古埃及數(shù)學(xué)
埃及是世界上文化發(fā)達(dá)最早的幾個(gè)地區(qū)之一,位于尼羅河兩岸,公元前3200年左右,形成一個(gè)統(tǒng)一的國(guó)家。尼羅河是埃及人生命的源泉,他們靠耕種河水泛濫后淤土覆蓋的田地謀生。尼羅河定期泛濫,淹沒(méi)全部谷地,水退后,要重新丈量居民的耕地面積。由于這種需要,多年積累起來(lái)的測(cè)地知識(shí)便逐漸發(fā)展成為幾何學(xué)。由于他們也得準(zhǔn)備好應(yīng)付洪水的危害,因此就得預(yù)報(bào)洪水到來(lái)的日期。這就需要計(jì)算。
埃及人還把他們的天文知識(shí)和幾何知識(shí)結(jié)合起來(lái)用于建造他們的神廟,使一年里某幾天的陽(yáng)光能以特定方式照射到廟宇里。公元前2900年以后,埃及人建造了許多金字塔,作為法老的墳?zāi)埂慕鹱炙慕Y(jié)構(gòu),可知當(dāng)時(shí)埃及人已懂得不少天文和幾何的知識(shí)。例如基底直角的誤差與底面正方形兩邊同正北的偏差都非常小。
金字塔是代表埃及人對(duì)幾何的另一種用法。
坐落在基沙地區(qū)的埃及金字塔群是人類史上最偉大最古老的建筑物之一,由其建筑技術(shù)上的高超、定位技術(shù)的精確,一直以來(lái)使世人驚嘆不已。你看見(jiàn)過(guò)埃及金字塔嗎?幾百年來(lái),它以宏偉高大的氣勢(shì),吸引了無(wú)數(shù)觀光旅游的人們。這么高大的金字塔,建造精度如此之高,古埃及人是怎么建成的呢?當(dāng)科學(xué)家破譯了古埃及人流傳下來(lái)的草片上的文字之后,發(fā)現(xiàn)古埃及人已經(jīng)掌握了豐富的幾何知識(shí)。
有一位研究“埃及金字塔建造史” 的學(xué)者葛瑞姆·漢卡克,他提供了一些有關(guān)埃及金字塔的非常有趣和有參考價(jià)值的數(shù)據(jù)資料。在平均邊長(zhǎng)9063英寸的底座上,金字塔四邊互相的誤差率還不到1%;現(xiàn)代建筑的一大難題“正直角技術(shù)”甚至被古建筑大師們游刃有余應(yīng)用于金字塔的轉(zhuǎn)角建構(gòu)上。而且達(dá)到令人驚訝精密的程度,只有“2秒之微”的誤差;
金字塔雖不是建造在正北緯30度線上,卻也在非常接近的29度58分51秒,所存在的細(xì)微的誤差是有意加上去的。假設(shè)原始設(shè)計(jì)者希望以肉眼,而非心眼,從大金字塔的底邊看到太空的極點(diǎn)的話,將大氣中光線的曲折方式也計(jì)算在內(nèi)后,大金字塔所在的位置一定要在29度58分22秒,而非30 度的位置不可。58分22秒與實(shí)際位置所在的58分51秒之間的差距還不到1分的一半,如此高的精密度,再次顯示出古埃及人無(wú)論在一般測(cè)量或地理測(cè)量上,技術(shù)如何地精湛。
然而,考古學(xué)家在觀察金字塔時(shí),還有很多更令人震驚的發(fā)現(xiàn)。
天文學(xué)的“分點(diǎn)歲差”
“分點(diǎn)歲差”具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⒁辉僦貜?fù)的數(shù)學(xué)特質(zhì),可以精確地加以分析和預(yù)測(cè)。然而,若是缺乏精密的儀器,我們就很難觀察它,更不用說(shuō)精確地加以測(cè)量了。
古代人何時(shí)第一次計(jì)算出歲差?這個(gè)問(wèn)題的答案是一個(gè)了解人類歷史的一大秘密。
根據(jù)史書(shū)記載,發(fā)現(xiàn)“歲差”這個(gè)天文現(xiàn)象的是古希臘學(xué)者希巴克斯:公元前2世紀(jì),他提出的歲差值為45或46秒(跟現(xiàn)代天文學(xué)界接受的數(shù)字50.274秒極為接近。但是誤差是很小的,原因在于每年改變50.274秒,還不到l度的l/60,因此,春分太陽(yáng)沿著黃道遷移l度大約需要72年時(shí)間,這相當(dāng)于人的一生。
