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編輯推薦: |
★ 中外数学史双璧,人类历史上重要的数学著作
★ 深入浅出,孩子能看懂的《九章算术》《几何原本》
★ 中国科学院院士林群,自然科学史研究所所长张柏春作序推荐
★ 培养数理思维,锻炼逻辑思维,激发孩子数学学习兴趣
(1)权威性。《九章算术(少儿彩绘版)》作者郭书春老师是中国科学院自然科学史研究所研究员、博士生导师、学术委员会副主任,全国数学史学会理事长,从事数学史研究至今已有五十余年,尤其在《九章算术》相关的研究当中获得了极高的成就,可以说,在《九章算术》及刘徽注相关领域中,无人能出其右。《几何原本(少儿彩绘版)》作者郭园园,科学技术史专业理学博士学位,主要研究领域为数学史、数学教育和数学科普。现为中国科学院自然科学史研究所副研究员,有多年的数学史研究和数学科普。
(2)趣味性。作者的思路清晰,语言活泼,写作时充分考虑到小读者跳跃的思维方式和阅读习惯。同时我们配以幽默的插图来增强趣味,将难以理解的概念和实例转换为图像和图表,让读者更容易阅读和理解。
(3)突破性。《九章算术(少儿彩绘版)》很好地平衡了《九章算术》中的数学术语和如今通用的数学术语,既保留有《九章算术》本身的特点
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內容簡介: |
关于本系列
來源:香港大書城megBookStore,http://www.megbook.com.hk “少儿万有经典文库”是专为8—14岁少年儿童量身定制的一套经典书系,本书系拥抱经典,面向未来,遴选全球对人类社会进程具有重大影响的自然科学和社会科学经典著作,邀请各研究领域颇有建树和极具影响力的专家、学者、教授,参照少年儿童的阅读特点和接受习惯,将其编写为适合他们阅读的少儿版,佐以数百幅生动活泼的手绘插图,让这些启迪过万千读者的经典著作成为让儿童走进经典的优质读本,帮助初涉人世的少年儿童搭建扎实的知识框架,开启广博的思想视野,帮助他们从少年时代起发现兴趣,开启心智,追寻梦想,从经典的原点出发,迈向广袤的人生。
关于本书
《九章算术(少儿彩绘版)》
《九章算术》是世界数学发展史上的宝贵遗产,也是古代中国数学发展史上的重要里程碑。它确立了中国古典数学的基本框架,记载了世界上最早、最完整的分数四则运算法则、比例和比例分配算法、开方法、线性方程组解法、正负数加减法则等内容。
作为“十大算经之首”,《九章算术》与过去人们的生产、生活关系密切,并影响了其后2000余年间中国乃至整个东方数学的发展。其中很多数学知识和方法,至今仍是中小学数学教学中的内容。《九章算术(少儿彩绘版)》的作者郭书春是中国数学史学会理事长,从事数学史研究数十年,尤其在与《九章算术》相关的研究中获得了极高成就。他介绍了《九章算术》的时代背景、编纂过程和伟大成就,并打破时代与语言的壁垒,从原书246道例题及近百条晦涩抽象的术文中汲取精华,进行深入浅出的讲解。全书还配有数十幅生动活泼的手绘插图,帮助读者更直观地了解中国古代数学,读懂《九章算术》,领略优秀传统文化的魅力。
《几何原本(少儿彩绘版)》
《几何原本》是被称为“几何学之父”的古希腊数学家欧几里得创作的不朽巨著,是对古希腊数学成果系统化、理论化的总结,树立了用公理建立演绎数学体系的最早典范。
今天的代数、几何、数论等许多数学分支的产生及演化都与《几何原本》有着密切的联系。《几何原本(少儿彩绘版)》作者郭园园长期从事数学史研究、数学教育工作,他由浅到深,从简至繁,向读者介绍了《几何原本》中的5条公理、5条公设,并在465个命题中选取了一些典型命题进行解读。随着命题一步步被解开,数学史上的一些重大突破以及几何学的发展脉络也呈现在读者眼前。书中配有200余幅生动的手绘插图和图片资料,帮助读者更轻松地读懂《几何原本》。
“驴桥问题”和桥有关吗?A4型号打印纸有多大?帕提侬神庙是如何利用黄金比例的?有没有无限大的数?……作者通过对这些问题的阐释,向读者展示了数学的魅力,让《几何原本》这部锻炼逻辑思维、激发数学学习兴趣的经典之作焕发出新的光芒。
