數學成就 6.

數學史上著名的“割圓術”

我國在先秦產生了無窮小分割的若幹命題。隨著人們認識水平的逐步提高,至南北朝時期,無窮小分割思想已經基本成熟,並被數學家劉徽運用到數學證明中。

我國古代的無窮小分割思想不僅是我國古典數學成就之一,而且包含著深刻的哲學道理,在人們發現、分析和解決實際問題的過程中,發揮了積極作用。

劉徽在人類曆史上首次將無窮小分割引入數學證明,是古代無窮小分割思想在數學中最精彩的體現。

相傳很久以前,黃河裏有一位河神,人們叫他河伯。河伯站在黃河岸上。望著滾滾的浪濤由西而來,又奔騰跳躍向東流去,興奮地說:“黃河真大呀,世上沒有哪條河能和它相比。我就是最大的水神啊!”

有人告訴他:“你的話不對,在黃河的東麵有個地方叫渤海,那

才真叫大呢!”河伯說:“我就不信,渤海再大,它能大得過黃河嗎?”那人說:“別說一條黃河,就是幾條黃河的水流進渤海,也裝不

滿它。”河伯固執地說:“我沒見過渤海,我不信。”那人無可奈何,告訴他:“有機會你去看看渤海,就明白我的話

了。”秋天到了,連日的暴雨使大大小小的河流都注入黃河,黃河的河麵更加寬闊了,隔河望去,對岸的牛馬都分不清。這一下,河伯更得意了,以為天下最壯觀的景色都在自己這裏,他在自得之餘,想起了有人跟他提起的渤海,於是決定去那裏看看。

河伯順著流水往東走,到了渤海,臉朝東望去,看不到水邊。隻見大海煙波浩渺,直接天際,不由得內心受到極大震撼。

河伯早已收起了欣喜的臉色,望著海洋,對著渤海歎息道:“如今我看見您的廣闊無邊,我如果不是來到您的家門前,那就危險了,因為我將永遠被明白大道理的人所譏笑。”

渤海神聞聽河伯這樣說,知道他提高了認識,就打算解答他的一些疑問。

其中有一段是這樣的。

河伯問:“世間議論的人們總是說:‘最細小的東西沒有形體可尋,最巨大的東西不可限定範圍’。這樣的話是真實可信的嗎?”

渤海神回答:“從細小的角度看龐大的東西不可能全麵,從巨大的角度看細小的東西不可能真切。精細,是小中之小;龐大,是大中之大。大小雖不同卻各有各的合宜之處,這是事物固有的態勢。”

“所謂精細與粗大,僅限於有形的東西,至於沒有形體的事物,是不能用計算數量的辦法來分的;而不可限定範圍的東西,更不是用數量能夠精確計算的。”

上述故事選自被稱為“天下第一奇書”的《莊子》的《秋水》篇,這篇文章是人們公認的《莊子》書中第一段文字。因為此篇最得莊周汪洋恣肆而行雲流水之妙。

其實,這段對話中說的至精無形、無形不能分的思想,可以看作是作者借河神和海神的對話,闡述了當時的無窮小分割思想。

早在我國先秦時期、西周時期數學家的商高也曾與周公討論過圓與方的關係。在《周髀算經》中,商高回答周公旦的問話中說得一清二楚。