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蔡天新:数学与人类文明(一)

中国校园文化网  www.ccca.org.cn  2008-2-26 17:41:32  通讯员推荐    

巴比伦人在代数领域也取得了不错的成绩,埃及人只能求解线形方程,对于二次方程他们只会解ax^2=b这类最简单的情形。还是在耶鲁大学收藏的一块泥版书里,给出了二次方程 x^2 –px–q = 0的求根公式,

X = 根号[(p/2)^2+q> + p/2

由于正系数二次方程没有正根,因此除了上述情形以外,还有另外两种类型,对此泥版书里也给出了正确的求解程序。这与16世纪法国数学家韦达发明的根与系数关系式如出一撤,只不过韦达考虑的是更一般的情形,即方程ax^2 +bx+c=0。遗憾的是,由于约定成俗,“韦达公式”没有更改成“巴比伦公式”。不仅如此,对于x^3=a 或x^3+x^2=a这类特殊的三次方程,巴比伦人虽然没有办法来求得一般的解法,但却制订出相应的表格(前者即立方根表)。

可是,在几何学方面,巴比伦人的成就并没有超过埃及人。例如,他们对四边形的面积估算与埃及人的计算公式一致,即同样的粗糙。至于圆的面积,他们通常认定其值为半径平方的三倍,相当于取圆周率为3,其精确度尚不及埃及人。不过,有证据表明,巴比伦人懂得用相似性的概念来求线段的长度。对于希罗多德所称赞的莫斯科纸草书中“最伟大的金字塔”,巴比伦也能推导出类似的公式。

3、普林顿322

有一些泥版文书上的问题说明巴比伦人对数学除了实用目的以外,还有理论上的兴趣,这一点是埃及人难以企及的。在一块叫“普林顿322”的泥版书上有很好的体现,这块泥版书的来历已经无法考证,只知道曾被一个叫普林顿的人收藏过,322是他个人的收藏编号,现存于纽约哥伦比亚大学图书馆。其实,普林顿322是一块更大的泥版文书的右半部分,因为其左边是断裂的,留有胶水的痕迹,这说明缺损部分是出土后丢失的。

现存的这块泥版面积很小,长度和宽度分别只有12.7厘米 和8.8厘米。书写在上面的文字是古巴比伦语,因此年代至晚在公元前1600年。实际上,这块泥版只刻着一张表格,由4列15行60进制数字组成。因此,在相当长的时间内,它被人们误认为是一张商业帐目表而未受重视。直到1945年,时任美国《数学评论》编辑的诺伊格包尔发现了普林顿322的数论意义,才引起了人们对它的极大兴趣。

诺伊格包尔的研究表明,普林顿322与毕达哥拉斯数组有关。所谓毕达哥拉斯数组是指满足a^2 + b^2 = c^2 的任何正整数数组(a,b,c),它在古代中国也被称为整勾股数(最小的一组数是3,4,5)。从几何上讲,每一组毕达哥拉斯数皆构成某个整数边长的直角三角形(又称毕达哥拉斯三角形)的三条边长。诺伊格包尔发现,第2、3列的相应数字,恰好构成毕达哥拉斯三角形的斜边c和一条直角边b。只有四行例外,诺伊格包尔认为那是笔误,并作了纠正。

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