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古埃及人在数学方面取得的成就

古埃及人在数学方面取得的成就



古埃及数学取得了较高的成就,从现今遗留下来的古埃及数学纸草文献“莫斯科纸草书”、“兰德纸草书”等可看出,古埃及人的数学知识包括算术、代数和几何三个方面。

埃及是世界上文化发达最早的几个地区之一,位于尼罗河两岸,公元前3200年左右,形成一个统一的国家。尼罗河定期泛滥,淹没全部谷地,水退后,要重新丈量居民的耕地面积。由于这种需要,多年积累起来的测地知识便逐渐发展成为几何学。

公元前2900年以后,埃及人建造了许多金字塔,作为法老的坟墓。从金字塔的结构,可知当时埃及人已懂得不少天文和几何的知识。例如基底直角的误差与底面正方形两边同正北的偏差都非常小。

现今对古埃及数学的认识,主要根据两卷用僧侣文写成的纸草书;一卷藏在伦敦,叫做莱因德纸草书,一卷藏在莫斯科。

埃及最古老的文字是象形文字,后来演变成一种较简单的书写体,通常叫僧侣文。除了这两卷纸草书外,还有一些写在羊皮上或用象形文字刻在石碑上和木头上的史料,藏于世界各地。两卷纸草书的年代在公元前1850~前1650年之间,相当于中国的夏代。

埃及很早就用十进记数法,但却不知道位值制,每一个较高的单位是用特殊的符号来表示的。例如111,象形文字写成三个不同的字符,而不是将1重复三次。埃及算术主要是加法,而乘法是加法的重复。

他们能解决一些一元一次方程的问题,并有等差、等比数列的初步知识。占特别重要地位的是分数算法,即把所有分数都化成单位分数(即分子是1的分数)的和。

莱因德纸草书用很大的篇幅来记载2/N(N从5到101)型的分数分解成单位分数的结果。为什么要这样分解以及用什么方法去分解,还是一个谜。这种繁杂的分数算法实际上阻碍了算术的进一步发展。

纸草书还给出圆面积的计算方法:将直径减去它的1/9之后再平方。计算的结果相当于用3.1605作为圆周率,不过他们并没有圆周率这个概念。根据莫斯科纸草书,推测他们也许知道正四棱台体积的计算方法。总之,古代埃及人积累了一定的实践经验,但还没有上升为系统的理论。

成就

埃及是世界上文化发达最早的几个地区之一,位于尼罗河两岸,公元前3200年左右,形成一个统一的国家。尼罗河是埃及人生命的源泉,他们靠耕种河水泛滥后淤土覆盖的田地谋生。尼罗河定期泛滥,淹没全部谷地,水退后,要重新丈量居民的耕地面积。由于这种需要,多年积累起来的测地知识便逐渐发展成为几何学。由于他们也得准备好应付洪水的危害,因此就得预报洪水到来的日期。这就需要计算。

埃及人还把他们的天文知识和几何知识结合起来用于建造他们的神庙,使一年里某几天的阳光能以特定方式照射到庙宇里。公元前2900年以后,埃及人建造了许多金字塔,作为法老的坟墓。从金字塔的结构,可知当时埃及人已懂得不少天文和几何的知识。例如基底直角的误差与底面正方形两边同正北的偏差都非常小。

金字塔中的数学

现今对古埃及数学的认识,主要根据两卷用僧侣文写成的纸草书;一卷藏在伦敦,叫做莱因德纸草书,一卷藏在莫斯科。埃及最古老的文字是象形文字,后来演变成一种较简单的书写体,通常叫僧侣文。两卷纸草书的年代在公元前1850~前1650年之间,相当于中国的夏代。除了这两卷纸草书外,还有一些写在羊皮上或用象形文字刻在石碑上和木头上的史料,藏于世界各地。

原来,在尼罗河三角洲盛产一种和芦苇很相象的水生植物――纸莎草,古埃及人把这种草从纵面剖成小条,连接成片后再压榨筛干,就可以在上面写字了。古埃及人的这些文字因为写在纸莎草上,所以我们称它为“纸草书”。那时埃及人的书写方式是用墨水写在草片上,草片很容易干裂成粉末,所以除了铭刻在石头上的象形文字外,古埃及的文件很少保存下来。古埃及人在数学科学上的工作,我们知道得不太多,这与草书不耐保存有很大的关系。

后来,一位法国人弄明白了纸草书上文字的含义,使人们知道,古埃及人已经学会用数学来管理国家和宗教事物,确定付给劳役者的报酬,求谷仓的容积和田地的面积,计算建造房屋所需要的砖块数等等,还会计算酿造一定量酒所需的谷物数量呢!用数学语言来说,就是古埃及人已经掌握了加减乘除运算、分数的运算,还解决了一元一次方程和一类相当于二元二次方程组的特殊问题。纸草书上还有关于等差、等比数列的问题。另外,古埃及人计算矩形、三角形和梯形的面积等的结果,和现代的计算值十分相近。比如,他们掌握了计算圆的面积的公式,使用的π=3.1605,这可是非常了不起的。因为有了这样充足的数学知识,古埃及人建成金字塔就不足为怪了。

古埃及文明的发展是在没有外来势力的影响下独自进行的。埃及人靠着尼罗河带来的肥沃的土壤,创造着自己生生不息的文明和科学。古埃及人造出了几套自己的文字,其中有一套是象形文字,每个文字记号是某件东西的图形,直到公元纪元前后,埃及的象形文字还用在纪念碑文和器皿上。

埃及很早就用十进记数法,但却不知道位值制,每一个较高的单位是用特殊的符号来表示的。例如111,象形文字写成三个不同的字符,而不是将1重复三次。埃及算术主要是加法,而乘法是加法的重复。他们能解决一些一元一次方程的问题,并有等差、等比数列的初步知识。占特别重要地位的是分数算法,即把所有分数都化成单位分数(即分子是1的分数)的和。

纸草书还给出圆面积的计算方法:将直径减去它的1/9之后再平方。计算的结果相当于用3.1605作为圆周率,不过他们并没有圆周率这个概念。根据莫斯科纸草书,推测他们也许知道正四棱台体积的计算方法。总之,古代埃及人积累了一定的实践经验,但还没有上升为系统的理论。

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