文物與數學

「中國文物與學科叢書」總序
一、 數的起源和數字的出現
（一） 數（量）概念的形成
（二） 陶器上刻划的數字符號
（三） 甲骨文和金文中的數字
二、 數的計算和記數方法
（一） 從撥弄手指到撥弄算籌
（二） 甲骨文和金言語中的記數法
（三） 數學的早期傳授
三、 計量的實際應用
（一） 古代長度計量器
（二） 古代容積計量器
（三） 古代重量計量器
（四） 古代晝夜計時器
（五） 器物造型和圖案繪制
四、古代傳統數學
（一） 傳統算術及其應用
1．正整數的四則運算
2．分數理論
3．比率理論
4．盈不足術
（二） 傳統幾何及其應用
1．「形」的概念的起源
2．幾何理論研究的萌芽
3．直線形面積計算
4．圓面積與圓周率的計算
5．面積的近似計算
6．多面體的體積計算
7．曲面體的體積計算
8．球體的體積計算
（三） 傳統代數及其應用
1．線性方程組及其矩陣解法
2．開方運算與無理數
3．一次方程
4．孫子定理與大衍求一術
5．其他
（四） 傳統三角及其應用
五、傳統的數學（計算）用具
六、著名的數學家及其著作
七、結束語

通常都說文物是歷史和傳統文化的載體，這是因為古代的文物，以它的形象、性能、用途、制作，甚至名稱、歸屬等等，從不同側面記錄了中華民族的歷史，並且體現了古代人在生活實踐中發揮的聰明才智。我們走進博物館，看到陳列着的種類繁多、琳琅滿目的文物，也能直接感受到文物本身的魅力。盡管這些感觸，家多的是感性的認識，還沒有深入到器物的內涵去進行思考，但是，擺在我們面前的展品，證實了中華民族的文化確是淵源流長，足以激起我們的民族自豪感。

隨着我國文物考古工作的勻速發展，全國各地不斷有重大文物考古/新發現。過去，在歷史、科技、藝術等方面存在某些尚不清楚的問題，如事物的考證、溯源以及器物的產地、質地等問題，由於缺乏實物資料，一直得不到解決。現在，有了新的更多的出土文物，通過分析和比例，化驗和測定，得到了不同程度地令人信服的解答。這樣，那些距今已有幾千年乃至幾萬年的古代文物，完全沒有理由使我們相信，它們曾是當時人們物質生活中不可或缺的器物，甚至反映了當時人們的精神世界。我們將一些同類器物綜合起來，還能發現他們在不同時期之所以產生演變，正是為了適應某些制度和需要的變化，這中間，既有政治經濟的原因，也有文化習俗的因素，同中國社會的進步和文化的發展是緊密地聯系在一起的，這就是對文物內涵的發掘。當然，這僅僅是從歷史的角度去他套。同樣，也可以從科技的角度去研究。舉一個物理學的例子。在人類歷史發展進程中，提高生產力，是自古至今人們追求不懈的目標。而提高生產力，很重要的一點，便是在勞動操作時能夠做到省時省力。我們的先人在勞動實踐中回也摸索並總結出一些省時省力的操作經驗。他們決不會懂得近代物理學上的原理，卻能制造出符合科學原理的簡單機械。較典型的便是井上的汲水工具，一種是桔槔，另一種是轆轤。桔槔在漢代畫像石和畫像磚上刻畫得很清楚，轆轤在漢墓中出土的陶井模型上常有安裝。根據物理學分析，前者利用了杠桿原理，后者利用了輪軸原理，這是多麼使人驚嘆不已。然而，我們參觀博物館，看到畫像石上的桔槔和陶井模型上的轆轤，不一定會從物理學角度去理解古代人的發明創造。

因此，幾年前，我便開始考慮：如果按照學科來介紹古代文物，即宣揚了中國傳統文化，深入開掘了文物本身的內涵。對文物價值的淺近闡述，可以使我們懂得為什麼古代文物到今天還值得大家去研究和了解，值得大家百倍千倍地愛惜和保護。我把自己的設想告訴對文物研究感興趣的專家朋友們，立刻得到他們的熱情支持。於是，我們共同編寫了這套「中國文物與學科」叢書。

「中國文物與學科」叢書，分為《文物與語文》、《文物與數學》、《文物與物理》、《文物與化學》、《文物與生物》、《文物與歷史》、《文物與地理》、《文物與音樂》、《文物與體育》、《文物與美術》共十種。每種書在編寫過程中要突出學科特點，又不能寫成某門學科的歷史；要照顧到學科知識，又不能脫離文物資料。例如，《文物與數學》中介紹古代度量衡器文物資料。例如，《文物與數學》中介紹古代度量衡器物的同時，還要說明他們在當時生活中的實際應用；在《文物與物理》中介紹古代取火器物陽燧所運用的光學原理的同時，還從制作特點加以剖析；《文物與語文》以實物資料說明我國文字的起源、演變與文具的使用、改進有着密切的關系；《文物與歷史》則通過古代遺址、遺跡的分析，闡述我國文明的起源和社會的起步……我們希望這套叢書能夠幫助讀者對古代文物產生興趣，政府認識古代文物，消除神秘感，防止盲目崇信。

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