数系天地,勤笃求真 ——中科院院士周向宇教授世外教育集团科普讲座报道

发布者:金山世外发布时间:2021-12-22浏览次数:176


927日上午10时,著名数学家、中国科学院院士周向宇教授莅临上海金山区世界外国语学校,在学校小剧场作了题为《中国古代数学的贡献》科普讲座。本次讲座对世外教育集团直属校和托管校进行现场直播,约有万名学生在线收看。

周院士是我国著名的多复变函数论与复几何研究领域的专家,曾荣获求是杰出青年学者奖、中国科学院自然科学奖一等奖、第八届陈省身数学奖(中国数学会)、国家自然科学奖二等奖、陈嘉庚科学奖等殊荣。习近平总书记在2016年院士大会上谈到周向宇院士的成果,称赞他“为我国成为一个有世界影响的大国奠定了基础”。

 “中华民族是擅长数学的民族”,周院士结合自己学习数学史的体会从中国文化对数学的推崇与中国古代数学对物质文明、精神文明、现代数学等方面的贡献讲述中国古代数学对华夏文明的杰出贡献。周院士既引经据典,高屋建瓴;又洞隐烛微,娓娓道来。广大师生如沐春风,受益匪浅。

人类发展遇到的第一大数学问题是怎么计数运算,结绳、堆石子显然适应不了人类发展的需求,要用最少量的符号表达最丰富的内容,然后进行运算。我国在商代已出现十进制、位置制萌芽;西周时期,十进位置制得到进一步发展;至春秋战国,筹算已经盛行开来。《孙子算经》对算筹记数法已经表述得非常明确。

纵横排列记数用不同位置表示不同含义,避免了歧义。而且我国的“以筹记数”比印度人用10个字母来表示所有数要早很多年,这一点鲜为人知。

中国古代的数学测量工具有“准”“绳”“规”“矩”“权”“衡”,“探赜索隐,钩深致远,莫不用焉”。

数学思想虽然“钩深致远”,但周院士从大家耳熟能详的成语讲述其中蕴含的数学故事和数学思想让人茅塞顿开、恍然大悟,如“运筹帷幄”,“筹”原来是要从算袋搬运到桌面或沙地,后来才引申为“思考、谋划”;“技高一筹”,原来并非多一个筹码,而是要把“筹”摆在正确的位置才能赢取胜利;“一筹莫展”,原来“筹”是放在算袋里,人们并未看得到,取出展开来才能看得见;“筹办”是要思考、花功夫,认认真真去办;“准绳”早期是用于建筑,“绳之以法”的“绳”是“使……正”,引申为“惩戒”,可见中国的语言文化有着浓郁的数学元素。

而且,国学的奠基者们通筹算,将其人文核心思想用数学命题来进行阐释,体现了数学精神,也反映了人文精神与数学精神的交融,体现了中国文化从根基上对数学的尊崇。周院士从周公请教商高天文、历法、测量中的数学知识从何而来,伏羲女娲持规矩,奚仲利用规矩、准绳造马车,周文王演周易,周公制礼乐,西周数学教育诸多内容阐发中国文化对数学的严谨、严格、严密、准确、精确的尊崇。

周院士从孟子“不以规矩不能成方圆”、墨子“天志”、荀子“礼”、管子“法”、韩非子“用人”等诸子百家核心人文思想讲到唐代吴兢“以法为准绳”,揭示先贤之所以重视数学,是因为无论在哪里用、在什么时候用、谁来用,数学标准都有一致性,不会因时因地因人而异,反映了客观性和普遍性。



周院士从中国古代哲学中挖掘现代数学思想的萌芽。《易经》,二进位制滥觞;《老子》,“善数,不用筹策”,“道生一,一生二,二生三,三生万物”,创立三进位制;《九章算术》,零、正负数运算;宋元四杰,将变量引进数学,达到了中国古代数学的高峰期。关于中国古代的极限思想方面,周院士从《庄子》《墨子》以及愚公子孙模型进行了阐述。周院士还用轻松幽默的语言联系现实生活中人们的点赞习惯解说“三生万物”。尤其是对“愚公移山”的阐释,让人耳目一新。他认为愚公不仅“持之以恒”,还开协商之先河。作为一家之长,愚公在移山面前不搞“一言堂”,“聚室而谋”,是真协商。愚公回复智叟的话语包含了“交换律”“结合律”“阿基米德原理”“整数及其加减法运算”等深刻的数学思想。

周院士研究发现,中国自有筹算时就有“0”的思想,中国古代数学家首次提出正负数、整数群、整数环、有理数域等数学概念;首次提出“变量”概念,这对代数的发展起到了极大的推动作用;祖暅原理的提出领先西方近500年,在微分和积分的发展中起到了举足轻重的作用;从西周的商高,到三国时期的赵爽,中国古代数学家已经给出了勾股定理的证明,这比西方数学家勾股定理的证明早了几百年;周院士还指出花拉子米思想完全来自中国;中国古代数学思想中包含的出入相补原理,很可能是阿拉伯代数思想之源泉。


汪校长对科普讲座做了总结。汪校长认为,中国古代数学源远流长,也是中国文化的核心之一;在孟子、墨子、荀子、管子、韩非子等诸子人文思想中蕴含数学思想,对中国文化影响深远,尤其是“筹算”等词流传至今,可见中国古代数学思想已经深入人心。中国古代数学对物质文明、精神文明、世界文明作出了巨大贡献,我们每个中国人应引以为豪!还要像周院士一样对学术研究孜孜不倦,不畏艰难,“勤笃求真”,勇攀科学高峰,做一个对国家有贡献的人!

最后,周院士与学校领导、学生代表合影留念。