數(shù)學起源于什么?數(shù)學的歷史開始于結繩記事。大約在300萬年前,處于原始社會的人類用在繩子上打結的方式來表示事和數(shù),并以繩結的大小來表示野獸的大小,數(shù)的概念就這樣逐漸發(fā)展起來。在距今約五六千年前,古埃及人較早地學會了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。當時,尼羅河每年會定期泛濫,淹沒耕地,埃及國王便派人丈量每戶損失的土地,以相應減免他們的地租。這種對于土地的測量,最終催生了幾何學。數(shù)學就是從“結繩記事”和“土地測量”開始的。約兩千年前,古希臘人繼承和發(fā)展了這些數(shù)學知識,并將數(shù)學發(fā)展為一門學科。
為何古代稱“數(shù)學”為“算術”?在我國古代,“算”指一種竹制的計算器具,“算術”是指操作這種計算器具的技術,也泛指當時一切與計算有關的數(shù)學知識?!八阈g”一詞正式出現(xiàn)于《九章算術》中。在隋唐時代,國家成立了培養(yǎng)天文家和數(shù)學家的專門機構一“算學”,它相當于現(xiàn)在大學里的數(shù)學系,教學用中國古代數(shù)學家祖沖之書有《孫子算法》《五曹算經(jīng)》《九章算術》等算術書。從19世紀起,西方的一些數(shù)學學科,包括代數(shù)、幾何、微積分、概率論等相繼傳入我國,西方傳教士多使用“數(shù)學”,中國古算術則仍沿用“算學”。1935年,中國數(shù)學會確立了“算術”的意義,而算學與數(shù)學仍并存使用。直至1939年,清華大學才把“算學系”改為“數(shù)學系”。
為何說歐幾里德是“幾何之父”呢?古希臘數(shù)學家歐幾里德生于雅典,希臘古典數(shù)學及各種科學文化的教育對他影響極大,30歲時他就已經(jīng)成為著名的學者。古希臘的數(shù)學歷史悠久,曾經(jīng)出現(xiàn)過一些幾何學著作,但這些著作只討論某一方面的問題,內(nèi)容也不夠系統(tǒng)。歐幾里德匯集前人成果,先提出定義、公理、公式,然后由簡到繁,確定了平面圖形、立體圖形、整數(shù)、分數(shù)和比例的定理和公式,編寫了《幾何原本》這本數(shù)學巨著。此書具有極其重大的學術價值,奠定了幾何學的基礎。2000多年來,這本專著一直作為幾何的標準課本使用。因此,歐幾里德被稱為“幾何之父”。
為何日常計數(shù)要用十進位制?我們從0數(shù)到10,再往下數(shù)就是11,12,13,...,21,22,…這種數(shù)完10個數(shù)便往前進一位的計數(shù)方法,就是十進位制。在生產(chǎn)力十分低下的遠古時代,古人要數(shù)清獵物,十指自然地成為了最早的“計算器”。而當獵物數(shù)量增多后,僅用10個手指已數(shù)不過來,人們便加了一些輔助工具。比如,10個手指數(shù)完了,便在地上擱塊石頭,再重新使用手指。經(jīng)過多次的反復計算和總結經(jīng)驗,人類就發(fā)明了十進位制,并將其廣泛應用到社會生活中的各個方面。因為十進位制簡便易行,到20世紀初,世界上大多數(shù)國家都將十進位制作為標準度量衡單位。
為什么阿拉伯數(shù)字能通行世界?我們平常所用的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9這10個數(shù)字叫阿拉伯數(shù)字,它在世界各地都是通用的。實際上,阿拉伯數(shù)字是印度人在大約1500年前發(fā)明的。后來,在亞洲經(jīng)商的阿拉伯人學會了這些數(shù)字,并將它們帶到了歐洲,歐洲人便稱之為阿拉伯數(shù)字。阿拉伯數(shù)字書寫起來既節(jié)省時間,又節(jié)省空間,計算起來也非常方便,深受歐洲人歡迎,使用非常廣泛。此外,從公元7世紀開始,阿拉伯人便向外擴張勢力,阿拉伯數(shù)字也隨之傳播開來,最后成為世界上通用的數(shù)字寫法?,F(xiàn)在,阿拉伯數(shù)字已成為人們學習、生活和交往中最常用的數(shù)字。
高斯如何算出“1+2+3+…+100=?”的高斯是德國著名的數(shù)學家。在他10歲那年,一次算術課上,老師出了一道題:“1+2+3+…+100=?”高斯很快便舉手發(fā)言,說這100個數(shù)的和是5050。老師感到很好奇,問高斯是怎樣在這么短的時間內(nèi)準確地算出這個結果的。原來高斯發(fā)現(xiàn)從1到100這100個數(shù)中,有一個規(guī)律,即按次序把頭尾兩個數(shù)相加的和都是101,如1+100、2+99…這100個數(shù)共湊成50對101,這樣便很快得出和為5050。高斯的這種算法是一種簡便運算。