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關於作者: |
郭书春,1941年8月生于山东省青岛市胶州。1964年山东大学数学系毕业。中国科学院自然科学史研究所研究员,博士生导师,国际科学史研究院通讯院士,曾任全国数学史学会理事长。在中国古代最重要的数学经典《九章筭术》及其刘徽注、宋元数学、秦汉数学简牍等研究中有突出贡献,为改变20世纪70年代中国数学史研究的中落状态做出了贡献。发表学术论文120余篇,著有汇校《九章算术》及其增补版、《九章筭术新校》《古代世界数学泰斗刘徽》《九章筭术译注》、中法双语评注本《九章算术》(合作)等20余部学术著作。主编《中国科学技术典籍通汇·数学卷》《李俨钱宝琮科学史全集》(合作)、《中国科学技术史·数学卷》《中华大典·数学典》等10余部学术著作等。几乎所有著作都被重印甚至多次重印,多次获国内外大奖。现作为首席专家主持国家社科基金重大项目“数学典籍刘徽李淳风贾宪杨辉注《九章筭术》研究与英译”。
郭园园,中国科学院自然科学史研究所(IHNS CAS)副研究员。2013年毕业于上海交通大学,获科学技术史专业理学博士学位。主要从事数学史研究、数学教育和数学科普工作。近年来出版的学术著作有《代数溯源——花拉子密<代数学>研究》(专著,科学出版社,2020)、《西去东来——沿丝绸之路数学知识的传播与交流》(合著,江苏人民出版社,2018)、《阿尔·卡西代数学研究》(专著,上海交通大学出版社,2017)、《东方数学选粹——埃及、美索不达米亚、中国、印度与伊斯兰》(合译,上海交通大学出版社,2016)。另翻译出版“魔力数学”(知识产权出版社,2020)、《让孩子尖叫的STEAM实验室·数学》(接力出版社,2020)、《计算利息、地球运动速度和蛋糕的黄金比例》(接力出版社,2018)等多部少儿科普作品,发表论文数篇。
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內容試閱:
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中国是唯一传承从未中断的世界文明古国,数学是中国古代最为发达的基础科学学科之一,从公元前3 世纪至14 世纪初一直领先于世界数坛,在世界数学发展中占据主流。西汉编订、三国魏刘徽注的《九章算术》,历来被尊为算经之首。它与古希腊的《几何原本》东西辉映,是世界古代文明史上最重要的两部数学经典。
《九章算术》分为方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程、勾股九章,构筑了中国古典数学的基本框架,深刻影响了中国乃至东方两千年间的数学发展。它记载了世界上最早、最完整的分数四则运算法则、比例和比例分配算法、盈不足算法、开方法、线性方程组解法、正负数加减法则以及各种解勾股形方法、勾股数组的通解公式等重要成就。刘徽注全面论证了《九章算术》和他自己提出的算法,奠定了中国古典数学的理论基础,形成了一个体系。他使用的极限思想和无穷小分割方法超越了古希腊的同类思想,有的已经深入到近代数学大师才触及的领域。他在中国首创了求圆周率近似值的科学程序,这是让后来的祖冲之(429—500)在圆周率计算上领先世界约千年的基本理论和方法。
《九章算术》与人们生产、生活的实际密切相关,以计算为中心,算法具有程序化、机械化的特点,对当今的中小学数学教学乃至数学前沿研究仍有启迪作用。吴文俊先生就是受《九章算术》程序化、机械化思想的启发,开创了数学机械化证明。20 世纪初中国数学融于统一的世界数学,是历史的进步。但是从那时起在中国通行的数学教材全盘西化,将中国古典数学的一些长处,也统统弃之不用,则是不妥当的。比如20 世纪30 年代之后某些数学趣味读物津津乐道的印度莲花问题,实际上是对《九章算术》中“引葭(jiā,初生的芦苇)赴岸问”的改写,却晚出现近千年。我们数典不能忘祖。