由于要觀察這種極為緩慢的改變,在當(dāng)時(shí)是非常困難的,所以希巴克斯在公元前2世紀(jì)提出的歲差值,會(huì)被《大英百科全書(shū)》推崇為“重大發(fā)現(xiàn)”。
隱藏在古埃及的神話中一組關(guān)鍵數(shù)字
考古天文學(xué)家珍·謝勒斯在他的著作《古埃及神祗之死》中提及,在埃及的歐西里斯神話里可能刻意隱藏著一組關(guān)鍵數(shù)字,而這些數(shù)字在故事情節(jié)上也許是“多余的”,但卻能提供我們一套永恒的計(jì)算方法。請(qǐng)看這樣:
12=黃道帶星座的數(shù)目;
30=沿著黃道,每一個(gè)黃道帶星座所占的度數(shù);
72=春分太陽(yáng)沿著黃道,完成l度的歲差移動(dòng)所需的時(shí)間,即72年;
360=黃道的總度數(shù);
72×30=2160(太陽(yáng)沿著黃道移動(dòng)30度,穿越過(guò)一整個(gè)黃道帶星座所需的時(shí)間,即2160年);
2160×12(或360×72)=25920(完成一個(gè)歲差周期或“大年”所需的時(shí)間,即25920年,也就是“大回轉(zhuǎn)”總共所需的年數(shù))。
還出現(xiàn)了其他數(shù)字和數(shù)字組合,例如:
36=春分太陽(yáng)沿著黃道,完成半度的歲差移動(dòng)所需的時(shí)間,即36年;
4320=春分太陽(yáng)完成60度的歲差移動(dòng),穿越兩個(gè)黃道帶星座所需的時(shí)間,即4320年。
謝勒斯認(rèn)為這就是一再出現(xiàn)于古代神話和神殿的天文歲差密碼的基本成分,這套密碼允許人們隨意向左或向右移動(dòng)小數(shù)點(diǎn);人們也可以運(yùn)用密碼中的基本數(shù)字,全都與分點(diǎn)歲差率有關(guān),從事幾乎任何組合、排列、乘除。密碼中最重要的數(shù)字是72。古代神話常在這個(gè)數(shù)字上加36,使成108,然后乘以100,得10800,或除以2,得54,再乘以10,得540(或54000,540000,540000 0等等)。
另一個(gè)關(guān)鍵數(shù)字是2160(春分太陽(yáng)穿越一個(gè)黃道帶星座所需的年數(shù))。古代神話有時(shí)將這個(gè)數(shù)字乘以10或10的因數(shù),得216000,2160000等;有時(shí)乘以2 ,變成4320,43200,432000,4320000,無(wú)窮無(wú)盡。
比希巴克斯更精確:謝勒斯認(rèn)為,這些數(shù)字的演算是被刻意轉(zhuǎn)變成密碼,隱藏在歐西里斯神話中,以便將天文歲差信息傳達(dá)給初入門(mén)的人。
葛瑞姆認(rèn)為這些數(shù)字如果真的牽涉到天文歲差,它們?cè)诠糯霈F(xiàn),委實(shí)是不可思議的現(xiàn)象,因?yàn)檫@些數(shù)字所包含的科學(xué)知識(shí)太過(guò)先進(jìn),并不是古代任何已知的文明能夠演算出來(lái)的。他也提醒人們不要忘記,包藏這些數(shù)字的神話,在古埃及人發(fā)明文字之初就已經(jīng)存在了。從在公元前2450年左右寫(xiě)成的金字塔經(jīng)文,看到里面就包含有歐西里斯神話的一些成分,而根據(jù)上、下文我們可以判斷,即使在那個(gè)時(shí)候,這些成分已經(jīng)非常古老。
任何金字塔的幾何構(gòu)造都涉及到兩個(gè)基本要素,一個(gè)是金字塔的高度(頂端距離地面的高度);另一個(gè)是金字塔在地面的周長(zhǎng)。
以埃及的大金字塔為例,它的高度(481.3949英尺)和周長(zhǎng)(3023.16英尺)之間的比率,恰好
等于一個(gè)圓圈的半徑和圓周之間的比率,即2π。
如果將這座金字塔的高度乘以2π(如同我們根據(jù)一個(gè)圓圈的半徑計(jì)算它的圓周),我們就能夠精確算出金字塔的周長(zhǎng):481.3949×2×3.14=3023.1 6。相反地,如果我們將這座金字塔的周長(zhǎng)除以2π,也同樣可以算出它的高度。3023.16/2/3.14=481.3949。
