一一列举,当非一篇短文所能尽,也不在笔者的知识范围之内。现在仅就我所略知的数学,提出若干例证。请读者用客观的态度,公正的立场,自己判断,自己分析,看看我们是否如帝国主义者所说的“劣等民族”,是否如若干有自卑感的或中毒已深的人所说的“科学乃我之所短”。

在未进入讨论之前,我得先声明一下,我不是中国数学史家,我的学识也不容许我做深刻的研讨。本文的目的仅在向国人提示:数学乃我之擅长。至于发明时间的肯定,举例是否依照全面性的范畴,都未顾及。同时我也并非夸耀我民族的优点,而认为高人一筹的。我个人认为优越感和自卑感同是偏差。只有帝国主义者才区别人种的优劣,而做为人剥削人、人压迫人的理论基础。有发现的,发现得早的,固然是光荣;但没有早日发明的民族,并不足以证明他们的低劣。因为文化是经济及政治的反映。所以如果拿发明的迟早来衡量民族的智慧,那也是不公平的偏颇之论。

   (一) 勾股各自乘,并之为弦实,开方除之,即弦也

 

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有人异想天开地提出:如果其他星球上也有高度智慧的生物,而我们要和他们通消息,用什么方法可以使他们了解?很明显的,文字和语言都不是有效的工具。就是图画也失却效用,因为那儿的生物形象也许和我们不同,我们的“人形”,也许是他那儿的“怪状”。同时习俗也许不同,我们的“举手礼”也许是他们那儿的“开打姿势”。因此有人建议,把左边(或本页)的数学图形用来做媒介。

以上所说当然是一笑话,不过这说明了这图形是一普遍真理的反映。而这图形正是我先民所创造的,见诸记载的就有二千年以上的历史了!当然这也是劳动人民的产物,用来定直角、算面积、测高深的。其创造当远在记录于书籍之前。我们古书所载还不仅此一特例,还更进一步地有:“勾股各自乘,并之为弦实,开方除之,即弦也。”换成近代语:“直角三角形夹直角两边的长的平方和,等于对直角的边长的平方。”这就是西洋所羡称的“毕达哥拉”氏定理。而我国对这定理的叙述,却较毕氏为早。

   (二)圆周率

谈到圆周率,我们也有光荣的历史,径一周三的记载是极古的。汉朝刘徽的割圆术(约在公元263年),不但奠定了计算圆周率的基础,同时他也阐明了积分学上算长度、算面积的基础。他用折线逐步地来接近曲线,用多边形来逐渐地接近曲线所包围的图形。他由圆内接六边形、十二边形、二十四边形等,逐步平分圆,来计算圆周率。他算出的圆周率是3.1416。

南朝祖冲之(公元429~500年)算得更精密,并且预示着渐近值论的萌芽,例如他证明圆周率在3.1415926与3.1415927之间。并且用22/7及355/113做疏率和密率。在近代渐近分数的研讨之下,这两个分数,正是现代所说的“最佳渐近分数”的前二项(下一项异常繁复)。祖冲之的密率较德人奥托早了一千多年(奥托的纪录是1573年)。

   (三)大衍求一术

又名“物不数”、“鬼谷算”、“隔墙算”、“秦王暗点兵”、“物不知总”、“剪管术”、“韩信点兵”等等,欧美学者称为“中国剩余定理”。

问题叙述:“今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”

算法歌诀:“三人同行七十稀,五树梅花廿一枝,七子团圆正月半,除百零五便得知。”

算法:以三三数之的余数乘七十,五五数之的余数乘二十一,七七数之的余数乘十五,总加之,减去一百零五的倍数即得所求。例如:前设之题:二乘七十,加三乘二十一,再加二乘十五,总数是二百三十三,减去二百一十,得二十三。   

这问题不但在历史上有他的崇高的地位,就是到了今天,如果和外国的数论书籍上的方法相比较,不难发现,我们的方法还是有它的优越性。它是多么地具体!简单!且容易算出结果来!

这方法肇源于《孙子算经》(汉时书籍),较希腊丢番都氏为早。光大于秦九韶之《数学九章》(1247年),较欧洲大师欧拉(Euler,1707—1783年)、拉格朗日(Lagrange,1736—1813年)、高斯(Gauss,1777—1855年)约早五百年。同时秦九韶也发明了欧几里得算法。

(四)杨辉开方作法本源

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这种三角形之构造法则,两腰都是一。其中每数为其两肩二数之和。此三角形是二项式定理的基本算法。这就是西方学者所称的巴斯噶(Pascal,1654)三角形。但根据西洋数学史家考证,最先发明者是阿批阿奴斯(Aplanus),时在1527年。而我国的杨辉(1261年)、朱世杰(1303年)及吴信民(1450)都在阿氏之前,早发现了二百余年。

(五)秦九韶的方程论

大代数上的和涅(Horner)氏法是解数值方程氏的基本方法,是和涅氏在1819年所发明的。但如果查考一下我们的数学史,不难发现在《议古根源》(约1080年)早已知道这方法的原理。中间经过刘益、贾宪的发展,到了秦九韶(1247年)已有了完整的方法,比和涅早了五百七十二年,续用此法的李冶(1248年)、朱世杰(1299年),都比和涅早了五百多年。(在古代天文和数学是不能分开的,我们对天文学也有他光荣的史实,如郭守敬的岁差等等,但不在本文范围之内。)  

当然如果我们继续发掘,我们还会发现更多更好更宝贵的材料。但也不必讳言,在元代末季之后,我们的数学曾经停滞过,甚至退步了些。停滞的原因,并不是因为人民的智力衰退,而是因为环境的改变,元代的崇尚武力,明代的八股取士等等。同时生产情况也一直留滞在封建社会阶段,而欧洲却继文艺复兴之后,转入了资本主义社会,因之他们的数学突飞猛进了,造成了目前的显著的差别!但这差别是暂时的!而不是基本性质的!注释这几句话是并不困难的。

在古代时候,我们进入文明阶段为早(指恩格斯所说的文明阶段),所以我们的数学发展开始得比欧洲为早。在欧洲蒙昧时期,我们已有显著的贡献。我们不妨为我们先民的伟大成就而感到光荣和鼓舞,但我们不可引以自满,而产生唯我独尊的优越感。后来欧洲资本主义的崛兴(当时这种制度也有他的进步性),催促了数学进一步的发展,而我们反而暂时显得落后。所以我们也不必为了这落后现象而自馁地认为凡事不如人,而产生自卑感。今日如果把资本主义社会来和新民主主义社会、社会主义及共产主义社会相比较,则优劣之间又差了一个时代。所以我敢断言:在不久的将来,在毛主席所预示的文化新高潮到来的一天,我们的数学——实则整个的科学,整个的文化,都将突飞猛进,在世界上占一特别重要的地位。

*原载1951年2月10日《人民日报》