由于中国古典数学在20 世纪初中断,《九章算术》中的许多数学术语与现在通用的许多数学术语迥然不同,今天读来十分难懂,对少年儿童而言更是如读天书。《九章算术(少儿彩绘版)》的作者郭书春教授长期从事中国数学史研究,对《九章算术》及其刘徽注的研究更有突出贡献。这本书生动有趣的文字和精美的插图,能够让少年儿童快速了解《九章算术》一书的主要内容及其价值。我由衷地希望我们的青少年通过阅读本书,了解我们的先人对数学的杰出贡献,能发扬祖先的优秀文化成果,增强文化自信心和民族自豪感,立志长大之后为祖国的繁荣昌盛添砖加瓦。
中国科学院院士 林群
《九章算术(少儿彩绘版)》试读:
《九章算术》的编纂
《九章算术》的编纂过程是数学史上几百年来人们争论最多的问题之一。由前面的分析可以看出,《九章算术》并非一人一时的著作,而是几代人经过不断增补而成的。
从“九数”发展而来的《九章算术》
1 光和大司农铜权的记载
《九章算术》的书名在现存资料中最早见于东汉灵帝光和二年(179 年)制造的大司农铜权的铭文中。大司农是汉代朝廷管理国家财政的官职,为九卿之一。权的本义是黄花木,因其坚硬、难以变形,被用于秤之杆、锤之柄,又被引申为衡器,即秤锤。《汉书·律历志》中提到,要慎重地制造衡器和量器,用它们度量某物的多少要做到圭撮(guīcuō)不差,
用它们称量某物的轻重要做到黍絫(shǔlěi)不差。圭撮是很小的容量单位,黍絫是很小的重量单位。也就是说,制造衡器和量器的时候要极尽精确。大司农铜权是当时的全国财政经济主管大司农制造的标准衡器,其上有铭文:
依黄钟律历、《九章算术》,以均长短、轻重、大小,用齐七政,令海内
都同。
这表明,《九章算术》在公元2 世纪就已经成为制造度量衡器的标准,因此,它的成书时间应该在更早之前。
2 刘徽的论述
现存资料中,最早提及《九章算术》编纂过程的是三国魏的刘徽。他在《九章算术序》中说:“周公制定礼乐制度时产生了九数,九数经过发展便成为《九章算术》。但因残暴的秦朝焚书而散坏。后来,西汉以擅长算学而闻名于世的北平侯张苍、大司农中丞耿寿昌皆凭借残缺的原有文本,进行删削补充,成了现在的《九章算术》。所以对校它的目录,则有的地方与古代不同,而论述中所使用的大多是更近代化的语言。”
周公是周武王的弟弟姬旦,西周初期杰出的政治家、军事家、思想家、教育家,因为他的封地在周,爵为上公,所以被称作周公。他辅佐武王讨伐商纣。武王之后,他在辅佐成王执政的七年中,制定了一套礼乐制度。相传,由他所作的《周礼》中,就曾提及“九数”,但并未对其进行详细解释。东汉末的郑玄在《周礼注》中引东汉初郑众的说法,认为“九数”为方田、粟米、差分、少广、商功、均输、方程、赢不足、旁要,今有重差、夕桀、勾股。周公制礼时的数学有被称为“九数”的九个分支,虽不完全与郑众所说的“九数”相同,却表明数学在周公时代已成为一门学科。而这九个分支最迟在春秋战国时期应该已发展为郑众所说的“九数”。
前面关于《九章算术》体例的分析表明,其中采取术文统率例题形式的部分覆盖了方田、粟米、少广、商功、盈不足、方程六章的全部,以及衰分章中的衰分问题,均输章中的均输问题和勾股章中的勾股术、勾股容方、勾股容圆、测望等问题。而采取应用问题集形式的内容则是衰分章中的非衰分类问题、均输章中的非均输类问题,以及勾股章中解勾股形和立四表望远等问题。若将这三章剔除这些内容,并将卷九的篇名恢复为“旁要”,则《九章算术》余下的内容不仅完全与篇名相符,而且都采取术文统率例题的形式,与郑众所说的“九数”惊人地一致。这无可辩驳地证明,郑众所说的“九数”在春秋战国时期确实存在,刘徽所说的“九数经过发展,就成为《九章算数》”是言之有据的。换句话说,在先秦确实存在着一部由“九数”发展而来的、以传本《九章算术》的主体部分为基本内容,主要采取术文统率例题的形式的《九章算术》。
《几何原本(少儿彩绘版)》试读:
第一次数学危机
希帕索斯从几何上发现了无理数的存在,这对数学的发展及至人类文明做出了重大贡献,理应受到赞赏与奖励。但是由于毕达哥拉斯学派的信条“万物皆数”只承认整数和分数,除此之外,他们不知道也不承认别的数,希帕索斯因此被本学派学员投海,葬身鱼腹!
