⑴ 中國古代科學體系如何除了四大發明,還有什麼
中國古代的科學體系,可以說是非常健全的,除了火葯、指南針、造紙術還有印刷術之外,還有十進位值制,赤道坐標系以及雕版印刷術等等。
中國古代的科技成就——貯藏空間很大的古代貨物船隻,古代船隻的發明創造給中國的海外貿易發展提供了貢獻,海外市場的打開,中國與國外物品的互相交換時,海內外的貿易發展更為繁榮,促進了當時中國的國內經濟的發展,也打開了當時中國的國外市場。還有就是古代的橋梁,古代河流眾多,人們的交通受到了阻礙,後來橋梁的產生大大促進了人們的出行方便。古代橋梁的設計,如今看來也是堪稱一絕的,無論從橋梁的結構上,還是從橋梁的圖案上,都可謂是令世人嘆為觀止。
⑵ 中國古代少有成體系的科學理論,為何還能有很多發明創造
中國古代有豐富的發明成果。別的不說,就是著名的「四大發明」,不僅在中國,在世界上也都是相當有名的,而且對世界文化史產生了深遠的影響。造紙術和印刷術帶來的是整個文明的快速傳播,沒有這兩項發明,文明的發展會變得相當遲鈍。指南針與火葯,則是西方的大航海的基礎。而西方能夠快速崛起,能夠在世界上開發那麼多殖民地,給西方的工業革命提供必要的原始積累,都是得益於指南針與火葯創造的文明。
但是,中國古代有那麼厲害的發明創造,可是卻沒有出現什麼叫得響的科學家。這是怎麼回事呢?
(蔡倫)
那麼,為什麼古代的發明家以及科學家都不受重視呢?
我覺得,這主要與中國古代的文化特性有關。
中國古代的職業中,士農工商,商業排在最後一位,手工業排在倒數第二位。科學家和發明家,應該主要是屬於工業范疇的。既然屬於工業范疇的科學家和發明家,地位非常低,因此他們不受重視,也就是肯定的。
那麼,中國古代的職業排位,為什麼是「士農工商」這樣的呢?
我認為,這與中國所生活的地域有關。由於中國是一個在大一統維護下的農耕經濟社會,因此,大一統和農耕這兩項,就是至關重要的。要實現大一統,當然要講究政治,自然就必須非常重視讀書人。當政治上維護了大一統以後,就能確保農耕經濟的繁榮。也就是說,中國古代農耕經濟的繁榮,實際上並不需要更多的發明創造,只需要保持大一統,保持和平穩定就可以了。反過來,農耕經濟的繁榮,又可以維護大一統。因此,古代工業和商業,也就長久地沒有發展壯大起來。我們的科學家和發明家,也就不太受重視了。
⑶ 簡要總結中國古代四大發明的科學成就和文化影響
中國古代四大發明對世界的影響體思
紙的發明為當時歐洲蓬勃發展的教版育、政治、商業等權方面的活動提供了極為有利的條件。
印刷術傳到歐洲後,改變了原來只有僧侶才能讀書和接受較高教育的狀況,為歐洲的科學從中世紀漫長黑夜之後突飛猛進發展以及文藝復興運動的出現提供了一個重要的物質條件。
火器在歐洲城市市民反對封建斗爭中發揮了巨大作用。恩格斯指出:「火器一開始就是城市和以城市為依靠的新興君主政體反對封建貴族的武器。以前一直攻不破的貴族城堡的石牆抵不住市民的大炮;市民的槍彈射穿了騎士的盔甲,貴族的統治跟身披鎧甲的貴族騎兵隊同歸於盡了。」
指南針在航海上應用,導致了以後哥倫布發現美洲新大陸的航行和麥哲倫的環球航行。這打大大加速了世界經濟發展的進程,為資本主義的發展提供了必不可少的前提。
中國古代四大發明,對世界歷史進程產生了巨大的推動作用,四大發明在歐洲文明產生以前陸續傳入西方,成為「資產階級發展的必要前提」。
⑷ 中國古代發明
太陽風暴——最早發現的太陽黑子
有星孛入於北斗——彗星的觀測
朔月辛卯 日有食之——日食記錄
日月星辰——陰陽合歷
世界最古老的星表——石氏星表
現存最早最完整的歷法著作——《太初歷》
土圭測日影
星隕如雨——流星群的觀測
演示天體視運動的儀器——渾天儀
我國最古老的記時儀器——壺漏
大地測量——子午線的測定
歷法革命——沈括的《十二氣歷》
科苑奇葩——郭守敬發明和研製的天文儀器
我國古代最優秀的歷法——郭守敬的《授時歷》
周公觀景——天文台的設置
我國最早的數學專著——《周髀算經》
精推細算——《九章算術》
運籌帷幄——零與籌算
十進制記數法
中國剩餘定理——大衍求一術
祖沖之和圓周率
賈憲三角
一元高次方乘——天元術
朱世傑和他的《四元玉鑒》
雙假設法——盈不足術
級數與垛積術的應用
中國——算盤的故鄉
磁石的魔力——指南針的發明
《墨經》與第一運動定律
被中香爐與常平架
磁偏角和磁傾角
測量工具——游標卡尺
投影 幻燈——走馬燈
神秘的倒影
奇異的鏡子——透光鏡
世界最早的潛望鏡
世界最早的人工磁化法——指南魚
傑出的機械——指南車
火葯的發明
火柴的發明
漆和漆器
China——世界著名的瓷器
石油和天然氣
會燃燒的石頭——煤的開發和利用
張衡的地動儀
最早的測風儀
雲向西 雨沒犁——雲的觀測和雲圖集
溫度觀測儀和降水觀測儀
天氣預報
古老的物候歷
我國最早的水利工程——都江堰
引涇往洛—一鄭國渠
貫通南北的水利工程——京杭大運河
我國最早的水位站——涪陵石魚
我國最早的潮汐圖——竇叔蒙《濤時圖》
古代地理學名著——《水經注》
青銅時代——銅礦開采
煮海為鹽——鹽鹵開采
最早的植物志—— 《南方草木狀》
草木魚蟲鳥獸——動植物分類
舉杯邀明月 把酒問青天——制曲和釀酒
山中有玉者木旁枝工垂——植物探礦
賈思勰和《齊民要術》
特色鮮明的《王禎農書》
精耕細作五穀豐登
茶的種植與茶文化
魯桑百豐綿綿——桑蠶技術
濟世之谷——豆類植物的栽培和豆類食品
徐光啟的《農政全書》
善其事 利其器——鐵犁的發明
蓄力播種機——三角耬
揚場工具——扇車
水利灌溉機械——龍骨水車
兩利俱全十倍禾稼——桑基魚塘
內園分得溫湯水二月中旬已進瓜——栽培技術
地下渠道——坎兒井
望齊侯之色——中醫的診斷術和治療術
張仲景的《傷寒雜病論》
神農嘗百草——中草葯治病
伏羲制九針——針灸療法
華陀麻醉術——麻沸散
免疫法——種痘術
養生延年——激素的提取
鐵的冶煉技術
百煉成鋼——多種多樣煉鋼技術
黃銅和鋅的冶煉
中國銀——含鎳白銅的冶煉和西傳
水法冶金——膽銅法
三大鑄造技術
糧食加工工具——水碓和水磨
最早記錄里程的車輛——記里鼓車
縱橫馳騁——蹄鐵術與馬蹬的發明