這樣精確的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián),幾乎不可能出于單純的巧合。因此,我們不得不承認(rèn),埃及大金字塔的設(shè)計(jì)師確實(shí)了解π的原理,刻意將它的數(shù)值應(yīng)用到金宇塔的營(yíng)建上。
就如埃及大金字塔在三度空間上的設(shè)計(jì),墨西哥太陽(yáng)金字塔運(yùn)用的π原理顯然并不是單純的巧合。這兩座金字塔在建構(gòu)上都表現(xiàn)出π的關(guān)聯(lián),而大西洋兩岸其他金字塔卻都沒(méi)有這個(gè)特征。此一事實(shí)足以證明:在遠(yuǎn)古時(shí)代,這兩個(gè)地區(qū)的人類已經(jīng)掌握先進(jìn)的數(shù)學(xué)知識(shí),而且他們?cè)跔I(yíng)建金字塔時(shí),都抱持某種基本的“共同目標(biāo)”。
我們剛才看到,埃及大金字塔使用的高度/周長(zhǎng)比率是2π,而這樣的一種比率所要求的坡度是非常特殊、很難處理的52度角。太陽(yáng)金宇塔的高度/周長(zhǎng)比率是4π,也同樣要求不尋常的坡度(43.5度)來(lái)配合,如果不是為了某種神秘的理由,古埃及和墨西哥建筑師何不選擇比較簡(jiǎn)單的45度角,只須將一個(gè)直角切成兩半就行了。
究竟是怎樣的一種共同目標(biāo),使大西洋兩岸的建筑師煞費(fèi)苦心,不憚其煩,將π數(shù)值精確地納入這兩座金字塔的建造中呢?金字塔興建期間,墨西哥和埃及的文明似乎沒(méi)有任何直接接觸,因此我們不得不懷疑,在遠(yuǎn)古時(shí)代,這兩個(gè)地區(qū)曾經(jīng)從一個(gè)共同的根源繼承到一些知識(shí)觀念。埃及大金字塔和墨西哥太陽(yáng)金字塔所呈現(xiàn)的共同數(shù)學(xué)觀念,可能和“球體”有關(guān),因?yàn)檫@種形體具有三度空間,一如金字塔,而一般的圓只有兩度空間。
我們似乎可以這樣推論:為了以象征方式將球體表現(xiàn)在三度空間、表面平整的建筑物上,古埃及和墨西哥的建筑師才不憚其煩,把π原理精確地納入這兩座金字塔的設(shè)計(jì)。此外,這些建筑師的意圖似乎不在表現(xiàn)一般的球形,而是呈現(xiàn)一個(gè)特殊的球體:地球。
似曾相識(shí)的“43200”——再窺神秘
雖然很多傳統(tǒng)學(xué)者認(rèn)為在金字塔中π的使用純屬偶然,但連他們也承認(rèn)有π存在的事實(shí)?墒俏覀兡軌蛘J(rèn)真地接受,大金字塔可能是將北半球以l/43200的比例,縮影在平面上嗎? 讓我們看一下相關(guān)的數(shù)字。根據(jù)最新由人造衛(wèi)星搜集到的測(cè)量值,地球赤道的周長(zhǎng)為24902.45英里,至北極的半徑為34949.921英里。
大金字塔的周長(zhǎng)為3023.16英尺,高度為481.3949英尺。兩者之間的比率,經(jīng)計(jì)算以后,雖然不是完全不差,但已非常近似。如果我們考慮地球在赤道(我們的地球?yàn)闄E圓,而非正圓形)的膨脹情形,那么兩者之間的比例似乎就更接近l/43200了。
到底有多接近呢? 如果我們將赤道周長(zhǎng)的24902.45英里,除以43200,得到0.5764英里。1英里等于5280英尺。如果將0.5764乘以5280,得到3043.39英尺。就是說(shuō)地球的赤道縮小43200倍后,為3043.39英尺。而大金字塔的周長(zhǎng)為3023 .16英尺。兩者之間的“誤差”不到20英尺,也就是僅一個(gè)百分點(diǎn)的1/3。
金字塔建筑者歷來(lái)以精確無(wú)比的方式在工作,這種誤差的產(chǎn)生,應(yīng)該不是在建造金字塔時(shí)發(fā)生,而是因低估了我們的地球周長(zhǎng)——僅低估了163英里所致。而這種誤差可能是未能將赤道凸出部份正確計(jì)算在內(nèi)的結(jié)果。(甚至如果那時(shí)地球的形狀跟今天的有一點(diǎn)差別,又會(huì)怎樣?)