约公元前400年的这一发现,迫使毕达哥拉斯学派放弃他们“万物皆数”的基本哲学信仰,并且使得希腊数学家们发展一些新的理论,这就是第一次数学危机!
相似形理论
在《原本》第Ⅴ卷中,欧几里得集中研究了比例的基本概念,但这是关于连续量的比例论。这个理论的成功之处在于,它避开了无理数,建立了可公度与不可公度的正确比例理论,从而顺利建立了第Ⅵ卷中相似形的理论,并用它证明了命题VI.1:等高的三角形或平行四边形,它们彼此相比如同它们的底的比。进而证明了相似形的命题VI.2:如果一条直线平行于三角形的一边,则它截三角形的两边成比例线段;又,如果三角形的两边被截成比例线段,则截点的连线平行于三角形的另一边。
“数”和“量”的比例论
直至第Ⅶ卷,欧几里得才开始研究数(即离散数量)的比例论,尽管在现代数学中很容易把“量”归入到“数”中,但当时在欧几里得看来,“量”和“数”是两个完全不同的概念,所以必须分别来进行研究。这种分别定义“量”和“数”的比例论的做法,被认为是欧几里得最重要的成就之一。让我们先来看一下第Ⅴ卷的几个重要的定义:
定义3:两个同类量彼此之间的一种大小关系叫作。
定义4:把一个量几倍以后能大于另外一个量时,则说这两个量彼此之间。
定义6:有相同比的四个量叫作成比例的量。
以上这些定义全部是早于欧几里得的欧多克索斯所给出的,《原本》出现后,人们将关于比的理论称为欧几里得比例论。欧多克索斯的年代,人们对数域概念的认识是模糊的,他极力避免和无理数接触。欧几里得也同样如此,他并没有把几何量和数建立起相对应的关系,因此无法把量转化为数,所以只能分开讨论。
四个数成比例
欧几里得在《原本》第Ⅶ卷定义20中指出:
当第一数是第二数的某倍、某一部分或某几部分,与第三数是第四数的同一倍、同一部分或相同的几部分,称这四个数是成比例的。
接下来,欧几里得在命题VII.19中指出:
如果四个数成比例,则第一个数和第四个数相乘所得的数等于第二个数和第三个数相乘所得的数;又如果第一个数和第四个数相乘所得的数等于第二个数和第三个数相乘所得的数,则这四个数成比例。
此外,欧几里得在《原本》第Ⅴ卷和第Ⅶ卷中均指出,如果四个量或四个数成比例,则它们的更比例、反比例、合比例、分比例、换比例都成立,即:
更比例:如果 a:b=c:d,则 a:c=b:d。
反比例:如果 a:b=c:d,则 b:a=d:c。
合比例:如果 a:b=c:d,则 (a b):b=(c d ):d。
分比例:如果 a:b=c:d,则 (a-b):b=(c-d ):d。
换比例:如果 a:b=c:d,则 a:(a-b)=d:(c-d)。
这些都是我们在初等数学中比较常见的内容。
事实上,除了希腊文明以外,在古代中国、印度和阿拉伯文献中,都有关于四项比例关系的记载。文艺复兴后,这一法则经由阿拉伯传入欧洲。由于其方法简单易行,颇受商业界欢迎,被当时的欧洲人誉为“黄金法则”。
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