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玛雅数学

2022-10-16

Maya shuxue

简介

16世纪以前,在今天墨西哥和中美洲范围内, 存在过一个发达的古代文明——玛雅。16世纪中叶, 它被西班牙殖民者摧毁, 玛雅人的树皮纸书也被当作魔鬼的作品焚烧殆尽, 只有三、四本幸免。由于资料贫乏,人们对它所知甚少,年代估计也有很大分歧。近年来的研究结果表明,至迟在公元前1000年左右, 玛雅人已经建立了灿烂的文化,虽然目前所知的玛雅文化主要属于3——9世纪,但其中大部分内容很早以前就存在了。玛雅人在天文历法方面有很高成就,包括计算准确的太阳历,这需要丰富的数学知识。但对玛雅数学,目前确切知道的只有其记数符号和加减法运算。

玛雅人创造了20进位值制记数系统和三个记数符号,分别用“·”、“—”和“”代表1、5和0。记数时,从低位到高位自下而上排列,与十进制相比,自个位开始向上依次为20位、400位、8000位等。在同一位上利用·、—两个符号根据累积的原则记数, 每位容许的最大数值为19,遇空位写。20以内数的写法如下左图, 十进制中1148的写法如下右图。

加减法运算的方式与十进制中一样, 只不过在十进制中高一位的1与低一位的10可以互相转换,而在玛雅人的20进制中,高一位上的·与低一位上的可以互相转换。此外, 在同一位中, 一条 “—” 与五个“·”可以互相转换。

由于没有发现玛雅人使用他们的符号进行的乘法与除法运算, 因而对他们是否会进行这两种运算尚无定论,利用一般的数学法则,可以推测玛雅人的乘法规则。如果称个位为第1位,20位为第2位,400位为第3位, 依次类推, 那么:

(1) · (第n位) x· (第m位)

=·(第n+m-1位)

(2) – (第n位) x· (第m位)

=- (第n+m-1位)

(3) – (第n位) x- (第m位)

= · (第n+m位) +- (第n+m-1位)

利用这三条规则,可以进行任何乘法运算,除法则可以根据乘法的逆运算原理进行, 情况与十进制应是类似的。

关于几何知识, 由于玛雅人像埃及人一样建造了许多大型的金字塔台庙建筑, 在他们的墓葬中发现了多种想象丰富的图案, 足见他们已经掌握了一定的几何知识, 只不过由于缺乏资料, 难以确切评价罢了。

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