魯班與鋸刨傘的發明
巨龍橫卧——萬里長城
世界第八奇跡——秦兵馬俑
巧奪天工——風格獨具的橋梁
百千家似圍棋局十二街如種菜畦——隋大興城
宮殿建築的瑰寶——故宮
最高最占老的重樓式木塔——山西應縣木塔
不沉之舟之奧秘——水密隔艙
運河船閘
大風起兮車如飛——風帆和帆車
飛行者的至寶——降落傘
凌波之至寶——舵
高效率的推進工具——櫓
航海史上的壯舉——鄭和下「西洋」
航空模型之始——風箏
天文與地文航海技術
水平旋翼和螺旋槳
「騎士階層」的大敵——火葯及火葯武器
兵學聖典——《孫子兵法》
戰車戰船
異彩紛呈的冷兵器
人類文明發展的里程碑——造紙術的發明
雕版印刷術
雕版印刷的最高成就——彩色套印
泥活字印刷技術
木活字印刷術和檢字盤
世界上最早的紙幣——交子
我國最早的建築學專著——《營造法式》
嫘祖和原始紡織技術
手搖腳踏紡車
織機和提花機
染料和染色
我國最早的詩歌總集——《詩經》
我國最早的編年體史書——《春秋》
我國第一部紀傳體通史——《史記》
我國最早文學理論專著——《文心雕龍》
我國第一部紀事本末體史書——《通鑒紀事本末》
我國古代最大的網路全書——《永樂大典》
我國古代書籍裝幀形式
中國最古老的文字——甲骨文
青銅器與金文
秦代標准字體——小篆
今文字的開端——隸書
筆勢飛動 直抒性靈——草書
點畫縈帶 體勢流美——行書
結構完美的字體——楷書
我國文獻語言學的奠基作——《說文解字》
民族文化中的瑰寶——文房四寶
石窟藝術與敦煌壁畫
唐代傑出的藝術品——唐三彩
形式整齊 聲調和諧——律詩
婉約豪放說宋詞
歷史悠久的中國古樂器
朱載堉與「十二平均律」
聞名中外的曾侯乙編鍾
我國第一部介紹戲曲作家 作品的專著——《錄鬼簿》
生旦凈丑——中國的傳統戲曲
元曲與關漢卿
中國古代保健體操——五禽戲
中國功夫——武術
中國古代足球——蹴球
古老的棋類運動——中國象棋
奧妙無窮的黑白世界——圍棋
造紙為我國古代四大發明之一。
水運儀象台建於北宋末年,由吏部尚書蘇頌主持建造,是一座大型天文儀器,是具有世界性影響的中國古代的偉大科技成就。
蚊香的發明可能與古人端午節的衛生習俗及燒香祭祀的習俗有關。
黑火葯,指南針,印刷術。
人類文明的曙光——火
人類最早的遠程武器——弓箭
人類最早的工具——石器
中醫中葯對世界最偉大的貢獻是其防病治病的實踐技術。
中國是數學古國,《九章算術》、《數術九章》是古代數學名著。
中國還是天文學古國,中國是世界上最早有文字記載太陽黑子、哈雷彗星、超新星等天象的國家。
在造紙術、指南針、火葯、活字印刷術四大發明,中醫中葯、10進位值制、赤道坐標系、雕版印刷術新四大發明之外,瓷器、絲綢、金屬冶鑄、深耕細作等影響世界科技發展的中國古代發明還可以列舉出許多。
24節氣堪稱我國古代第五大發明
在物理學、化學、生物學等方面也出現了許多新的進展。我們的祖先創造了中國古代科學技術繁榮發展的兩個黃金時代。
我國是傳統的農業國家,水利是農業的命脈,古代僅唐以前的大型水利工程就有都江堰、鄭國渠、靈渠、龍首渠、京航大運河等。隋朝興建的京杭 大運河是世界上最早最長的航行運河。這些工程無論在建築規模、技術水平 還是在農業灌溉、航行、運輸的獲益等方面都是中世紀歐洲無法比擬的。
春秋戰國時期墨家學派的代表人物墨子,在《墨經》一書中提出了點、線、 方、圓等幾何概念。《周髀算經》已有勾股定理的運算方法。成書於漢代的 《九章算術》共收有應用題的解答方法246個,內容十分豐富,在算術、代數 等方面取得了很高成就,特別在解決實際問題方面,遠遠勝過古希臘的數學 體系。祖沖之用「割圓術」求出的圓周率十分精確,在世界上處於遙遙領先 的地位。
尤其需要提及的是我國古代對世界文明發展的突出貢獻—「四大發明,它 凝聚著我國古代勞動人民的智慧與創造。
指南針發明於兩千多年前的戰國時代。當時的人們把天然磁石磨成勺形, 放在光滑的平面上,使之指出南北方向,這種指南儀被稱為「司南」。北宋時 已用人工磁化方法製造指南儀。曾公亮1044年編輯的《武經總略》一書記載 了「指南魚」的製造方法。大科學家沈括在《夢溪筆談》中也進一步說明了 用鐵針磁化製作指南針的方法。指南針發明不久,被用於航海,它指引著中 國遠洋船隊航行於南太平洋和印度洋航線上,並在十二世紀傳入阿拉伯,以 後傳入歐洲。
造紙術的發明是中國勞動人民從漂絮和漚麻的經驗中總結出來的,始於西 漢。新疆羅布卓爾漢烽燧遺址出土的西漢古紙,都是植物纖維紙,質地還比 較粗糙,東漢主管御用手工作坊的蔡倫,他憑借充足的人力物力,在總結工 匠經驗的基礎上,以破布、樹皮、舊麻為原料,改進造紙工藝,製造出一批 質量比較高的實用紙。造紙技術首先傳到朝鮮和越南,七世紀傳到日本,八 世紀傳到阿拉伯,十三世紀傳到歐洲。
印刷術的發明,大體經歷了從雕版印刷到活字印刷兩大階段。大約在隋代, 人們在印章石刻的拓印方法啟示下,發明了雕版印刷技術。北宋時期(約在 公元1041-1049年),平民發明家畢升,發明了活字印刷技術,它用膠泥製成 活字,然後排版印刷,既經濟又方便,大大提高了效率,是印刷史上的一次 大的革命。元代王禎又研製成功了木活字,還發明了轉輪排字架。
火葯的發明始於煉丹術。煉丹士在煉丹過程中,偶然發現點燃硝、硫、木 炭為主要原料的混合物,會引起燃燒和爆炸。火葯發明後,被用於軍事,結 果改變了戰爭的面貌,也改變了歷史的進程。正如馬克思所說:「火葯把騎士 階層炸得粉碎」。在北宋的抗金戰爭中,宋軍使用了「霹靂炮」、震天響等殺 傷力很大的火葯武器。宋代後期,又發明了火葯砂槍、火葯炮。火葯大約於 1225至1248年,由商人傳入印度和阿拉伯,以後傳人西方。
中國的科學技術在一個相當長的歷史時期內居於世界的領先地位。我們對 我國祖先科學創造、發明的揭示與探源的目的,是為了更好地啟迪廣大青少 年勤奮好學、開拓進取之心。
歷史發展到今天,已進入聲光電的影像時代,知識信息的傳播,形象、直 觀。本書選用「圖話」的形式,以「圖」展現歷史風貌和各種形象,以「話」 敘說史實,圖文互補,有景有情地向讀者展示了祖國幾千年文明發展的累累 碩果。
