第2章
泥版的故事
19世纪前期，人们在亚洲西部伊拉克境内发现了50万块泥版，上面密密麻麻地刻有奇怪的符号。这些符号是古巴比伦人所用的文字，现在人们称它为“楔形文字”。科学家经过研究，弄清了泥版上所记载的，是古巴比伦人已获得的知识，其中包括了大量的数学知识。
古代人最初用石块、绳结，后来又用手指来记数。一个指头代表1，两个指头代表2，……，当数到10时，就得重新开始，巴比伦人由此产生了逢十进一概念。又因为，一年中月亮有12次圆缺，一只手又有5个指头，12×5=60。这样，他们又有了隔60进一的记数法。他们用表示1，表示10，从1到9是把写相应的次数，从10到50是把和结合起来写相应的次数。例如35写成。这种记数的方法，影响了后人，产生了现在我们所用的十进制和六十进制。例如，时间分为1小时=60分，1分=60秒。
巴比伦人还掌握了许多计算方法，并且编制各种数表帮助计算。从那些泥版上，人们发现巴比伦人已有了乘法表、倒数表、平方和立方表、平方根和立方根表。他们还运用了代数概念。
巴比伦泥版上还有这样的问题：兄弟10人分123米那的银子(米那及后面的赛克尔都是古代的重量单位，其中1米那=60赛克尔)，已知他们分得的银子数成等差数列，而且第八个人的银子为6赛克尔，求每人所得的银子数量。从这样一些例子中，科学家认识到了巴比伦已知道等差数列、等比数列的概念。
巴比伦人也具备了初步的几何知识。他们会把不规则形状的田地分割为长方形、三角形和梯形来计算面积，也能计算简单的体积。他们非常熟悉等分圆周的方法，求得圆周与直径的比π≈3，还使用了勾股定理。
他们的成就对后来数学的发展产生了巨大的影响。
金字塔和纸草书
闻名世界的埃及金字塔，几百年来不仅以它宏伟高大的气势，吸引了无数旅游观光者，而且由于它设计的别致，建造的精巧，吸引了世界各地的科学家。据对最大的胡夫金字塔的测算，发现它原高1465米(现因损坏还高137米)，基底正方形每边长233米(现为227米)。但是，各底边长度的误差仅仅是16厘米，只是全长的114600；基底直角的误差只有12″，仅为直角的127000。此外，金字塔的四个面正向着东南西北，底面正方形两边与正北的偏差，也分别只有2′30″和5′30″。
这么高大的金字塔，建造精度如此之高，这使得科学家深信，古埃及人已掌握了丰富的知识。当科学家破译了古埃及人流传下来草片上的文字后，这一猜想得到了证实。
原来，在尼罗河三角洲盛产一种形状如芦苇的水生植物——纸莎草，古埃及人把这种草从纵面剖成小条，拼排整齐，连接成片，压榨晒干，用来写字，在纸莎草上写的字，叫纸草书。
如今将这种纸草书的一部分整理出来。
1822年，一位名叫高博良的法国人弄清了它们的含义，使人们知道，古埃及人已学会用数学来管理国家和宗教事务，确定付给劳役者的报酬，求谷仓的容积和田地的面积，按土地面积估计应该征收的地税，计算修造房屋和防御工程所需要的砖块数；计算酿造一定量酒所需的谷物数量；等等。换成数学的语言就是，古埃及人已经掌握了加减乘除运算、分数的运算；他们解决了一元一次方程和一类相当于二元二次方程组的特殊问题。纸草书上还有关于等差数列和等比数列的问题。他们计算矩形、三角形和梯形的面积，长方体、圆柱体、棱台的体积等结果，与现代计算值相近。更令人惊奇的是，他们用公式A=(89d)2(d为直径)来计算圆面积，这相当于取π值为31605，这是非常了不起的。
由于具有了这样的数学知识，古埃及人建成金字塔就不足为怪了。
佛掌上的“明珠”
印度是个信奉佛教的国度，古印度人对古代数学的贡献，犹如印度佛掌上明珠那样耀眼、令人注目。
在公元前3世纪，印度出现了数的记号。在公元200年到1200年之间，古印度人就知道了数字符号和0符号的应用，这些符号在某些情况下与现在的数字很相似。此后，印度数学引进十进位制的数字和确立数字的位值制，大在简化了数的运算，并使记数法更加明确。如古巴比伦的小记即可以表示1，也可以表示160，而在印度人那里，符号1只能表示1单位，若表示十、百等，须在1的后面写上相应个数的0，现代人就是这样来记数的。
