伊斯兰之源

Languages
  1. home

  2. article

  3. 伊斯兰对数学的贡献

伊斯兰对数学的贡献

Rate this post

回顾历史,我们会惊讶地发现,伊斯兰文明对人类社会进步所作出的贡献许多已完全融入现代人的生活。无论是欧洲人称之为“阿拉伯数字”,还是《天方夜谭》,乃至于穆斯林世界在医学、化学、天文学及农业灌溉等方面所取得的成就,都曾深刻地影响着世界文明发展的轨迹。由于伊斯兰世界处于欧亚非大陆的交接地带,她自然就成了沟通东西方文明的中转站,且本身以其特有的合成文化给世界文明留下了不可泯灭的印记。现代历史学家希提指出:“在九至十二世纪之间,用阿拉伯语写成的著作,包括哲学、医学、历史、宗教、天文和地理等方面的各种著作,比较其它任何语言写成的还要多。”伊斯兰世界的数学家花拉子密, (古罗马)医学家格林  、 伊本”西那 ,阿拉伯化学之父贾比尔”伊本”哈扬 等人的科学著作在十二世纪以后渐次被译成拉丁文或欧洲其它文字。这些书籍大都被采用为大学的专科教材,有的应用时间长达五百年之久,甚至到了十八世纪,伊本”西那的某些作品仍然是大学生们的应用教材。伊斯兰世界的这些知识成果滋育了后来西欧的几代人。恩格斯对此深刻地评论道:“阿拉伯人留传下十进制制、代数学的发端、现代的数学;基督教的中世纪什么也没留下。”那么暂且谈谈伊斯兰对数学的卓越贡献。

伊斯兰科学继承了多民族的科学传统,其中包括古代埃及、希腊、巴比伦、印度、波斯以及中国的科学精神和科学成果。在自然科学方面,阿拉伯人把印度数码介绍给西方,欧洲人称之为“阿拉伯数字”。此后,这一数码以“阿拉伯”之名传遍世界而开创了现代数学。他们还把几何学与代数学相结合,为解析几何的发展做出了基础性的贡献。穆斯林学者还创立了平面三角学和球面三角学。花拉子密的《积分与方程的计算》更是建立了真正意义上的代数学。 除了十进位制的阿拉伯数字之外,阿拉伯数学家已知二次方程式有两个根,用二次曲线解三次方程式和四次方程式;他们研究了面积、体积和画出有规则的多边形,并把多边形与代数方程式联系起来,以求得未知数;穆斯林数学家在欧几里得几何学基础上,发展了平面几何和立体几何。他们掌握了球面三角形的基本原理,并在三角学中首先使用了正切、余切、正割、余割、正弦、余弦,还发现了其中的函数关系,使三角学成为一门独立学科。