接著,讓我們來(lái)檢討一下從北極到赤道的半徑3949.921英里。如果我們將它縮小43200倍的話,得到的數(shù)值為0.0914英里,就是482.59英尺。而大金字塔的高度為481.3949英尺,兩者之間只差不到1英尺,誤差率不及1/5百分點(diǎn)。
這種些微的誤差放在一邊,大金字塔的圓周的確應(yīng)該為赤道的l/43200縮尺。
同樣地,將些微的差距放在一邊,大金字塔的高度等于北極到赤道半徑長(zhǎng)的l/432 00縮尺。換句話說(shuō),在西方文明歷經(jīng)地球毫無(wú)所知的黑暗時(shí)期,只要將大金字塔的周長(zhǎng)乘以43200倍,就可得到地球的周長(zhǎng)了。
這一切,“偶然”的可能性有多大? 依常識(shí)判斷,應(yīng)該“很不可能”。任何一個(gè)有理性的人,都應(yīng)該可以看出來(lái),這些數(shù)字只有經(jīng)過(guò)非常仔細(xì)的計(jì)算與小心的規(guī)劃才能達(dá)成。
在金字塔的設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)和數(shù)字表明了其實(shí)43200這個(gè)數(shù)字本身就已經(jīng)是一個(gè)證明。不過(guò),古埃及學(xué)者向來(lái)不將常識(shí)認(rèn)為是應(yīng)該經(jīng)常使用的東西,因此,我們必須進(jìn)一步證明,43200不是一個(gè)隨便設(shè)定,而是在智慧與知識(shí)之上,故意選定的一個(gè)數(shù)值。其實(shí)43200這個(gè)數(shù)字本身就已經(jīng)是一個(gè)證明,因?yàn)樗皇且粋(gè)隨意的數(shù)字(如4500 0、47000或50500、38800之類的),而是一個(gè)連串性數(shù)字中的一環(huán),和歲差運(yùn)動(dòng)有關(guān)系,并與世界各地的古代神話都息息相關(guān)。
如前所述金宇塔與地球的比率,在神話中不時(shí)可見(jiàn),有的時(shí)候就直接出現(xiàn)43200,但有的時(shí)候也會(huì)變成432,或43 20,或432000。這似乎反映了兩件驚人的事實(shí),而且是兩件緊密相關(guān)的事,就好像設(shè)計(jì)來(lái)互相補(bǔ)充一般。
葛瑞姆認(rèn)為。大金字塔為地球北半球的正確縮影,僅這件事就夠驚人的了。但更令人吃驚的是,古埃及人所選用的縮尺比例,竟然和掌握地球歲差運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵數(shù)字有關(guān)系。
這是由于地球軸心的兩端永遠(yuǎn)而固定地回旋、描繪圓弧,造成黃道帶上春分點(diǎn)的位置,以每72年1度、每2160年30度(一個(gè)完整的星座)的弧度移動(dòng),每移動(dòng)兩個(gè)星座,也就是60度,便需要4320年。
不同的古代神話中,都出現(xiàn)過(guò)432這個(gè)和歲差運(yùn)動(dòng)有關(guān)的數(shù)字,這本身當(dāng)然也有可能純屬偶然。從單一事件來(lái)看,金字塔與地球的比例1:43200,可能純屬偶然。
當(dāng)我們?cè)趦蓚(gè)非常不同的事物——古代神話與建筑中,都看到這種與歲差運(yùn)動(dòng)有關(guān)的數(shù)字時(shí),便無(wú)法也不該再輕言偶然了。大金字塔的建筑從圓周與高度的π關(guān)系,引領(lǐng)我們找到了同樣與歲差運(yùn)動(dòng)有關(guān)的43200,進(jìn)而向北半球的尺寸推理,最后想到縮尺的可能性。