印度人很早就会用负数来表示欠债和反方向运动。他们还接受了无理数概念，在实际计算中把适用于有理数的运算步骤用到无理数中去。他们还解出了一次方程和二次方程。
印度数学在几何方面没有取得大的进展，但对三角学贡献很多。这是古印度人热衷于研究天文学的副产品。如在他们计算中已经用了三种三角量：一种相当于现在的正弦，一种相当于余弦，另一种是正矢，等于1cosa，现在已不采用。他们已经知道三角量之间的某些关系式。如sin2α+cos2α=1，cos(90°-α)=sinα等，还利用半角表达式计算某些特殊角的三角值。
数学之桥
阿拉伯人对古代数学的贡献，早现在人们最熟悉的1、2、…9、0十个数字，称为阿拉伯数字。但是，在数学发展过程中，阿拉伯人主要是吸收、保存了希腊和印度的数学，并将它传给欧洲，架起了一座“数学之桥”。
在算术上，阿拉伯人采用和改进了印度的数字记号和进位记法，也采用了印度的无理数运算，但放弃了负数的运算。代数这门学科的名称就是由阿拉伯人发明的。阿拉伯人还解出一些一次、二次方程，甚至三次方程，并且用几何图形来解释它们的解法。如对于方程x2+10x=39，他们的几何解法如下：作一个正方形，假定它的边长为未知数x，然后在经四边上，向外作x=52的矩形。将整个图形扩充成边长为x+5的正方形，整个大正方形面积等于边长为x的正方形面积与边为52的四个正方形面积及边长各为x、52的四个矩形面积之和。所以大正方形面积是x2+4x×52×x+4×52×52，即x2+10x+25。因为x2+10x=39，所以大正方形面积等于39+25即是64。因此，大正方形边长等于8，而x就是8-252=3。阿拉伯人还用圆锥曲线相交来解三次方程，这是一大进步。
阿拉伯人还获得了较精确的圆周率，得到了2π=6283185307195865，π已计算到17位。此外，他们在三角形上引进了正切和余切，给出了平面三角形的正弦定律的证明。平面三角和球面三角的比较完整的理论也是他们提出的。
阿拉伯数学作为“数字之桥”，还在于翻译并着述了大量数字文献，这些着作传到欧洲后，数字从此进入了新的发展时期。
数学的摇篮
巴比伦人和古埃及人积累了许多数学知识，但他们只能回答“怎么做”，却无法回答“为什么”要这么做的道理。古希腊人从阿拉伯人那里学到了这些经验，进行了精细的思考和严密的推理，才逐渐产生了现代意义上的数学科学。
第一个对数学诞生作出巨大贡献的是泰勒斯。他曾利用太阳影子计算了金字塔的高度，实际上就是利用了相似三角形的性质。他弄清了：直角彼此相等；等腰三角形的底角相等；圆被任一直径平分；如果两个三角形有一边及这边上的两个角对应相等，那么这两个三角形全等；而且证明了这些知识。这些知识现在看起来很简单，但在当时是非常了不起的。
在仄勒斯之后，以毕达哥拉斯为首的后批学者对数学作出了贡献。他们最出色的成就之一是发现了“勾股定理”，在西方被称为“华达哥拉斯定理”。正是用了这一定理，后来导致了无理数的发现，引起了第一次数学危机。
稍晚于毕达哥拉斯的芝诺，提出了四条着名的悖论，对以后数学概念的发展产生了重要的影响。
经过泰勒斯到芝诺等人的努力，古希腊的数学有了全新的发展。欧几里德吸取其中的精华，写成了《几何原本》这本在数学史上最有名的着作。今天人们所学的平面几何学知识，都来源于这本书。
继欧几里德之后，阿基米德开创了希腊数学发展的新时期，人们称之为亚历山大时期，阿基米德在数学方面的工作，远远超越了他那个时代，被后人称为“数学之神”。他设计过一种大数体系，即使整个宇宙都填满了细小的砂粒，也可以毫不费力地把砂子的粒数数出来。他通过作边数越来越多的内接正多边形、外切正多边形，算得了圆周率的值在31071到371之间。他得到了求面积和求体积的公式，还发明了以他名字命名的螺钱。
