中國人最早應用小數
小數中間的圓點“。”叫做小數點。在小數左邊的是整數部分,在小數右邊的是小數部分,小數點點在個位的右下角。小數點實際上是小數中的整數部分與小數部分分界的標誌。例如,在25.49這個小數裏,25是整數部分,小數點後邊的“49”是小數部分。又如:0.3這個小數,0是整數部分,小數點右邊的“3”是小數部分。
世界上最早應用十進製小數的是中國。早在公元263年時,我國古代大數學家劉徽在他注釋的《九章算術》一書中,把開方開不盡時說成“微數”,就指的是小數。這比第一個係統地使用十進製分數的伊朗數學家阿爾·卡西要早1200年,比荷蘭數學家斯蒂文所著、1585年在萊頓出版的《論十進》早1300年以上。在《論十進》這本書裏,歐洲人才第一次明確地闡述了小數理論。其小數寫法是,用沒有數字的圓圈把整數部分與小數部分隔開。小數部分每個數後麵畫上一個圓圈,記上表明小數位數的數字。
14世紀,中國元代的劉瑾,在《律呂成書》中,提出了世界最早的小數表示法,它把小數部分降低一格來寫。
15世紀上半葉,伊朗的阿爾·卡西采用垂直線把小數中的整數部分和小數部分分開,在整數部分上麵寫上“整的”。同時他把整數部分用黑墨水書寫,而小數部分則寫成紅色的。這樣小數就成了半邊黑半邊紅的數了。
談到小數點的使用,那還是在1593年,有一位德國數學家叫克拉維斯,他首先使用小黑點作為整數部分與小數部分分界的符號。1608年他發表的《代數學》中,將小數點公諸於世。從此,小數的現代記法被確定下來。
總之,世界上認識並應用小數最早的是中國人。從上述小數發展史,我們可以看到中國早在兩千多年前的春秋戰國時代,創造的十進製計數法和整數、小數、分數的四則運算法則是非常先進的。在數值計算的發展和應用方麵,古代中國在世界上是遙遙領先的,這是我們中華民族的驕傲。
曹衝稱象與計量的進步
在現實生活中,計量是人們常用到的數學概念。計量在生活中不僅發揮著重要的作用,而且應用也十分廣泛。但是,計量作為數學的重要組成部分,在實際運用過程中,並不像人們想象的那麼簡單,有時候,人們也會因為計量不準確而造成很大的影響及損失。所以,無論如何你也要學好數學。隻有這樣,你才能在計量的過程中少吃虧。
曹衝稱象與替代衡量法
大家都知道曹衝稱象的故事吧。那麼曹衝小小年紀為什麼就能解決稱量大象的難題呢?這是因為曹衝年齡雖小(當時年僅十二三歲),但已參與接觸了不少社會實踐。當時正值戰爭時期,出身軍事世家的曹衝在孩提時就常在軍中戲耍,對作為重要軍事運輸工具的艦船非常熟悉,也經常看到船工通過觀察吃水線估算糧草、軍需品載重量的情形。加之曹衝天資聰慧,平時就善於觀察、勤於思考,因此他聯想到了以船做秤,巧妙地稱出了大象的重量。
曹衝稱象的方法是符合科學道理的,以現在的衡量理論去分析,可以發現,這種巧妙的稱象方法正是計量學中的“替代衡量法”。
什麼是替代衡量法
所謂替代衡量法,就是以已知重量的物體,在衡器上去替代未知重量的被稱物,使衡器達到相同的平衡位置,被稱物體的重量就等於砝碼的重量。
在曹衝稱象中,被稱物體是大象,已知重量的物體就是往船上裝載的已稱出其重量的物體,比如用石塊。此物體的重量相當於砝碼的重量,當兩者使“衡器”(船)達到相同的平衡位置(相同的吃水線位置)時,大象的重量就等於船上所裝載的物體的重量。
可惜的是,長期處於封建社會的中國,對科學進步沒有十分迫切的要求,因而“稱象方法”沒能進一步發展成為一種科學衡量方法體係。然而這則故事證明了在距今一千七八百年前,我國已能解決稱量三四噸大重量的計量科技問題。這一項重大的創造發明,彰顯我國古人在計量史上的聰明才智。
沿用至今的替代衡量法
18世紀中葉,法國學者波爾達將這一衡量法正式提出,因此又叫波爾達法。不過這是在曹衝稱象大約1500年之後了。