本書雖名為《中國古代發明圖話》,但是其中的一些條目並不是嚴格意義
的發明,如一些天文現象,是我們祖先最先觀測到的,是屬於發現方面的內 容,但由於對社會生產實踐和人民日常生活起過重要作用,意義重大,又有 開創性,我們也放在本書中一並講述。
再如,有些學術著作,對某一領域里的發明創造作了真實、完整的記錄和 描述。歷史上的科研成果,主要是靠著作才得以總結、流傳下來,如《周髀 算經》、《王禎農書》等。我們也收到本書中。對同一學科,內容相近的學術 著作,我們只選擇撰寫年代比較早的,加以介紹、講述。
本書沒有採用編年史的框架,基本上按天文、歷法、物理、化學化工、地 學、生物學、農學、醫葯學、輕工、冶金機械、建築、航行航空、軍事、文 化藝術的順序編排,但又未作嚴格的分類有些條目在內容上有交差,如:四 大發明之一的火葯,在火葯的發明中作了介紹,在火葯武器中又有涉及;再如種桑養蠶,在桑基魚塘中講述,在紡織的有關條目中又進一步闡述。我們 這樣做的目的,不僅是照顧敘述上的方便,而且也是為了使讀者更加全面、
准確地掌握有關知識。並且在條目內容有交差的同時又有側重。
我國的傳統文化深厚、絢麗,有許多文獻典籍流傳下來。以往的同類出版 物只介紹科技領域里的發明發現,其實,在社會科學領域中我們祖先同樣有 獨特的發明創造,如:漢字、詩詞歌賦、音律和古代樂器等等。它們都是人 類文明發展的重要組成部分,對推動社會發展同樣起著不可低估的歷史作用。
為此,我們增加了一些社會科學方面的有關條目,這是本書的獨到之處。
在圖片的選用方面,除了展示器物以外,我們還注意表現古代科學家在著 述、發明時的情態和當時的社會生活場景,向讀者展示百折不撓的科學巨匠 在發明創造過程中,一個個奇特有趣的感人故事,以增強歷史感和藝術感染力,使讀者進一步體會到發明者的艱辛。
⑸ 中國古代有哪些科學發明
四大發明:造紙術、指南針、火葯、活字印刷術
此外,還有:計時器、橋牌專、馬鞍、陰陽屬合歷
世界最古老的星表——石氏星表
演示天體視運動的儀器——渾天儀
我國最古老的記時儀器——壺漏
張衡的地動儀
歷法革命——沈括的《十二氣歷》
科苑奇葩——郭守敬發明和研製的天文儀器
祖沖之和圓周率
算盤
磁偏角和磁傾角
測量工具——游標卡尺
投影 幻燈——走馬燈
竹簡和木簡
帛書和帛畫
絲棉紙——赫蹄
世界上最早的植物纖維紙
漢代洛下閎的赤道式儀器
蘇頌--中國宋代天文學家.和韓公廉合作製成了天象儀及水運儀象台,是中國古代第一架天象儀.
馬鈞——魏國人,發明了水龍骨車
丁緩(漢代)發明了被中香爐、常滿燈、旋轉風扇
杜詩首創了水力鼓風設備水排.即利用水力推動風扇鼓風.是世界上最早的水力鼓風機,比歐洲早了 1100 年.
⑹ 中國古代有哪些科學發明(除四大發明外)
石申 天文學 戰國時期 第一部天文巨著「天文」 石申--戰國時期的天文學家,石申第一部天文巨著「天文」。西漢後,人們尊稱「天文」一書為「石氏星經」。書中標有 121 顆恆星的位置,書中還記有水、木、金、火、土五大行星的運行及交食等情況。石申編制了最早的星表。並稱之「少陽」已認識到能自身發光。
劉焯 天文學 隋代 《皇極歷》 劉焯--隋代天文學家。創制了《皇極歷》,他首先考慮到了日、月視運動的不均勻性,創立了等間距二次差內插法。計算日月視運動的速度。同時他把差歲改為 75 年差一度。
一行 天文學 唐代 《大衍歷》 一行--唐代天文學家。他編制出一部新的歷法《大衍歷》,它包括十篇歷議,是古代非常先進的歷法。早在公元前 13 世紀,中國人以太陽和月亮運動為依據,創立了一種陰陽歷法。
楊忠輔 文學家 南宋時期 《統天歷》 楊忠輔--中國南宋時期天文學家。他創制了《統天歷》,他確定回歸年長度為 365.2425 日。並發現回歸年長度有消長現象。
洛下閎 天文學 漢代 赤道式儀器 洛下閎--中國漢代天文學家。改創了赤道式儀器,定下了赤道式渾儀的基本結構。
蘇頌 天文學 宋代 天象儀 蘇頌--中國宋代天文學家。和韓公廉合作製成了天象儀及水運儀象台,是中國古代第一架天象儀。有 8 人高,每層有門,一到時間門開,木人出來報時。(後面有漏壺和機械繫統)。
莘七娘 10 世紀 孔明燈,走馬燈 莘七娘——在10世紀時發明了松脂燈(孔明燈)作為打仗時的信號燈,這是中國人最早利用熱氣球。同時發明了走馬燈,這是航空燃氣渦輪的始祖。
裴秀 224~271 創立了繪制平面地圖的理論「制圖六體」 裴秀——在中國最早創立了繪制平面地圖的理論「制圖六體」。並繪制了《禹貢地域圖》。
馬鈞 機械設計 三國時代 龍骨水車(又叫翻車) 馬鈞——魏國人,傑出機械設計和創造家。三國時代創制了龍骨水車(又叫翻車),他能連續提水,灌溉用的水機具——桔槔。結構非常巧妙,有天下之名巧之稱
李春 橋梁設計 605~617 趙州橋 李春—— 605~617 年,首創了在主拱圖上設小腹拱的敞肩式拱橋。有名的趙州橋就是他設計的。
丁緩 發明家 漢代 被中香爐、常滿燈、旋轉風扇 丁緩——漢代,在 180 年生於長安。發明的物品有被中香爐、常滿燈、旋轉風扇,有長安巧工之稱。
沈括 科學家 宋朝 石油命名最早由他提出 沈括—— 1031~1095 年,宋朝科學家,石油命名最早由他提出。
蔡倫 62~121 紙 蔡倫—— 62~121 年,蔡倫採用樹皮、麻頭、破布、舊魚網為原料造紙成功。 105 年將此發明報皇帝。於 114 年被皇帝封為龍亭侯。當時人稱紙為蔡侯紙。 12 世紀,造紙術間接傳到歐洲。 13 世紀,蒙古人用蔡侯紙在波斯發行第一批紙幣。 14 世紀,朝鮮、越南、日本也開始使用紙幣。紙牌然後經由阿拉伯國家再傳到歐洲。
畢升 1041~1048 活字印刷術 畢升—— 1041~1048 年,中國北宋人。發明了活字印刷術。
杜詩 91~不祥 水力鼓風機 杜詩—— 91 年,河南人。首創了水力鼓風設備水排。即利用水力推動風扇鼓風。是世界上最早的水力鼓風機,比歐洲早了 1100 年。
浦元 三國時期 淬火技術 浦元—— 300 年,三國時期。首創淬火技術,使鋼刀堅而有彈性。
孫子 三國時期 孫子算經 孫子—— 300 年,乘余定理的起源一題為「物不知數」,寫了「孫子算經」一書系統論述了籌算記數制。