在這里我們得到了一種科學(xué)上被證明了可行性的新的測(cè)地投影法(其實(shí)古人也曾采取過(guò)類似的方法測(cè)地),簡(jiǎn)述如下: 原本金字塔的設(shè)計(jì),便是要讓每個(gè)面代表北半球的1/4個(gè)曲面,也就是球形1/4 的90度。為將球形的1/4圓正確投影為三角形,1/4的圓弧,也就是底座必須和三角形底邊長(zhǎng)度完全一樣才行。而且,兩者也必須等高。而要達(dá)到這個(gè)目的,將金字塔一分為二的子午線的頂點(diǎn),和底座的高度,必須呈π的關(guān)系的斜面角度……
這些奇妙的數(shù)字難道真的是偶然的巧合嗎?葛瑞姆認(rèn)為這個(gè)偶然的機(jī)率一定比天文數(shù)字還要低。
與天文學(xué)相關(guān)一些數(shù)學(xué)知識(shí)
古埃及人不但能辨識(shí)歲差運(yùn)動(dòng),還具有利用神話來(lái)講述、傳播它的能力。他們比任何其他古代人
都更了解太陽(yáng)系的運(yùn)作,并懂得觀測(cè)天象。而且如果古埃及人真的具有如此高深的天文知識(shí)的話,他們一定非常重視這些知識(shí),并代代相傳,使它成為海里歐波里斯的精英祭司所保管的重要秘密之一。這些祭司想必會(huì)非常秘密地,以口傳的方式,只授予經(jīng)過(guò)嚴(yán)格挑選的同門(mén)后人。萬(wàn)一因時(shí)勢(shì)需要,他們必須將這些精奧的知識(shí)寫(xiě)進(jìn)金字塔經(jīng)文的話,一定會(huì)故意將這些知識(shí)以引喻、寓言等的方式呈現(xiàn)出來(lái),以保護(hù)他們的秘密。難道這是不可能的嗎?
早在哥白尼和伽利略出生前好幾千年,古埃及人就以地動(dòng)說(shuō)解釋了太陽(yáng)系的運(yùn)動(dòng)。
要注意的問(wèn)題是,不論是古埃及人,或繼續(xù)古埃及文明的希臘人,甚至后來(lái)文藝復(fù)興前的歐洲人,都從來(lái)沒(méi)有過(guò)這么高深的天文資料。在一般測(cè)量或地理測(cè)量方面古埃及人的技術(shù)之精湛達(dá)到甚至令現(xiàn)代人也無(wú)法想象的地步。然而,在古埃及文明甚至還沒(méi)有開(kāi)化前,經(jīng)文中便出現(xiàn)了如此這般高深的知識(shí)。
關(guān)于這一點(diǎn),應(yīng)該做何解釋呢? 葛瑞姆·漢卡克從很久以前,便開(kāi)始相信埃及科學(xué)能夠如此發(fā)達(dá)、洗練,必定和繼承脫不了關(guān)系。他看到在悠遠(yuǎn)的過(guò)去,曾經(jīng)擁有高度技術(shù)——的角度去解釋這個(gè)謎。
古埃及人有一套非常便利的天狼星周期歷法概念,他們認(rèn)定是天神所賜予的。古代埃及歷法的周期為1460年,太陽(yáng)歷法的周期則為1461年。這一點(diǎn)更可以佐證上述的觀點(diǎn)。
用技術(shù)性語(yǔ)言來(lái)說(shuō),天狼星周期就是“天狼星再度與太陽(yáng)在同樣地方升起的周期”。天狼星在固定的季節(jié)中,會(huì)自天空中消失,然后,又會(huì)在太陽(yáng)升空天亮之前,從東方的天空升起。就時(shí)間而言,這個(gè)周期——除去小數(shù)點(diǎn)的尾數(shù)后——為365.35日。后面的尾數(shù)很長(zhǎng),就是太陽(yáng)歷的12分鐘而已。