    花拉子密是阿拉伯初期最主要的数学家,他编写了第一本用介绍印度数字和记数法的著作。公元十二世纪后,印度数字、十进制记数法开始传入欧洲,又经过几百年的改革,这种数字成为我们今天使用的印度—阿拉伯数码。花喇子密的另一名著《代数学》系统地讨论了一元二次方程的解法,该种方程的求根公式便是在此书中第一次出现。   三角学在阿拉伯数学中占有重要地位,它的产生与发展和天文学有密切关系。阿拉伯人在印度人和希腊人工作的基础上发展了三角学。他们引进了几种新的三角量,揭示了它们的性质和关系,建立了一些重要的三角恒等式。给出了球面三角形和平面三角形的全部解法,制造了许多较精密的三角函数表。系统而完整地论述三角学的著作是由十三世纪的学者纳西尔丁完成的,该著作使三角学脱离天文学而成为数学的独立分支,对三角学在欧洲的发展有很大的影响。   在近似计算方面,十五世纪的阿尔卡西在他的《圆周论》中,叙述了圆周率π的计算方法,并得到精确到小数点后16位的圆周率,从而打破祖冲之保持了一千年的记录。此外,阿尔卡西在小数方面做过重要工作,亦是我们所知道的以「帕斯卡三角形」形式处理二项式定理的第一位阿拉伯学者。     阿拉伯世界对于艺术美有独特的追求。伊斯兰建筑别具一格,创立了风格独特优美的新样式,建筑以其宏伟、壮丽著称于世。然而这一古老的建筑风格却与现代高等数学中的几何晶体图形紧密的联系到了一块,可以说伊斯兰清真寺是艺术和高等数学高度集中的杰作。在建筑艺术上,穆斯林的天才创造性可以从许多宏伟壮丽的清真寺以及有着巨大浑厚的穹顶的陵墓表现出来。前者有麦加和麦地那两圣寺以及耶路撒冷的阿克萨清真寺、埃及的艾孜哈尔清真寺、西班牙的科尔多瓦清真寺等。因为在建筑上,重视“轮齿折线”的研究还是必要的,十边形、五边形、菱形、六边形和三角形5种多边形都是属于规则的“轮齿折线”,它们的组合就能够形成独特的“准晶体”设计,只是不清楚它们是怎么组合起来的。 下面是“轮齿折线”的应用研究实例:     美国哈佛大学发表一份研究报告称,伊斯兰世界对数学有过重要贡献。研究人员认为,中世纪伊斯兰世界的外墙砖设计图案说明它们的设计者掌握了西方世界500年后才掌握的数学概念。法新社报道说,许多中世纪伊斯兰建筑物的外墙都有星形与多边形、被称作“girih”的华丽几何图案。研究人员普遍认为,中世纪的工匠是用直尺和圆规来完成图案的。但哈佛大学的彼得·卢和普林斯顿大学的保罗·施泰因哈特在《科学》杂志上撰文称:“到13世纪,工匠们已经开始使用一套多边形砖,即girih图形砖,来制作图案。”《科学》杂志的出版商美国科学促进会发表声明称,这种使用girih图形砖的方法证明,伊斯兰世界的数学和设计曾取得重要突破,可以不重复地创造出无穷的图案。声明说,到15世纪,砖的图案已经变得非常复杂,其中一些图案就是今日数学家所说的“准晶体”设计。这些图案由十边形、五边形、菱形、六边形和三角形5种多边形组成,每一种都代表一个独特的装饰基调。西方是在上世纪70年代才由英国数学家罗杰·彭罗斯首先提出这个数学概念的,在500年前,伊斯兰建筑中已普遍运用,他们必定研制出许多数学公式,对各种图形和阿拉伯文字进行美学的排列。根据伊斯兰的美术创作原则,不出现人或动物的形像,而古代的穆斯林艺术家们创造了别具一格的复杂几何图形,用于装饰艺术。中东和中亚的许多古老清真寺和伊斯兰经学院的建筑上可以看到比潘罗斯更为复杂和规则的几何图形,无限变化不重复,每个小片多达十多个边的晶体形状。从潘罗斯发明的数学原理中,我们可以推断,在五百年前,伊斯兰的艺术家们就成功的解决了图案设计的科学难题。牛津大学教授的“发明”证明了现代科学与艺术创作在现代高等科学殿堂中的完美结合,是艺术和科学都高度集中后的产品。那么,也说明伊斯兰的建筑艺术早在五百年前就出现了现代西方才出现的科学与艺术结合的社会条件,两个高尖技术的碰撞和有机结合而。鲁教授说﹕“不容质疑,伊斯兰建筑中表现的复杂图形,不是什么能工巧匠的高精手艺,而是社会发展和科学成就的体现。只有解决了数学的理论和公式之后,才能出现如此复杂化的图形和优美的阿拉伯文书法,而且很容易传授给实际操作的工匠。我们应当意识到,在古代的伊斯兰世界,他们的科学成就很早就达到了领先世界的前卫水平,而我们不得不承认他们的文明比我们发达得更早,更加成熟。”西方的历史学家一直认为古代穆斯林的建筑技术非凡,而没有想到图案设计必须与高等数学结合才能出现高度实用和普及的价值。我们重新审阅古代遗留的伊斯兰建筑装饰图形,发现精密和细致的数学公式和含义,不仅是建筑师的劳苦,而是数学家的智慧。”  伊斯兰的科学光照宇宙,谁能否认之?

 http://user.qzone.qq.com/21282086/blog/1353971294#!app=2&via=QZ.HashRefresh&pos=1353971294