秦九韶 數學 1202~1247 創立解一次同餘式的「大 衍求一術」和求高次方程數值解的正負開方術 秦九韶—— 1202~1247 年,中國數學家。寫有《數書九章》,創立解一次同餘式的「大 衍求一術」和求高次方程數值解的正負開方術。
李治 數學 測園海鏡 李治——中國數學家,著有「測園海鏡」是中國第一本系統改述「天元術」的巨書。
沈括 宋朝 沈括發現用細線系在磁針的中央(指南針),並將其懸掛起來。經過觀察、發現,寫進了他的著作《夢溪筆談》中。以後人們把用磁鐵製作的針成為指南針,還有指南桌。 13世紀到東方玩的義大利人馬可、波羅見到了指南針,並把它傳到了歐洲。
墨子 公元前 400 年 提出光是直線傳播的論點 墨子——公元前 400 年,墨子一書論述了杠桿平衡,提出光是直線傳播的論點。
⑺ 中國古代除了中國古代四大發明以外,還有哪些科學發明
中國古代發明家
姓名 領域 年代 發明作品 簡介
石申 天文學 戰國時期 第一部天文巨著「天文」 石申--戰國時期的天文學家,石申第一部天文巨著「天文」。西漢後,人們尊稱「天文」一書為「石氏星經」。書中標有 121 顆恆星的位置,書中還記有水、木、金、火、土五大行星的運行及交食等情況。石申編制了最早的星表。並稱之「少陽」已認識到能自身發光。
劉焯 天文學 隋代 《皇極歷》 劉焯--隋代天文學家。創制了《皇極歷》,他首先考慮到了日、月視運動的不均勻性,創立了等間距二次差內插法。計算日月視運動的速度。同時他把差歲改為 75 年差一度。
一行 天文學 唐代 《大衍歷》 一行--唐代天文學家。他編制出一部新的歷法《大衍歷》,它包括十篇歷議,是古代非常先進的歷法。早在公元前 13 世紀,中國人以太陽和月亮運動為依據,創立了一種陰陽歷法。
楊忠輔 文學家 南宋時期 《統天歷》 楊忠輔--中國南宋時期天文學家。他創制了《統天歷》,他確定回歸年長度為 365.2425 日。並發現回歸年長度有消長現象。
洛下閎 天文學 漢代 赤道式儀器 洛下閎--中國漢代天文學家。改創了赤道式儀器,定下了赤道式渾儀的基本結構。
蘇頌 天文學 宋代 天象儀 蘇頌--中國宋代天文學家。和韓公廉合作製成了天象儀及水運儀象台,是中國古代第一架天象儀。有 8 人高,每層有門,一到時間門開,木人出來報時。(後面有漏壺和機械繫統)。
莘七娘 10 世紀 孔明燈,走馬燈 莘七娘——在10世紀時發明了松脂燈(孔明燈)作為打仗時的信號燈,這是中國人最早利用熱氣球。同時發明了走馬燈,這是航空燃氣渦輪的始祖。
裴秀 224~271 創立了繪制平面地圖的理論「制圖六體」 裴秀——在中國最早創立了繪制平面地圖的理論「制圖六體」。並繪制了《禹貢地域圖》。
馬鈞 機械設計 三國時代 龍骨水車(又叫翻車) 馬鈞——魏國人,傑出機械設計和創造家。三國時代創制了龍骨水車(又叫翻車),他能連續提水,灌溉用的水機具——桔槔。結構非常巧妙,有天下之名巧之稱
李春 橋梁設計 605~617 趙州橋 李春—— 605~617 年,首創了在主拱圖上設小腹拱的敞肩式拱橋。有名的趙州橋就是他設計的。
丁緩 發明家 漢代 被中香爐、常滿燈、旋轉風扇 丁緩——漢代,在 180 年生於長安。發明的物品有被中香爐、常滿燈、旋轉風扇,有長安巧工之稱。
沈括 科學家 宋朝 石油命名最早由他提出 沈括—— 1031~1095 年,宋朝科學家,石油命名最早由他提出。
蔡倫 62~121 紙 蔡倫—— 62~121 年,蔡倫採用樹皮、麻頭、破布、舊魚網為原料造紙成功。 105 年將此發明報皇帝。於 114 年被皇帝封為龍亭侯。當時人稱紙為蔡侯紙。 12 世紀,造紙術間接傳到歐洲。 13 世紀,蒙古人用蔡侯紙在波斯發行第一批紙幣。 14 世紀,朝鮮、越南、日本也開始使用紙幣。紙牌然後經由阿拉伯國家再傳到歐洲。
畢升 1041~1048 活字印刷術 畢升—— 1041~1048 年,中國北宋人。發明了活字印刷術。
杜詩 91~不祥 水力鼓風機 杜詩—— 91 年,河南人。首創了水力鼓風設備水排。即利用水力推動風扇鼓風。是世界上最早的水力鼓風機,比歐洲早了 1100 年。
浦元 三國時期 淬火技術 浦元—— 300 年,三國時期。首創淬火技術,使鋼刀堅而有彈性。
孫子 三國時期 孫子算經 孫子—— 300 年,乘余定理的起源一題為「物不知數」,寫了「孫子算經」一書系統論述了籌算記數制。
秦九韶 數學 1202~1247 創立解一次同餘式的「大 衍求一術」和求高次方程數值解的正負開方術 秦九韶—— 1202~1247 年,中國數學家。寫有《數書九章》,創立解一次同餘式的「大 衍求一術」和求高次方程數值解的正負開方術。
李治 數學 測園海鏡 李治——中國數學家,著有「測園海鏡」是中國第一本系統改述「天元術」的巨書。
沈括 宋朝 沈括發現用細線系在磁針的中央(指南針),並將其懸掛起來。經過觀察、發現,寫進了他的著作《夢溪筆談》中。以後人們把用磁鐵製作的針成為指南針,還有指南桌。 13世紀到東方玩的義大利人馬可、波羅見到了指南針,並把它傳到了歐洲。
墨子 公元前 400 年 提出光是直線傳播的論點 墨子——公元前 400 年,墨子一書論述了杠桿平衡,提出光是直線傳播的論點。
參考資料:http://211.95.73.80:8080/fmczy-more-zhongwai3.htm
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記錄片介紹:
人類歷史上許多最偉大的發明和發現都來源於中國,這些卓越的貢獻對現代世界有著
深遠的影響——從雨傘到地震儀。
《中國古代發明》介紹了一些現在已被人忽略的發明和發現,如風箏、天花疫
苗等。整部專輯全面回顧了各種各樣的中國古代發明及其對西方社會的影響,並一
一歷數了中國人在戰爭、鍾表製作、物理學、繪制地圖、冶金術、馬具、航空、航
海和印刷等領域的卓越貢獻。
如果沒有從中國引入船舵、指南針之類的航海技術,英國人不可能締造出大英
