中国古代数学早就认识到“除法是连续减法,且更为简化”这一思想,这主要体现在其对整数除法和分数除法的算法描述中。《九章算术》中反复出现的一句话——“实如法而一”正是这一思想的直接体现。
而西番对负数的认知都非常晚。从附图1868-1872年德国佬罗存德与米国人韦伯斯特所编的英汉词典与纯罂文词典就知道了。第一次把negative解释为负数的是在卢公明的英华词典的附录,这个附录当年专门用于搬运中国数学概念的。
古代多位数学家及其著作都对除法与减法的关系有过明确论述。
1. 整数除法:以“更相减损术”为例
“更相减损术”是中国古代用于求最大公约数的一种算法,其核心思想就是通过连续的减法来实现,直观地体现了除法的本质。
该算法最早记载于中国古代数学经典《九章算术》中。
基本思想 :“更相减损术”的步骤是,对于两个数,用较大的数减去较小的数,并不断重复这个过程,直到两数相等为止,此时的数值即为它们的最大公约数。例如,求98和63的最大公约数,其过程为:98-63=35,63-35=28,35-28=7,28-7=21,21-7=14,14-7=7。这里,通过多次连续的减法操作(共6次)最终得到了结果7。这一过程可以被理解为寻找一个数可以从另一个数中“减”出多少次,即除法的内涵。
2. 分数除法:以“经分”为例
中国古代将分数除法称为“经分”。虽然其具体计算步骤比整数除法复杂,但在理论阐述上同样体现了除法与减法的内在联系。
《九章算术》 最早提出了“经分”的概念。
刘徽在其著名的《九章算术注》中,对“经分”术做了详细的阐释和完善,使其与现代分数除法的运算法则完全一致。
基本思想 :根据《九章算术》的描述,分数除法的意义与整数除法相同,都是“实如法而一”,即被除数(实)里包含多少个除数(法)。刘徽在注释中进一步明确了分数除法的具体法则,其核心思想是将分数除法转化为整数运算来处理,这背后依然是基于对除法作为“连续减法”的深刻理解。
3. 其他相关论述
刘徽与《九章算术注》 除了对分数除法的注释,刘徽在整个《九章算术注》中都贯穿了将复杂运算分解为基本算理的思想。他对书中许多问题的解法进行了逻辑论证,其中必然涉及到对加减乘除这些基础运算关系的阐述。
南宋数学家杨辉在其著作《详解九章算法》中,对包括《九章算术》在内的古代数学经典进行了详细的解读和阐释。他的工作可以看作是对前人算法思想的继承与发扬,其中也必然包含了对除法等基本运算的论述。
总而言之,从《九章算术》开始,经过刘徽、李淳风、杨辉等众多数学家的发展和阐释,中国古代数学清晰地展现了除法与减法之间的紧密联系,无论是通过“更相减损术”这种直接的连续减法,还是通过“经分”术这种间接的运算转化,都论证了除法是一种简约化的、高效的连续减法。
“实如法而一”就是实(被除数)里面有几个法(除数),就有几个一。
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