正文 第8章 第一位被載入史冊的數學家商高(1 / 1)

生活給科學提出了目標,科學照亮了生活的道路。

商高是我國古代的數學家。關於他的生平,曆史上的記載很少。他是春秋時周朝人,大約生活於公元前12世紀。商高的數學成就主要是勾股定理和測量術。

中國古代最早的數學和天文學著作《周髀算經》上記載了一段周公與商高的對話。周公問:“竊聞乎大夫善數也,請問古者包犧立周天曆度。夫天不可階而升,地不可得尺寸而度,請問數安從出?”商高答:“數之法出於圓方,圓出於方,方出於矩,矩出九九八十一,故折矩以為勾廣三,股修四,徑隅五。既方其外,半之一矩,環而共盤。得成三、四、五,兩矩共長二十有五,是謂積矩。故禹之所以治天下者,此數之所由生也。”這是有名的“周公問數”。這段對話用我們今天的話解釋是這樣的:周公問商高:古代時伏羲是怎樣測量天文和曆法的?天沒有可攀的台階,地又不能用尺去測量,這些數是從哪兒得出來的呢?商高回答:數是根據圓形和方形的數學道理計算出來的。圓來自於方,而方來自於直角三角形。直角三角形是根據乘除法的計算得出來的。將一條線段折三段圍成直角三角形,一直角邊(勾)為三,另一直角邊(股)為四,則斜邊(弦)為五。商高的證明是用右邊的圖來解釋的。利用直角三角形三邊的三、四、五的關係可知:方盤麵積為49,而四個陰影的三角形的麵積之和為24,因此正方形BDLH的麵積為49-24=25,這種證明方法比歐幾裏得的幾何原本中的證明更簡明易懂。

周公曾是周武王的弟弟,他輔佐周武王的兒子執政。商高是賢才中傑出的人物之一,是周公的朋友。周公十分重視發展科學技術,虛心向商高學習科學知識。他曾請教商高用矩之道(矩:是由長與短兩條帶有刻度的直尺,一端相交成直角相聯而成的),商高用六句話簡要地概括了這一方法:“平矩以正繩,偃矩以望高,履矩以測深,臥矩以知遠,環矩以為圓,合矩以為方。”這就是說:把矩放平了可以測定水平和鉛直方向;把矩立起來,能夠測量高度;把矩反過來倒豎可測深度;把矩平放可以測定水平距離;將矩環轉一周,可得圓形;將兩矩合起來可得到方形。

商高利用矩作為測量工作,運用相似三角形的原理“測天量地”,把測量學上升到理論,為後來的數學家推廣複雜的“測望術”奠定了堅實的基礎。

勾股弦的關係和用矩之道是商高的主要成就,商高的年代離我們雖然遙遠,但他的科學創見卻永遠為後人紀念,他是世界上第一位被記載在史冊上的數學家。

我為了人類而活,我願意犧牲自己的一切。