帝國,哥倫布也不會發現美洲大陸;如果沒有從中國引入馬蹬,歐洲騎士就無法騎
在馬背上創造出騎士時代;如果沒有中國的風箏和陀螺,萊特兄弟是否能完成歷史
性的飛行;如果沒有中國古代的農業發明,今天的世界將會呈現完全不同的面貌。
西方社會正是在中國創新的基礎上才超越了東方文明。
如果沒有紙張和印刷,今天的人類仍將生活在愚昧無知的中世紀;如果沒有火
葯,世界可能會少一些痛苦,但另一方面,中世紀歐洲的鎧甲騎士或許仍享有至高
無上的權力,而西方社會或許仍處於封建奴役之下;如果沒有中國古代的天文資料,
現代天文學家將更難了解宇宙的奧秘。——現代社會是東西方文明交匯融合的產物。
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⑻ 古代有哪些科學發明
要說復古代的科學發明,還得數制引向人類科學文明的四大發明了,即造紙術,指南針,火葯及印刷術。
四大發明是關於中國科學技術史的一種觀點,是指中國古代對世界具有很大影響的四種發明,是古代漢族勞動人民的重要創造,一般是指造紙術、指南針、火葯及印刷術。
此一說法最早由英國漢學家李約瑟提出並為後來許多中國的歷史學家所繼承,普遍認為這四種發明對中國古代的政治、經濟、文化的發展產生了巨大的推動作用,且這些發明經由各種途徑傳至西方,對世界文明發展史也產生了很大的影響。
⑼ 中國古代的科學技術
物質、運動與時空問題 宇宙萬物是物質的、運動的、發展的觀點,在我國古代產生得很早。
戰國時期屈原(約前340-前278)、莊周(約前369-前286)等人的著作,都反映了古代人們的如下看法:天和地是從一種朦朧不分、渾渾噩噩、深沉幽暗的「渾沌」狀況中誕生出來的。到西周末年(公元前八世紀),就有「以土與金、木、水、火雜以成百物」的說法,把金、木、水、火、土五種元素(其中又以土為主)看成是萬物的本原。《管子》把水作為包括生物界在內的萬物的本原。
戰國中期的宋鈃、尹文進一步提出了新的見解,他們指出:「凡物之精,比則為生。下生五穀,上為列星,流於天地之間,謂之鬼神,藏於胸中,謂之聖人,是故名氣」(《管子·內業篇》)。這就是後世得到充分發展的元氣學說的早期論述。
春秋戰國時期,還產生了天地都在不斷地運動發展的觀點。《管子·侈靡篇》指出:「天地不可留,故動,化故從新」。這一觀點和樸素唯物主義的元氣學說連同古老的天地是從渾沌中產生的思想的有機結合,便是我國古代天體演化思想的精髓。
春秋戰國時期的屍佼(約前370-約前310)說:「天左舒而起牽牛,地右辟而起畢昂」(《屍子》),引進了地動的觀念隱含著關於運動相對性的重要觀念,成為後世發展的重要起點。
到西漢末年,隨著運動相對性原理的闡明,地動說得到了很大的進步。而對運動相對性這一觀念作了最精彩的論述的,要算《尚書緯·考靈曜》,它以具體形象的譬喻,「人在大舟中,閉牖而坐,舟行不覺也」。
早在戰國時期,關於宇宙時空無限性的樸素觀點,已經為社會上許多人所承認。屍佼曾說過:「四方上下曰宇,往古來今曰宙」。就是說「宇」是指東、南、西、北、上、下六個方向,「宙」包括過去、現在、將來的時間。而和屍佼同一時期出現的《墨經》的見解更進了一步。它認為「宇」包括所有不同的場所,「宙」包括所有不同的時代這樣,宇宙就包括了所有不同的空間和時間,包含了無限時空的初步認識。天文學 我國古代的天象記錄,年代連續,資料豐富,其中有些記錄,在現代天文學的研究中起著重要的作用。
公元前2世紀,我國就有關於太陽黑子的記錄,早於歐洲的伽利略(1564—1642)於公元1610年使用望遠鏡看到黑子1700餘年。我國從公元前43年到公元1638年的黑子記錄,共106條,其周期是10.6±0.43年;同時還存在62年和250年的長周期,與近代天文學觀測結果相符。
我國古代有大量的彗星記事,並最早記錄了平均周期是七十六年的哈雷彗星的出現。從春秋戰國時期到清末的二千多年,我國典籍三十一次記錄了哈雷彗星的出現。
我國古代不僅觀測彗星的形態和位置,對彗星的成因也有見解。公元644年到646年成書的《晉書·天文志》載有:「彗體無光,傅日而為光,故夕見則東指,晨見則西指。在日南北皆隨日光而指,頓挫其芒,或長或短。」,而在歐洲直到公元1532年才有類似的認識。
公元前687年,我國在世界上最早記錄了天琴座流星雨。我國古代關於流星雨的記錄,大約有一百八十次之多。其中天琴座流星雨記錄大約有九次,英仙座流星雨大約十二次,獅子座流星雨記錄有七次。這些記錄,對於研究流星群軌道的演變,也將是重要的資料。
流星體墜落到地面便成為隕石或隕鐵,這一事實,我國也有記載。《史記·天官書》中就有「星隕至地,則石也」的解釋。到了十一世紀的北宋,沈括更發現隕石中有以鐵為主要成分的。在歐洲直到1803年以後,人們才認識到隕石是流星體墜落到地面的殘留部分。
自商代到公元1700年為止,我國共記錄了大約九十顆新星和超新星。我國古代十二個超新星記錄中,有八九個對應於射電源。這是我國古代在恆星觀測上的一項重大成就,同時也是對現代天文學問題的探索的一項卓越貢獻。
星表是把測量出的若干恆星的坐標(常常還連同其他特性)匯編而成的。它是天文學上一種很重要的工具。我國古代曾經多次測編過星表。其中最早的一次是在戰國時期。它的觀測者叫石申,是魏國人。他的活動年代大約在公元前四世紀。石氏星表的赤道坐標有兩種表達方式,不論哪一種方式,它的實質和現代天文學上廣泛使用的赤道坐標系是一致的。而在歐洲,赤道坐標系的廣泛使用卻是在十六世紀開始的。古希臘最早的星表是希臘天文學家依巴谷(約前190—前125)在公元前二世紀測編的。依巴谷之前還有兩位希臘天文學家也測量過一些恆星的位置,但是那也是在公元前三世紀。他們都比石申的工作要晚。
在星圖的繪制上,我國古代有悠久的傳統。不算那些示意性的星圖或僅僅畫出個別星組的圖形,作為恆星位置記錄的科學性星圖,大約可以追溯到公元前一世紀。
子午線,也就是地球的經度線。測量子午線的長度可以確定地球的大小。子午線長度是地理學、測地學和天文學上的一項重要基本數據。