令人感到奇怪的是,在肉眼可觀察到的2000顆星星中,精確地以365專日的周期,與太陽(yáng)一起升起的星星只有一顆,而這便是天狼星“正確的運(yùn)動(dòng)”,這顆星球在宇宙中運(yùn)動(dòng)的速度,加上歲差運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。同時(shí),古埃及的歷法特地將天狼星比太陽(yáng)先升空的那一天,定為元旦日。而在事前,在金字塔經(jīng)文編纂的海里歐波里斯,古埃及人便已經(jīng)計(jì)算好元旦日的到來(lái),并通知尼羅河上下所有的神殿。
金字塔經(jīng)文將天狼星稱為“新年之名”。由此而來(lái),我相信天狼星歷至少和金字塔經(jīng)文的歷史一樣久遠(yuǎn)。其中最令人不解的謎便是,在這么久遠(yuǎn)的太古時(shí)代,誰(shuí)能有這么高超的知識(shí)技術(shù),能夠觀察、記錄到太陽(yáng)與天狼星周期之間,非常巧合地差365.25日?
法國(guó)數(shù)學(xué)家史瓦勒·魯比茲說(shuō),天狼星的周期為“完全料想不到的意外天體現(xiàn)象”。
為什么選中天狼星?這是因?yàn)樵跓o(wú)數(shù)的星星中,它是唯一以正確的方向,移動(dòng)了相應(yīng)的距離的星球。就是說(shuō)早在4000年前,人類便已經(jīng)知道了這個(gè)現(xiàn)象。而要能夠發(fā)現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象需要長(zhǎng)時(shí)間觀察天體運(yùn)動(dòng)才行。對(duì)于發(fā)觀這種純屬偶然現(xiàn)象的偉大科學(xué)家,我們除了敬佩,無(wú)話可說(shuō)。
人們從金字塔經(jīng)文看到了史前的古埃及人就有長(zhǎng)時(shí)間正確觀測(cè)星象,并做成科學(xué)性記錄的傳統(tǒng),而且在他們的神話中暗含的許多表達(dá)歲差運(yùn)動(dòng)的數(shù)字,不但非常精確,而且一致性高,絕不可能是偶然湊成的。他們?cè)谔煳膶W(xué)與數(shù)學(xué)的知識(shí)遺產(chǎn)就是以這種方式傳承,而金字塔正是當(dāng)時(shí)古埃及人所達(dá)到的天文、數(shù)學(xué)與建筑知識(shí)水平的一個(gè)永久的證明。
從通氣孔到獵戶座——波法爾的發(fā)現(xiàn)
1993年,又出現(xiàn)了關(guān)于古埃及驚人的新發(fā)現(xiàn),一位天文研究很有興趣的比利時(shí)土木工程師羅伯·波法爾發(fā)現(xiàn)天空和基沙的金字塔之間很有關(guān)系。就是他注意到了另一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)。1960年古埃及學(xué)家及建筑家亞歷山大·拜德威博士和美國(guó)的天文學(xué)家特林波發(fā)現(xiàn)了大金字塔王殿南側(cè)的通氣孔,在金字塔時(shí)代(公元前2600一公元前2400年)對(duì)準(zhǔn)著獵戶星的三顆星。而這是只注意地面卻忽略了天空的古埃及學(xué)專家們始料未及的。
由紙草書(shū)記錄下的埃及數(shù)學(xué)成就
現(xiàn)今對(duì)古埃及數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí),主要根據(jù)兩卷用僧侶文寫(xiě)成的紙草書(shū);一卷藏在倫敦,叫做萊因德紙草書(shū),一卷藏在莫斯科。埃及最古老的文字是象形文字,后來(lái)演變成一種較簡(jiǎn)單的書(shū)寫(xiě)體,通常叫僧侶文。兩卷紙草書(shū)的年代在公元前1850~前1650年之間,相當(dāng)于中國(guó)的夏代。除了這兩卷紙草書(shū)外,還有一些寫(xiě)在羊皮上或用象形文字刻在石碑上和木頭上的史料,藏于世界各地。
