数学趣味故事：数学历史故事：神秘金字塔背后的文明古国

《数学历史故事》之古埃及的数学发展。埃及作为四大文明古国之一，她的文化值得人们深究。埃及的金字塔世界闻名，在那个年代修建出这般神奇宏伟的建筑，埃及人的智慧令人赞叹。金字塔中蕴含了许多的数学知识，实际上，作为四大文明古国之一，埃及在数学上有着非常大的作为。今天 阿尔法趣味数学的数学历史故事就来讲讲埃及的数学发展。
尼罗河是文明的最早发源地之一 ,古埃及诞生在此。因此埃及也是世界上文化发展最早的几个地区之一。至今 ,埃及仍有 96%的人口和绝大部分工农业生产集中在这里。所以尼罗河被视为埃及的生命线。尼罗河确实是埃及人民的生命源泉 ,她为沿岸人民积聚了大量的财富、缔造了古埃及文明 .6700多公里的尼罗河创造了金字塔 ,创造了古埃及文明 ,创造了人类的奇迹。埃及人称尼罗河是他们的生命之河。
作为“尼罗河赠礼”的埃及 ,每年尼罗河水的泛滥 ,给河谷披上一层厚厚的淤泥 ,使河谷区土地极其肥沃 ,庄稼可以一年三熟 .据希腊多德记载：“那里的农夫只需等河水自行泛滥出来 ,流到田地上灌溉 ,灌溉后再退回河床 ,然后每个人把种子撒在自己的土地上 ,叫猪上去踏进这些种子 ,以后便只是等待收获了。”的确 ,是尼罗河使得下游地区农业兴起 ,成为古代著名的粮仓 .在古代埃及 ,农业始终是最主要的社会经济基础。在如此得天独厚的自然环境和自然条件下 ,使古埃及的历史比较单纯。从约公元前 332年 ,亚历山大大帝征服埃及为止 ,共经历了 31个王朝 .其间虽然经历过内部动 乱和短暂的外族入侵 ,但总的来说政治状况比较稳定。
尼罗河养育着埃及，它使得下游地区农业兴起。每年河水泛滥后退回河床，农夫们便可以耕种了，但是由于河水泛滥时会淹没全部谷地，所以每当水退后，都需要重新丈量居民的耕地面积。由于这种需要，多年积累起来的测地知识便逐渐发展成为几何学。
古埃及文明的发展是在没有外来势力的影响下独自进行的。埃及人靠着尼罗河带来的肥沃的土壤，创造着自己生生不息的文明和科学。古埃及人造出了几套自己的文字，其中有一套是象形文字，每个文字记号是某件东西的图形，直到公元纪元前后，埃及的象形文字还用在纪念碑文和器皿上。
公元前 2900年以后，埃及人建造了许多金字塔，作为法老的坟墓。从金字塔的结构，可知当时埃及人已懂得不少天文和几何的知识。例如基底直角的误差与底面正方形两边同正北的偏差都非常小。
现今对古埃及数学的认识，主要根据两卷用僧侣文写成的纸草书；一卷藏在伦敦，叫做莱因德纸草书，一卷藏在莫斯科。埃及最古老的文字是象形文字，后来演变成一种较简单的书写体，通常叫僧侣文。两卷纸草书的年代在公元前 1850～前 1650年之间，相当于中国的夏代。除了这两卷纸草书外，还有一些写在羊皮上或用象形文字刻在石碑上和木头上的史料，藏于世界各地。
后来，一位法国人弄明白了纸草书上文字的含义，使人们知道，古埃及人已经学会用数学来管理国家和宗教事物，确定付给劳役者的报酬，求谷仓的容积和田地的面积，计算建造房屋所需要的砖块数等等，还会计算酿造一定量酒所需的谷物数量呢！用数学语言来说，就是古埃及人已经掌握了加减乘除运算、分数的运算，还解决了一元一次方程和一类相当于二元二次方程组的特殊问题。纸草书上还有关于等差、等比数列的问题。另外，古埃及人计算矩形、三角形和梯形的面积等的结果，和现代的计算值十分相近。比如，他们掌握了计算圆的面积的公式，使用的π =3.1605，这可是非常了不起的。因为有了这样充足的数学知识，古埃及人建成金字塔就不足为怪了。
埃及很早就用十进记数法，但却不知道位值制，每一个较高的单位是用特殊的符号来表示的。例如 111，象形文字写成三个不同的字符，而不是将 1重复三次。埃及算术主要是加法，而乘法是加法的重复。他们能解决一些一元一次方程的问题，并有等差、等比数列的初步知识。
古埃及的数学基本上是采用十进位制的，在算术的四则运算中，古埃及人实际上只是通过加法来完成的，减法是倒数，乘法则是化成加迭法步骤来进行运算。由此可知，古埃及人使用的是简单的算术，而非比较高深的数学，对埃及人来说，四则运算都可以化为记数形式，这种方法虽然比较缓慢，但是无需记忆且运算比较简单。 古埃及人很早就有计算分数的方法，但比较复杂。再除法运算中，如果被除数除不尽，就得使用分数，分数的运算也是通过加迭法进行的。古埃及人的分数，除 2/3外，再也没有分数的分子大于 1，及其他所有的分数都是以 1为分子，以总数为分母，即“单位分数”。在进行分数运算时，把所有的分数都拆成“单位分数”，再取和求出。
纸草书还给出圆面积的计算方法：将直径减去它的 1/9之后再平方。计算的结果相当于用 3.1605作为圆周率，不过他们并没有圆周率这个概念。根据莫斯科纸草书，推测他们也许知道正四棱台体积的计算方法。总之，古代埃及人积累了一定的实践经验，但还没有上升为系统的理论。
以上就是阿尔法趣味数学为大家整理的有关于古埃及数学历史故事的全部内容了，下一篇《中国数学发展大事件》。