早在公元前三世紀和公元前一世紀,古希臘的天文學家曾先後兩次進行確定子午線長度的工作。但是,他們並沒有全部經過實際的測量,例如,在距離方面,他們都是根據商隊或商船的估計而得的。
真正用科學方法實際測定子午線長度的,最早是我國的天文工作者。那是在唐玄宗開元十二年(公元724年),由著名的天文學家僧一行發起進行的。測量結果化成現代的度量單位,子午線一度長一二九·二二公里。按現代的測量,一度長一一一·二公里。一行所得數據的誤差是百分之一三·九。
一行數據的誤差雖然稍大,但是它是世界上第一次子午線長度的實測。它開創了我國通過實際測量認識地球的道路;它徹底破除了日影千里差一寸的謬見;它把地理緯度測量和距離結合起來,既為制定新的歷法創造了條件,又為後來的天文大地測量奠定了基礎。
春秋時期末年(公元前五世紀),我國開始使用《古四分歷》,它的歲實是三六五·二五日,這是當時世界上所使用的最精密的數值。希臘的《伽利潑斯歷》和我國的《古四分歷》相當,但是要比我國晚大約一百多年。南宋的楊忠輔於宋寧宗慶元五年(公元1199年)制定的《統天歷》中首先使用了三六五·二四二五日的精密的歲實數值。歐洲的著名歷法《格里歷》也是採用這個數值,但是要比《統天歷》大約晚四百年。明末的邢雲路測得歲實三六五·二四二一九○日,比用現代理論推算的當時數值只小○·○○○二七日,精密程度超出了當時歐洲天文學的水平。
《周易·豐卦》就有「月盈則食」的記載,認識到月食是有規律的,只有在月望的時候才能發生。
戰國時期的石申,已經知道日食和月亮有關,認識到日食必定發生在朔或晦。西漢末劉向在《五經通義》中說:「日食者,月往蔽之。」可見最遲在西漢的時候,就已經明白了日食產生的原因。東漢張衡在《靈憲》中對月食的成因解釋得更清楚,認為月光來自太陽所照,大地遮住了太陽光,便產生月食。數學 我國古代數學以計算為主,取得了十分輝煌的成就。其中十進位值制記數法、籌算和珠算在數學發展中所起的作用和顯示出來的優越性,在世界數學史上也是值得稱道的。
有文字記載開始,我國的記數法就遵循十進制並含有明顯的位值制意義,實際上,只要把「千」、「百」、「十」和「又」的字樣取消,便和位值制記數法基本一樣了。
籌算是完成於春秋戰國時期。籌算一出現,就嚴格遵循十進位值制記數法。九以上的數就進一位,同一個數字放在百位就是幾百,放在萬位就是幾萬。這種記數法,除所用的數字和現今通用的印度-阿拉伯數字形式不同外,和現在的記數法實質是一樣的。
負數出現後,算籌分成紅黑兩種,紅籌表示正數,黑籌表示負數。算籌還可以表示各種代數式,進行各種代數運算,方法和現今的分離系數法相似。我國古代在數字計算和代數學方面取得的輝煌成就,和籌算有密切的關系。例如祖沖之的圓周率准確到小數第六位,需要計算正一萬二千二百八十八邊形的邊長,把一個九位數進行二十二次開平方(加、減、乘、除步驟除外),如果沒有十進位值制的計算方法,那就會困難得多了。
文化比較發達的古希臘,由於看重幾何,輕視計算,記數方法十分落後,用全部希臘字母表示一到一萬的數字,字母不夠的時候就用在字母旁邊添加符號「『」。印度在公元三世紀以前使用的記數法是希臘式和羅馬式兩種,都不是位值制,真正使用十進位值制記數法出現在公元六世紀末。由此可見,我國古代的十進位值制記數法和籌算,在世界數學史上應該佔有重要的地位。
《周髀算經》成書的年代當不晚於西漢後期(公元前一世紀)。就其中的數學內容來說,書中記載了用勾股定理來進行的天文計算,還有比較復雜的分數計算。當然不能說這兩項演算法都是到公元前一世紀才為人們所掌握,它僅僅說明在現在已經知道的資料中,《周髀算經》是比較早的記載。
承先秦數學發展的源流,我國在公元一世紀成書的數學專著《九章算術》標志著中國古代數學體系的形成,它對以後中國古代數學發展所產生的影響,正像古希臘歐幾里得(約前330—前275)《幾何原本》對西方數學所產生的影響一樣,是非常深刻的。在中國,它在一千幾百年間被直接用作數學教育的教科書。它在代數學方面有許多世界首創的成就。《九章算術》在世界上最早系統敘述了分數運算,其中盈不足的演算法更是一項令人驚奇的創造;「方程」章還在世界數學史上首次闡述了負數及其加減運演算法則;其他方面的數學成就包括:比例問題、雙設法、一些面積體積的計算、一次方程組解法、開平方、開立方、一般二次方程解法等。
從數學成就上看,首先應該提到的是:書中記載了當時世界上最先進的分數四則運算和比例演算法。書中還記載有解決各種面積和體積問題的演算法以及利用勾股定理進行測量的各種問題。《九章算術》中最重要的成就是在代數方面,書中記載了開平方和開立方的方法,並且在這基礎上有了求解一般一元二次方程(首項系數不是負)的數值解法。還有整整一章是講述聯立一次方程解法的,這種解法實質上和現在中學里所講的方法是一致的。這要比歐洲同類演算法早出一千五百多年。在同一章中,還在世界數學史上第一次記載了負數概念和正負數的加減法運演算法則。
然而,《九章算術》亦有其不容忽視的缺點:沒有任何數學概念的定義,也沒有給出任何推導和證明。公元三世紀的劉徽(約225—約295)給《九章算術》作注,才大大彌補了這個缺陷。
劉徽定義了若干數學概念,全面論證了《九章算術》的公式解法,提出了許多重要的思想、方法和命題,他在數學理論方面成績斐然。
劉徽對數學概念的定義抽象而嚴謹。他揭示了概念的本質,基本符合現代邏輯學和數學對概念定義的要求。而且他使用概念時亦保持了其同一性。
劉徽發展了出入相補原理,成功地證明了許多面積、體積以及可以化為面積、體積問題的勾股、開方的公式和演算法的正確性。
在數學證明中成功地運用無窮小分割和極限思想,是劉徽最傑出的貢獻。
《九章算術》提出圓面積公式S=l/2·r(S為圓面積,l為圓周長,r為半徑)。劉徽把圓化為與之合體的內接正多邊形來求面積,從而證明了S=l/2·r。劉徽指出此公式中周徑是"至然之數",即圓周率π。他以此公式為基礎,求出了π的兩個近似值157/20和3927/1250,在中國首次創立了求圓周率的科學方法,奠定了我國圓周率研究在世界長期領先的基礎。
