美索不達米亞數學

      “美索不達米亞”一詞是希臘語,意思是“兩河中間的地方”,它西接阿拉伯沙漠,東鄰扎格羅斯山脈,就是現在的伊拉克境內的幼發拉底河及底格里斯河之間的流域。它也是人類早期文明發祥地之一。

      很早以前,人類就在那里生息繁殖,建立了巴比倫等古國,并且創造了輝煌的美索不達米亞文化。一般稱公元前19世紀至公元前6世紀間該地區的文化為巴比倫文化,相應的數學屬巴比倫數學。

         

      古巴比倫時代的科學以數學和天文知識較為發達,他們使用的計數法是十進位和六十進位法。由巴比倫人創造的六十進位制一直沿用到現在。六十進位制的產生,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

      這一地區的數學傳統上溯至約公元前二千年的蘇美爾文化,后續至公元1世紀基督教創始時期。對巴比倫數學的了解,依據的是于19世紀初考古發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現了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”。科學家經過研究發現,泥版上記載的,是巴比倫人已獲得的知識,其中有大量的數學知識,大約有300塊是純數學的內容,其中約200塊是各種數表 ,包括乘法表、倒數表、平方和立方表等。從這些歷史資料中,人們發現: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。一個指頭代表1,兩個指頭代表2,…,到數到10時,就要重新開始。由此巴比倫人產生了“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進一的計數法。在泥版上,巴比倫人用“▼”表示1,用“<”表示10,其他數通過▼和<的組合實現。比如35,就是用:
          <<<  ▼▼
             ▼▼▼ 
      來表示的。由于沒有表示零的記號,這種記數法是不完善的。

      這種計數方法也影響了后人,我們現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組,即勾股數組。據考證,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組,即勾股數組。據考證,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量。從這個例子可以看出,巴比倫人已經知道了“等差數列”這個概念。 

      古巴比倫人還掌握了許多計算方法,并且編制了各種數表幫助計算。在這些泥版上就發現了乘法表、倒數表、平方和立方表、平方根表和立方根表。像乘法表,現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明之一!由輪子我們可以聯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。他們已經會區分恒星和行星,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。

      古巴比倫人的代數知識也相當豐富,他們會解含有三個未知數的方程式。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常用數學方法記載和研究天文現象,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,已經知道設置閏月。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別恒星與行星,還將已知的星體命名。

      總之,巴比倫人的數學成就對后來數學的發展產生了巨大的影響。

       
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