“陶器”甘肃出土史前陶器,表明早在5000年前,中国人已懂几何运算
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谈及几何,如今公认为起源于古埃及或古巴比伦,大约始于公元前3000年,在古希腊时代,几何得到一次重大突破,其代表是欧几里得的《几何原本》。古希腊之后,在长达千年时间内,几何学几乎一直停滞不前,直到15世纪之后才再度发展。
然而鲜为人知的是,中国甘肃出土了一批史前陶器,却揭开了一段尘封的历史,表明世界上最早的几何或在中国。
上世纪50年代,在甘肃天水秦安县,考古专家发现“大地湾遗址”,在随后的考古挖掘中,取得了很多震惊世界的发现,比如最早的旱作农作物标本、最早的宫殿式建筑、最早的“混凝土”地面、最早的人造轻骨料、最早的消防实例等,以及下图仰韶文化层的彩陶。
上个世纪,专家判断大地湾遗址距今8000年—4800年,但在本世纪初,考古专家再度挖掘时却又有了惊人的发现,原来该遗址的人类史比我们想象的还要久远,如今可以追溯到距今6万年时,即发现了8000年—6万年前的人类活动遗迹。至于大地湾的人类史,能不能再向前追溯,还有待进一步考古探究。
可见,大地湾是一座古人类连续活动至少6万余年的遗址,一代又一代先民生活于斯,一点又一点地探索未知世界,知识一点又一滴的积累了起来。终于,在距今5000多年时,先民们做出了一批震惊世界的陶器。
上个世纪,学者将大地湾遗址分为五个文化层,其中第四层是仰韶文化晚期,距今大约5500年—4900年。在这一层的“房F901”主室中,考古挖出一批奇怪的陶器,有泥质槽状条形盘、夹细砂长柄麻花耳铲形抄、泥质单环耳箕形抄、泥质带盖四把深腹罐等。
虽然陶器形状各不相同,但专家测量它们的容积之后震惊了:条形盘的容积约为264.3立方厘米,铲形抄的容积约为2650.7立方厘米,箕形抄的容积约为5288.4立方厘米,四把深腹罐的容积约为26082.1立方厘米。
由此不难看到,除了箕形抄是铲形抄的二倍之外,其余三件的关系都是以十倍的递增之数,5000年前能做到这种精度,无疑让人非常震惊。
显然,这是一组量器,至少可以说明三个问题:
1,早在上古时期,中国已经产生了度量衡标准,这也是世界上最早的度量衡。其中,三件十倍倍增的陶器,可以与古代升、斗、斛相对应,可称之为条升、抄斗、四把斛。因此,这组陶器的出现,再度证实中华文明的一脉相承、源远流长。
2,三件陶器容积的十倍递增,无疑反映了当时先民早已掌握了“十进制”,这也是世界上最早掌握十进制的实物证据。乃至,当时可能已经发明了“十进位值制”。
值得注意的是,世界上不少地区都采用“十进制”,但它们却没有发明出“十进位值制”,这是中国人的独特发明。甲骨文中的“一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、百、千、万”,说明至少在商代已有十进位值制。古埃及从一到十只有两个数字符号,从一百到一千万只有四个数字符号;古巴比伦有位值制,但它们不是“十进制”,而是“六十进制”。换言之,唯独中国人完整地发明了“十进制”与“十进位值制”,而西方直到10世纪之后才掌握这些。
3,制造容积十倍递增或二倍递增、造型不一的陶器,无疑需要掌握一定的几何知识,但大地湾第四层距今大约5500年—4900年,他们的几何知识从何而来?显然,他们不太可能学习自古埃及、古巴比伦,似乎更可能是六万余年的慢慢积累而来。
总而言之,从大地湾这组陶器来看,上古中国人似乎比古埃及、古巴比伦更早地掌握了几何知识。如果说几何学只有一个起源的话,那么极有可能是中国传播到了西方,即通过欧亚大草原,最终传播到了古埃及、古巴比伦。需要说明的是,早在5000千年前,先民通过欧亚大草原已有经贸文化交流,比如中国的黍传到西方,西亚的麦传到东方。
耐人寻味的是,明末清初的黄宗羲,认为西方数学中的一些概念方法,不过是对中国古代算术的窃取和修改,西方的几何学来源于《周髀算经》的勾股之学。从大地湾遗址的这组陶器来看,如何看待黄宗羲的观点,还真是一个值得深思的话题。