涨姿势！这八个跟数学有关的工具促进人类文明发展

在人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工具的发明创造方面写过光辉的一页。远在商代,中国就创造了十进制记数...

一、古代数学中用到的画图工具有规矩

规是画圆的，矩是画直线和方的。在汉代的石刻造像中有“伏羲氏手执矩，女娲氏手执规”的图像。

如下图：



反映了规、矩的形象。

如下图：规



中间直立的杆为规的固定的脚，右面下垂部分的尖端为画笔，横杆绕立杆旋转即画出圆。但是没有说明如何调整半径的大小。到明代规已经能在一定程度上调整半径，但是仍不能任意大小。

如下图：明代的“规”



传说中伏羲手执的矩，如图四所示，是一个直角形拐尺。它的功能是画直线和直角，因而可以画出正方形和长方形。

如下图：矩



中国古代的规矩和西方的直尺、圆规不同，规矩主要是匠人的画图工具，不是数学家的作图工具，因此在中国数学史上，尤其是几何学史上不占重要地位。

二、到了周代,发明了当时最先进的计算工具——算筹。



根据史书的记载和考古材料的发现，古代的算筹实际上是一根根同样长短和粗细的小棍子，一般长为13--14cm，径粗0．2～0．3cm，多用竹子制成，也有用木头、兽骨、象牙、金属等材料制成的，大约二百七十几枚为一束，放在一个布袋里，系在腰部随身携带。需要记数和计算的时候，就把它们取出来，放在桌上、炕上或地上都能摆弄。别看这些都是一根根不起眼的小棍子，在中国数学史上它们却是立有大功的。而它们的发明，同样经历了一个漫长的历史发展过程。

这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍。计算每一个数学问题时,通常编出一套歌诀形式的算法,一边计算,一边不断地重新布棍。中国古代数学家祖冲之,就是用算筹计算出圆周率在3。1415926和3。1415927之间。这一结果比西方早一千年。

　三、算盘



珠算盘是中国的又一独创,也是计算工具发展史上一项重大发明。珠算是以算盘为工具进行数字计算的一种方法，被誉为中国的第五大发明。算盘是中国古代劳动人民发明创造的一种简便的计算工具。

这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具,最初大约出现于汉朝,到元朝时渐趋成熟。珠算盘不仅对中国经济的发展起过有益的作用,而且传到日本、朝鲜、东南亚等地区,经受了历史的考验,至今仍在使用。

　四、指南车



指南车又称司南车，是中国古代用来指示方向的一种装置。它与指南针利用地磁效应不同，它不用磁性。它是利用机械传动系统来指明方向的一种机械装置。其原理是，靠人力来带动两轮的指南车行走，依靠车内的机械传动系统来传递转向时两车轮的差动来带动车上的指向木人与车转向的方向相反角度相同，使车上的木人指示方向，不论车子转向何方，木人的手始终指向指南车出发时设置木人指示的方向，“车虽回运而手常指南”。

五、水运浑象仪



水运浑象仪用精铜铸成，主体是一个球体模型，代表天球。球体可以绕天轴转动。天球的表面画有二十八宿和各种恒星，还有赤道圈、黄道圈及二十四节气等。天球外面有两个圆环，一个是地平圈，一个是子午圈。天轴支架在子午圈上，和地平斜交成36度，就是说北极高出地平36度，这是洛阳地区的北极仰角，也是洛阳地区的地理纬度。

张衡制作的水运浑象仪,可以自动地与地球运转同步,后经唐、宋两代的改进,遂成为世界上最早的天文钟

　六、记里鼓车



记里鼓车是中国古代用于计算道路里程的车，由“记道车”发展而来。有关记道车的文字记载最早见于汉代刘歆的《西京杂记》：“汉朝舆驾祠甘泉汾阳……记道车，驾四，中道。”可见至迟在西汉时期，即已有了这种可以计算道路里程的车。到后来，因为加了行一里路打一下鼓的装置，故名“记里鼓车”。 记里鼓车这是一种会自动记载行程的车辆，是中国古代社会的科学家、发明家研制出的自动机械物体，被机器人专家称为是一种中国古代机器人。

记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置。

七、提花机



提花机作为一种纺织工具，是中国古代的一项重要发明。据考古证实，从河南安阳殷墟墓葬铜器上保留的丝织物痕迹来看，不仅有平纹组织的绢，还有提花的菱纹绮。这说明，我国早在商代就出现了 。 一般的织机只能织出平纹的织物，带有复杂花纹的织物只有提花机才能织出。

提花机原理对计算机程序控制的发展有过间接的影响。

八、八卦



中国古代用阳、阴两爻构成八卦,也对计算技术的发展有过直接的影响。莱布尼兹写过研究八卦的论文,系统地提出了二进制算术运算法则。他认为,世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦。

指南车、水运浑象仪、记里鼓车、提花机等,不仅对自动控制机械的发展有卓越的贡献,而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响。

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