劉徽注關於體積問題的論述已經接觸到現代體積理論的核心問題,指出四面體體積的解決是多面體體積理論的關鍵,而用有限分割和棋驗法無法解決其體積。為了解決這個問題,他提出了一個重要原理"邪解壍堵,其一為陽馬,一為鱉臑。陽馬居二,鱉臑居一,不易之率也",今稱為劉徽原理。近代數學大師高斯、希爾伯特才討論這個問題,已是近100多年以來的事。
劉徽注多方面表述了今天稱之為祖暅之原理的命題,並由此證明了《九章算術》中球體積公式的錯誤。他設計了牟合方蓋,指出球與牟合方蓋的體積之比是π∶4,只要求出後者的體積就可以求出球體積了。他盡管沒能求出牟合方蓋的體積,但誠懇地表示"以俟能言者",表現出一位偉大學者的坦盪胸懷。這個問題後來由祖沖之父子徹底解決。
《九章算術》及其劉徽注,以傑出的數學成就,獨特的數學體系。不僅對東方數學,而且對整個世界數學的發展產生了深遠的影響,在科學史上佔有極為重要的地位。它的出現,標志著從公元前1世紀開始,中國取代古希臘成為世界數學的中心,為此後中國數學領先世界1500多年奠定了基礎。今天,隨著計算機的出現和發展,它所蘊含的演算法和程序化思想,仍給數學家以啟迪。
劉徽注中還有不少有價值的成就。如對開方不盡,提出繼續開方,求其"微數",以十進分數逼近無理根,開十進小數之先河;他還認識到不定方程有無窮多組解,等等。劉徽注形成了一套數學體系,他把數學看作一株枝條雖然分開但本干相同的大樹。他認為數學是"規矩"與"度量"亦即空間形式與數量關系的統一。基於這些深刻的認識,他的證明除個別失誤外,都論點明確,論據充分,條理清晰,推理嚴謹;而且大都使用演繹推理,沒有循環論證。是嚴格的數學證明。有了劉徽的證明。《九章算術》的公式解法,才建立在真實可靠的基礎上。
劉徽的計算方法只用圓內接多邊形面積,而無須外切形面積,這比古希臘數學家阿基米德(前287—前212)用圓內接和外切正多邊形計算,在程序上要簡便得多,可以收到事半功倍的效果。同時,為解決圓周率問題,劉徽所運用的初步的極限概念和直曲轉化思想,這在一千五百年前的古代,也是非常難能可貴的。
在劉徽之後,南北朝時期傑出數學家祖沖之,把圓周率推算到更加精確的程度,取得了極其光輝的成就。據《隋書·律歷志》記載,祖沖之確定了圓周率的不足近似值是3.1415926,過剩近似值是3.1415927,真值在這兩個近似值之間,就是3.1415926<л<3.1415927。
同時,祖沖之還確定了圓周率的兩個分數形式的近似值:約率=22/7,密率=355/113
祖沖之圓周率的不足近似值3.1415926和過剩近似值3.1415927,准確到小數點後七位,這在當時世界上非常先進,直到一千年以後,十五世紀阿拉伯數學家阿爾·卡西(?—1436)和十六世紀法國數學家韋達(1540—1603)才打破了祖沖之的記錄。
祖沖之提出的密率也是一千年後才由德國人奧托(約1550—1605)和荷蘭人安托尼茲(1527—1607)重新得到。
《海島算經》是劉徽所作。這部書中講述的都是利用標桿進行兩次、三次、最復雜的是四次測量來解決各種測量數學的問題。這些測量數學,正是中國古代非常先進的地圖學的數學基礎。
中國古代數學,經過從漢到唐一千多年間的發展,已經形成了更加完備的體系。在這基礎上,到了宋元時期(公元十世紀到十四世紀)又有了新的發展。宋元數學,從它的發展速度之快、數學著作出現之多和取得成就之高來看,都可以說是中國古代數學史上最光輝的一頁。
特別是公元十三世紀下半葉,在短短幾十年的時間里,出現了秦九韶(1202—1261)、李冶(1192—1279)、楊輝、朱世傑四位著名的數學家。所謂宋元算書就指的是一直流傳到現在的這四大家的數學著作,包括:秦九韶著的《數書九章》(公元1247年);李冶的《測圓海鏡》(公元1248年)和《益古演段》(公元1259年);楊輝的《詳解九章演算法》(公元1261年)、《日用演算法》(公元1262年)、《楊輝演算法》(公元1274—1275年);朱世傑的《算學啟蒙》(公元1299年)和《四元玉鑒》(公元1303年)。
《數書九章》主要講述了兩項重要成就:高次方程數值解法和一次同餘式解法。書中有的問題要求解十次方程,有的問題答案竟有一百八十條之多。《測圓海鏡》和《益古演段》講述了宋元數學的另一項成就:天元術(用代數方法列方程);也還講述了直角三角形和內接圓所造成的各線段間的關系,這是中國古代數學中別具一格的幾何學。楊輝的著作講述了宋元數學的另一個重要側面:實用數學和各種簡捷演算法。這是應當時社會經濟發展而興起的一個新的方向,並且為珠算盤的產生創造了條件。朱世傑的《算學啟蒙》不愧是當時的一部啟蒙教科書,由淺入深,循序漸進,直到當時數學比較高深的內容。《四元玉鑒》記載了宋元數學的另兩項成就:四元術(求解高次方程組問題)和高階等差級數、高次招差法。
宋元算書中的這些成就,和西方同類成果相比:高次方程數值解法比霍納(1786—1837)方法早出五百多年,四元術要比貝佐(1730—1783)早出四百多年,高次招差法比牛頓(1642—1727)等人早出近四百年。
宋元算書中所記載的輝煌成就再次證明:直到明代中葉之前,中國科學技術的許多方面,是處在遙遙領先地位的。
宋元以後,明清時期也有很多算書。例如明代就有著名的算書《演算法統宗》。這是一部風行一時的講珠算盤的書。
清代初年,蒙古族科學家明安圖(?—1765)在《割圓密率捷法》一書中,完整地證明了正弦和反正弦的冪級數展開式和л的無窮級數表示式等九個公式,為用解析方法研究三角函數和圓周率開辟了新的途徑。
清代嘉慶、道光年間的數學家項名達(1789—1850),在他所著的《象數一原》一書中,概括和推廣了三角函數展開式方面的研究成果。同時,他還得到了橢圓周長公式。項名達關於橢圓求周的計算程序完全符合於橢圓積分的法則。
由此可見,我國古代傳統的割圓術,在這里又超越了計算圓弧的范圍,發展到應用於橢圓的情形,從而使對直曲關系轉化的認識進一步提高到一個新水平。
從明安圖和項名達的成就,我們也可以看到,這一時期的中國數學家已經具備了某些微積分思想的萌芽。劉徽的割圓術 為了真正證明圓面積公式,劉徽創造了著名的割圓術。