原來(lái),在尼羅河三角洲盛產(chǎn)一種和蘆葦很相象的水生植物――紙莎草,古埃及人把這種草從縱面剖成小條,連接成片后再壓榨篩干,就可以在上面寫(xiě)字了。古埃及人的這些文字因?yàn)閷?xiě)在紙莎草上,所以我們稱它為“紙草書(shū)”。那時(shí)埃及人的書(shū)寫(xiě)方式是用墨水寫(xiě)在草片上,草片很容易干裂成粉末,所以除了銘刻在石頭上的象形文字外,古埃及的文件很少保存下來(lái)。古埃及人在數(shù)學(xué)科學(xué)上的工作,我們現(xiàn)在知道得不太多,這與草書(shū)不耐保存有很大的關(guān)系。
后來(lái),一位法國(guó)人弄明白了紙草書(shū)上文字的含義,使人們知道,古埃及人已經(jīng)學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)來(lái)管理國(guó)家和宗教事物,確定付給勞役者的報(bào)酬,求谷倉(cāng)的容積和田地的面積,計(jì)算建造房屋所需要的磚塊數(shù)等等,還會(huì)計(jì)算釀造一定量酒所需的谷物數(shù)量呢!用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)說(shuō),就是古埃及人已經(jīng)掌握了加減乘除運(yùn)算、分?jǐn)?shù)的運(yùn)算,還解決了一元一次方程和一類相當(dāng)于二元二次方程組的特殊問(wèn)題。紙草書(shū)上還有關(guān)于等差、等比數(shù)列的問(wèn)題。另外,古埃及人計(jì)算矩形、三角形和梯形的面積等的結(jié)果,和現(xiàn)代的計(jì)算值十分相近。比如,他們掌握了計(jì)算圓的面積的公式,使用的π=3.1605,這可是非常了不起的。因?yàn)橛辛诉@樣充足的數(shù)學(xué)知識(shí),古埃及人建成金字塔就不足為怪了。
古埃及文明的發(fā)展是在沒(méi)有外來(lái)勢(shì)力的影響下獨(dú)自進(jìn)行的。埃及人靠著尼羅河帶來(lái)的肥沃的土壤,創(chuàng)造著自己生生不息的文明和科學(xué)。古埃及人造出了幾套自己的文字,其中有一套是象形文字,每個(gè)文字記號(hào)是某件東西的圖形,直到公元紀(jì)元前后,埃及的象形文字還用在紀(jì)念碑文和器皿上。
埃及很早就用十進(jìn)記數(shù)法,但卻不知道位值制,每一個(gè)較高的單位是用特殊的符號(hào)來(lái)表示的。例如111,象形文字寫(xiě)成三個(gè)不同的字符,而不是將1重復(fù)三次。埃及算術(shù)主要是加法,而乘法是加法的重復(fù)。他們能解決一些一元一次方程的問(wèn)題,并有等差、等比數(shù)列的初步知識(shí)。占特別重要地位的是分?jǐn)?shù)算法,即把所有分?jǐn)?shù)都化成單位分?jǐn)?shù)(即分子是1的分?jǐn)?shù))的和。
紙草書(shū)還給出圓面積的計(jì)算方法:將直徑減去它的1/9之后再平方。計(jì)算的結(jié)果相當(dāng)于用3.1605作為圓周率,不過(guò)他們并沒(méi)有圓周率這個(gè)概念。根據(jù)莫斯科紙草書(shū),推測(cè)他們也許知道正四棱臺(tái)體積的計(jì)算方法?傊,古代埃及人積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),但還沒(méi)有上升為系統(tǒng)的理論。
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