古巴比倫時代的科學以數(shù)學和天文知識較為發(fā)達,他們使用的計數(shù)法是十進位和六十進位法。由巴比倫人創(chuàng)造的六十進位制一直沿用到現(xiàn)在。六十進位制的產(chǎn)生,可能與他們研究的天文學有很大的關系,他們在計算周天的度數(shù)和計時使用六十進位法,至今為全世界所沿襲。
巴比倫泥版記錄的故事
這一地區(qū)的數(shù)學傳統(tǒng)上溯至約公元前二千年的蘇美爾文化,后續(xù)至公元1世紀基督教創(chuàng)始時期。對巴比倫數(shù)學的了解,依據(jù)的是于19世紀初考古發(fā)掘出的楔形文字泥板。19世紀前期,人們在亞洲西部伊拉克境內發(fā)現(xiàn)了50萬塊泥版,上面密密麻麻地刻有奇怪的符號。這些符號實際上就是巴比倫人所用的文字,人們稱它為“楔形文字”?茖W家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),泥版上記載的,是巴比倫人已獲得的知識,其中有大量的數(shù)學知識,大約有300塊是純數(shù)學的內容,其中約200塊是各種數(shù)表
,包括乘法表、倒數(shù)表、平方和立方表等。從這些歷史資料中,人們發(fā)現(xiàn):在公元前2100年左右,美索不達米亞人已有了乘法表,其中使用著六十進位制的算法。
遠古的人最初用石塊、繩結記事,后來又用手指計數(shù)。一個指頭代表1,兩個指頭代表2,…,到數(shù)到10時,就要重新開始。由此巴比倫人產(chǎn)生了“逢十進一”的概念。又因為,一年中月亮有12次圓缺,一只手又有5個手指頭,12×5=60,這樣他們就又有了每隔60進一的計數(shù)法。在泥版上,巴比倫人用“▼”表示1,用“<”表示10,其他數(shù)通過▼和<的組合實現(xiàn)。比如35,就是用:
<<< ▼▼
▼▼▼
來表示的。由于沒有表示零的記號,這種記數(shù)法是不完善的。
這種計數(shù)方法也影響了后人,我們現(xiàn)在的十進制和六十進制,就是從這里來的。比如,1米=10分米,1分鐘=60秒。
在公元前1600年前的一塊泥板上,記錄了許多組畢達哥拉斯三元數(shù)組,即勾股數(shù)組。據(jù)考證,其求法與希臘人丟番圖的方法相同。
在公元前1600年前的一塊泥板上,記錄了許多組畢達哥拉斯三元數(shù)組,即勾股數(shù)組。據(jù)考證,其求法與希臘人丟番圖的方法相同。
巴比倫泥版上有這樣一個問題:兄弟10人分5/3米那的銀子(米那和后面的賽克爾都是巴比倫人的重量單位,其中1米那=60賽克爾),相鄰的兄弟倆,比如老大和老二、老二和老三,……,所分銀子的差相等,而且老八分的銀子是6賽克爾,求每人所得的銀子數(shù)量。從這個例子可以看出,巴比倫人已經(jīng)知道了“等差數(shù)列”這個概念。
古巴比倫人還掌握了許多計算方法,并且編制了各種數(shù)表幫助計算。在這些泥版上就發(fā)現(xiàn)了乘法表、倒數(shù)表、平方和立方表、平方根表和立方根表。像乘法表,現(xiàn)在的學生還在背誦呢! 大約在六千年前,古巴比倫人做出了世界上第一個輪子。這是人類史上最偉大的發(fā)明之一!由輪子我們可以聯(lián)想到古巴比倫人那時就一定掌握了圓的知識,但實際上,他們使用的圓周率是3,是一個很粗略的值。他們非常熟悉等分圓周的方法。盡管古巴比倫人使用的圓周率的值不如埃及人使用的3.14精確。但是在遠古,能利用圓的知識做輪子已經(jīng)是很了不起的幾何應用了。 古巴比倫人已掌握了初步的幾何知識,知道計算簡單平面圖形面積和簡單立體體積的方法。他們會把不規(guī)則形狀的田地分割為長方形、三角形和梯形來計算面積,也能計算簡單的體積,已經(jīng)會應用勾股弦定理,并能計算截頭方錐體的體積。古巴比倫的幾何屬于實用性質的幾何,多采用代數(shù)方法求解。他們有三角形相似及對應邊成比例的知識。
古巴比倫人在天文方面要比埃及人先進,他們把太陽在天上一晝夜經(jīng)過的軌道分成三百六十度。后來又把這種分法應用于一切圓形物體。他們已經(jīng)會區(qū)分恒星和行星,給五個行星起了專門名稱,這就是金星、火星、木星、水星、土星。在一部五千年前獻給巴比倫國王的占星學著作里,已經(jīng)列出了一個很長的蝕虧表,表中關于日食和月食的日期相當準確。
古巴比倫人的代數(shù)知識也相當豐富,他們會解含有三個未知數(shù)的方程式。古巴比倫人主要用文字表達,偶爾使用記號表示未知量。有一道最古老的問題就是已知正方形面積與邊長的差,求正方形邊長。古巴比倫人還討論了某些三次方程和可化為二次方程的四次方程。
古巴比倫人早在公元前三世紀就經(jīng)常用數(shù)學方法記載和研究天文現(xiàn)象,例如記錄和推算月球與行星的運動,他們將圓周分為360度的做法一直沿用至今。當時的歷法為太陰歷,將一年分為12個月,一晝夜分為12時,一年分為354日。為適應地球公轉的差數(shù),已經(jīng)知道設置閏月。古巴比倫人在天象觀測方面的長期積累,使后來的新巴比倫人能預測日月蝕和行星會沖現(xiàn)象,并進一步推算出一年是365日6時15分41秒,比近代的計算只多了26分55秒。另外古巴比倫人也知道如何區(qū)別恒星與行星,還將已知的星體命名。
總之,巴比倫人的數(shù)學成就對后來數(shù)學的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。
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