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考据|古代的数学高考是什么样的

考据|古代的数学高考是什么样的 邃瞳科学云
2020-07-30
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导读:中国的科学史观讲究和谐谦逊,混沌中立,道法自然,认为人要遵循自然运行规律,不可干预,不可置喙不可探究。




明数造术,详明术理,然后为通。


——《新唐书·选举志上》



中国古代高考 — 科举制,开创于隋朝,在唐代迅猛发展,于明代最为完善。


通过层层考试,择优录取,在当时是打破阶级壁垒,鼓励知识传播,普及教育的相对公平的手段与措施。


其中,数学是科举制度非常重要的一部分。




科举制与明算科



唐朝科举常设的考试科有明经(经义)、进士、明法(法律)、明字(文字)、明算(算学)。


算学,即数学。数学人才由当时的最高学府国子监统一培育管理,设立明算科。编制上,设博士(教师)二人,助教一人,典学二人,招收学生三十人。





明算科的教科书,选用了从汉至唐一千多年来,代表中国古代数学最高成就的十本经典书目,统称为 —《算经十书》。

包括:《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《张丘建算经》、《夏侯阳算经》、《五经算术》、《缉古算经》、《缀术》、《五曹算经》、《孙子算经》。



算经十书



算经十书中,历史最久远的应属《周髀算经》,成书约于公元前一世纪,是中国最古老的天文学和数学著作。


尽管书中仍具有迷信的成分,但首次提及了勾股定理的运用。揭示日月星辰的运行规律,囊括四季更替,气候变化,包涵南北有极,昼夜相推的道理,是后世数学发展的基础。



周髀算经



名气最大的应属《九章算术》,经历代各家的增补修订,完本成书于西汉年间。全书总结了战国、秦、汉时期的数学成就。是当时世界上最简练有效的应用数学,它的出现标志中国古代数学形成了完整的体系。全书九个章节,以解决人们生产、生活中的数学问题为目的,详解了几何计算,分数,线性方程,平方开方等问题。



古代算经中记载了运用勾股定理计算太阳高度的方法



魏晋时期的《海岛算经》是地图学的基础,利用“重差”,着重高与距离的测量,可望而不可及的高山,海岛也有了测算方法。《张丘建算经》研究了最大公约数与最小公倍数,等差数列等问题;《缉古算经》是中国最早解三次方程的著作;


《缀术》由祖冲之父子编撰,代表中国隋唐以前古代数学的最高水平。《五曹算经》偏向于政府管理,深入探讨屯粮屯兵等问题。《孙子算经》研究筹算乘除法和筹算开方法,可以说是“鸡兔同笼”问题的鼻祖。



中国古代崇尚尊师重道,谦逊自省



可以看出,中国古代数学的叙述方式以归纳为主,强调经验,提出问题,解决问题。而西方数学则以 演绎为主, 高度提炼,总结规律原理。


中国与西方的哲学底蕴科学史观是不同的,也导致了科学研究的方向截然不同。中国哲学总体来说,讲究和谐谦逊,混沌中立,道法自然,认为自然有其运行规律,人要遵循自然法则,不可干预,不可探究。


而西方“哲学” 这一词,源自希腊语,本意便指“爱智慧”,探索万物的本质与真理,不断地在质疑与证实中进步,探索未知。为资本主义和现代科学培育了肥沃的土壤。



文艺复兴名画《雅典学院》复刻了古希腊思维碰撞景象



科举制的弊端逐渐显现



理想与情怀,还是名气与利益。从古至今都是难以抉择的天平两端。科举制仿佛一把双刃剑,推动了数学的发展的同时, 也抑制了科学进一步发展的可能性。


明算科的学生,即使踏入了最高学府,也面临窘境 。直白地讲,明算课的待遇很差。即使是老师,也止步于九品下,俸禄微薄。选择了进入明算科,也就意味着走上了清苦的道路。并且,明算科的教育周期极长,单单《缀术》一门,就要学习四年。


而考试形式上,以《算经十书》为准绳,教科书即标准答案


科学的本质是探索未知,追求真理,照本宣科的考核方式,反而阻碍了科学的发展。人类对科学的探索是无止境的,科举制度很大程度上推翻了科学的初衷。


“考试得中“,成为了学习和科研探索短暂而明确的终点。




李约瑟难题



这样令人惋惜的景象在明朝更甚。


中国科学院外籍院士,科学史家,英国学者李约瑟(Joseph Needham,1900-1995),在其著作《中国古代科学技术史》中提出了著名的“李约瑟难题”


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为何近代科学没有产生在中国,而是在十七世纪的西方,特别是文艺复兴之后的欧洲

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李约瑟难题的成因及解决方案莫衷一是,在本文暂且不表。单单这个“17世纪”的时间点就是一个值得讨论的话题。


1637年,欧陆“理性主义”的先驱笛卡尔发明坐标系,创立了解析几何学。



笛卡尔和他著名的撩妹神器



同年,中国古代第一本百科全书式科学巨作《天工开物》正式发刊。作者宋应星汇总中国古代民间科学技术,将其归纳,整理,输出成系统的科技体系,涵盖了物理,化学,生物等学科。


此时正值明朝末期,这样的奇人,却在科举考试中,屡试不中,甚至断绝了科举的念想。



天工开物



八股取士与经世致用的冲突



在明代,不乏像宋应星一样的科学家。


数学巨匠王文素著书《算书宝鉴》,探讨高阶方程,甚至比微积分的创始者牛顿,莱布尼茨早140多年;



邓柯雕塑作品_朱载堉《乐律全书》树脂着色

长90cm,宽71cm,高50cm



朱载堉研究物体震动,发明十二平均律,成为了创造西方乐器的基础;


徐光启翻译《几何原本》,致力于将西方科技引入中国,翻译了西方科学典著7000余部;


地质学家徐霞客用了34年时间,用脚丈量河山,著成《徐霞客游记》,地理、水文、地质、植物风貌;



徐霞客



他们的共同特点,

都是在当时不符合主流标准的“奇葩”


不是没有人在追求真理,而是科学的探索遭遇了传达的断层,没有办法贯彻普及。

明代也有算学考试,但明代的科举制度有着冗杂又苛刻的体系。八股取士,以教条的标准范式为考纲,达到地域的平衡,人才的平均的目的,其中有着很大程度的政治考量,科举制度成为了中央集权的一种手段



明代中央极权达到顶峰,官员阶级分明



明代思想崇尚程朱理学,强调存天理灭人欲 。将自然之理放到了形而上的位置。压抑了欲望的同时,也泯灭了探究未知的好奇心。




最 后



当然,现代科学为什么没有在近代中国发展,背后有着复合又复杂的原因。

但可以肯定的是,科学的发展与传播,由上而下的支持,自下而上的迸发,通透的传播与推广,缺一不可。

即使到了现代社会,以考试为目标的教育体系,单调又教条的考核体系也仍旧存在。

最重要的是科学家“求索”的心,面对着重重挑战,仍坚信着科学的未来,学术的自由。

人的力量,可以改变时代。

在前进的路上,邃瞳一直在。






参考文献:
[1]林惠琴.唐代科学教育与考试制度浅探[J].中国考试,2019(04):53-58.
[2]金滢坤.唐五代明算科与算学教育[J].中国考试,2016(06):55-59.
[3]石中玉.论明代的科技发展及现实意义[J].创新科技,2017(05):78-80.
[4]周畅,段耀勇,段垒垒.《算经十书》序中数学的起源和功用论[J].自然辩证法通讯,2012,34(06):73-76+127.



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