劉徽從圓內接正6邊形開始割圓,依次得到圓內接正6×2、6×22、……邊形。然後,劉徽把和圓合體的正多邊形分割成無窮多個以圓心作為頂點、以每邊的長作為底的小等腰三角形,最後求這些小三角形面積的總和。由於以圓的半徑乘每邊的長是每個小三角形面積的二倍,這些小三角形面積的總和(即圓半徑乘圓周長)就是圓面積的二倍,圓半徑(R)乘圓周長(2πR)再除以2這一圓面積公式就得到了證明。劉徽原理 《九章算術》給出了陽馬(直角四棱錐)的體積公式和鱉臑(四面都是勾股形的四面體)的體積公式。
為了證明這兩個體積公式,劉徽首先提出了一個重要原理:把一個塹堵(把一個長方體沿相對兩棱斜剖,便得兩塹堵)分解為一個陽馬和一個鱉臑,「陽馬居二,鱉臑居一,不易之率也」,即陽馬與鱉臑的體積之比為2:1,並給予了證明。
劉徽在首先解決了長方體、塹堵、陽馬、鱉臑的體積公式之後,把其他多面體分割成有限多個長方體、塹堵、陽馬、鱉臑,求它們的體積的和來解決這些多面體的體積問題。這種把多面體體積理論建立在陽馬、鱉臑基礎上的思想,也就是建立在無窮小分割基礎上的思想,和現代數學的體積理論驚人地一致。劉徽在公元三世紀就開始考慮十九世紀困擾著高斯、希耳伯特等數學大師的課題:四面體體積的解決不藉助於無窮小分割是不可能的。劉徽的貢獻受到1985年法國布爾巴基學派舉行的希耳伯特第三問題學術討論會的頌揚,是當之無愧的。祖暅原理和球體積 唐代李淳風等注釋《九章算術》時所引祖暅開立圓術提出了一條重要原理:同高的兩立體如果等高處的截面積恆相等,那麼它們的體積一定相等。現在稱它作「祖暅原理」,它在西方稱卡瓦列里原理(公元1635年)。
更一般地,如果同高的兩立體等高處的截面積恆成定比,那麼它們的體積必成定比。這一原理是中國古代解決體積問題的另一重要理論,實際上是另一種形式的無窮小分割。
劉徽用球的兩個外切圓柱體正交,它們的公共部分稱做「牟合方蓋」,他指出球和外切牟合方蓋的體積的比才是π∶4。顯然,只要求出牟合方蓋的體積,那麼球體積便迎刃而解。劉徽功虧一簣,未能求出牟合方蓋的體積。
二百年後的祖暅深入研究了球的外切正方體中用兩個正交圓柱切割出牟合方蓋後的剩餘部分。他考慮這剩餘部分的八分之一,在正方體內而在牟合方蓋外的部分被切割成了三塊,叫作外三棋。他利用勾股定理等知識,求出外三棋的每一層的截面積的和都等於一個倒置的長、寬、高都等於球半徑的陽馬的等高處的截面積。由祖暅原理,外三棋的體積等於這倒置陽馬的體積,就是球半徑的立方的1/3,因而牟合方蓋的八分之一的體積是球半徑的平方的2/3,整個牟合方蓋的體積是球直徑的立方的2/3,於是球體積為:π乘以牟合方蓋的體積再除以4。祖暅圓滿完成了劉徽未竟的事業。李善蘭的尖錐求積術 劉徽、祖沖之父子之後一千多年間,我國的無窮小分割思想沒有什麼新的進展。直到清代中葉以後,明安圖在研究三角函數冪級數展開式時提出「析之至於無窮」的思想,項名達、戴煦(1805-1860)的橢圓求周的計算方法符合橢圓積分法的原則,並重新涉及這個領域。而最值得稱道的是李善蘭(1811-1882)於清道光二十五年(公元1845年)發表的《方圓闡幽》、《弧矢啟秘》、《對數探源》這三種關於三角函數、對數函數和指數函數的冪級數展開式的研究成果。其中的尖錐求積術提出了幾個相當於定積分公式的命題。李善蘭用尖錐求積術解決了許多問題。
李善蘭的尖錐求積術是在他接觸西方微積分學思想之前發明的,表明中國數學家完全有能力獨立地打開微積分學的大門。
高次方程數值解法和天元術 在我國古代,解方程叫做開方術。開方術到了宋代發展成為求高次方程的數值解,創造了增乘開方法,創造了列方程的方法——天元術和高次方程組的解法——四元術,遠遠走在當時世界先進水平的前面。
四元術用四元消元法解題,把四元四式消去一元變成三元三式,再消去一元變成二元二式,再消去一元,就得到一個只含一元的天元開方式,然後用增乘開方法求正根。這和今天解方程組的方法基本一致。在歐洲,直到十八世紀法國數學家貝佐(公元1775年)才系統敘述了高次方程組消元法問題。
我國古代的數學家不止一次地攀登上當時世界數學發展的高峰,對於方程的研究作出了當時無與倫比的成就,為世界數學史和文明史作出了偉大的貢獻。這是中華民族的驕傲。當然,任何事物都是可以一分為二的。我國古代對方程的研究往往局限於解決實際問題,不重視基礎理論特別是方程性質的研究,因此,也存在不容忽視的缺點。比如,盡管我國負數的發現和應用是最早的,可是解方程卻一直局限於求正根,對負根從未考慮;對於方程根的個數和次數的關系,根和系數的關系,從未討論,甚至《議古根源》中相鄰兩個問題的答案剛好就是同一個二次方程的兩個根,可是劉益和楊輝都沒有指出這一點;四元術對於超過四元的方程組就沒法應用;等等。中國剩餘定理 「物不知數」問題在現代數論中是一個一次同餘問題,它最早出現在我國公元四世紀的數學著作《孫子算經》中。《孫子算經》對一次同餘問題的解法已具現代數論中著名的剩餘定理的雛形。
大數學家秦九韶集前法之大成,於公元1247年寫成《數書九章》。這部中世紀的數學傑作,在許多方面都有創造,其中求解一次同餘組的「大衍求一術」和求高次方程數值解的「正負開方術」,更是具有世界意義的成就。
秦九韶在《數書九章》中明確地系統地敘述了求解一次同餘組的一般計算步驟。秦的「大衍求一術」,正是現代數論中的剩餘定理。
從《孫子算經》「物不知數」題到秦九韶的「大衍求一術」,我國古代數學家對一次同餘式的研究,不僅在中國數學史上而且在世界數學史上佔有光榮的地位。在歐洲,和秦九韶同時代的義大利數學家裴波那契(1170—1250),在《演算法之書》中給出了兩個一次同餘問題,但是沒有一般的演算法,整個水平沒有超過《孫子算經》。直到十八、十九世紀,大數學家歐拉(1707—1783)於公元1743年、高斯(1777—1855)於公元1801年對一般一次同餘式進行了詳細研究,才重新獲得和秦九韶「大衍求一術」相同的定理,並且對模數兩兩互素的情形給出了嚴格證明。中國古代數學家對一次同餘論的研究有明顯的獨創性和繼承性,「大衍求一術」在世界數學史上的崇高地位是毋容置疑的,正因為這樣,在西方數學史著作中,一直公正地稱求解一次同餘組的剩餘定理為「中國剩餘定理」。