在阿基米德之后，古希腊的数学更加侧重于应用。在天文学发展的促进下，希帕恰斯、梅尼劳斯、托勒密创立了三角学。尼可马修斯写出了第一本专门的数论曲籍——《算术入门》，丢番图则系统地研究了各种方程，特别是各种不定方程。这们，初等数学的各个分支——算术、数论、代数、几何、三角全部建立了起来，这意味着，由巴比伦人、古埃及人孕育的数学“婴儿”，终于在古希腊的摇篮中诞生了。
几何学的奠基人
两三千年前，古埃及人生活在尼罗河两岸，生产力很发达，大片大片的土地被开发。但是，人类无法与大自然抗争，当时的人们对洪水束手无策。每年，当夏秋季节尼罗河泛滥时期，河两岸的田地就有不少被洪水淹没或因河床改道，好端端的一块农田就会被吞没一块。每到这时，就会有几个聪明的埃及人拿着木棍绳子又比又量，准确地计算法老租给人们土地面积的变化。渐渐地，埃及人积累了不少计算面积的公式。如：
矩形：A＝ab（其中A是面积，a是长，b是宽。）三角形：A＝ah／2（其中a是边长，h是高。）另外，还能计算出梯形面积。而当时计算圆形面积的公式（8d／9）2，和如今的计算公式极为相近。
但是，当时的人们还没有把这些公式命名为几何学。
到了公元前320年，有一位叫作欧德谟的学者，根据埃及人的经验，写了一本《几何学的发展史》。这部书只有残篇传到了现在。又过了大约20年，古希腊出了一位叫欧几里得的人，他根据前人的经验，经过自己的计算推理，写出了一本共13篇的《原本》（又称《几何原本》）。这是人类第一次出现的“几何”概念。
欧几里得在《原本》这本书里，首先给出的是定义和公理。比如，他的点、线、面的概念：
点是只有位置没有大小的；线是只有长度没有宽度的；面是只有长度和宽度的；平行线是同一平面内无限延长后永不相交的两条直线；……这些定义和现今的几何定义极为相似。
欧几里得还按照逻辑原理，推论出十分严谨美妙的五条公理（又称“公设”）。其中有：
从一点到另一任意点作直线是可能的；所有的直角都相等；a＝b，b＝c，则a＝c；若a＝b，则a＋c=b＋c；《原本》中还有关于圆的性质的讨论。如弦、切线、割线、圆心角等等。讨论了圆的内接和外接图形。其中，有一个命题是在一个圆内作正15边形。
据说，当时的天文学一直认为地球赤道面与地球绕日公转面的交角是24°，即是圆周的1／15。于是，欧几里得运用自己的智慧，作出了正15边形，这在当时是一个难度十分大的命题。
《原本》13篇中共有467个命题。这些命题和推理所建立起来的几何学体系是相当严谨和完整的，以至于连20世纪最伟大的科学家爱因斯坦都这样说：一个人当他最初接触欧几里得几何学时，如果不曾为它的明晰性和可靠性所感动，那么他是不会成为科学家的。
从《原本》的出现到现在，这部书出版过一千次以上，几乎世界上所有的杰出数学家，都是读着《原本》成长起来的。两千多年来，《原本》就像一尊坚固的宝塔，其坚固程度没有人能撼动它。因此，后人，尤其是科学界都把《原本》看作是一部经典奇书，而欧几里得的名字，也同《原本》一道流传千古。
欧几里得大约生于公元前330年，死于公元前275年。可惜的是，他一生的经历久已失传。
数学竞赛判真伪
1500年的某天，意大利北部的布里西亚，一户人家生了一个男孩，取名叫丰坦那。不久，意大利与法国发生战争，法军攻陷了布里西亚地区，大肆屠杀意大利人。丰坦那的父亲死于战祸，小丰坦那的头部和下颚也受了重伤。好在他的母亲是一位聪明而勇敢的妇女，她见儿子受伤，又没有医生看病治疗，她就想到了狗用舌头舔愈伤口的情景。于是，她也学着这个方法，用自己的舌头治好了儿子的伤口。
谁知痊愈后的小丰坦那却得了一个口吃的毛病，说话不连贯，人们就给他取个外号叫塔尔塔利亚（意译为口吃者）。久而久之，塔尔塔利亚就成了他的名字，丰坦那的名字也被人忘记了。
因为父亲死于战乱，塔尔塔利亚的家境十分贫寒，母亲无力送他上学读书。但是，塔尔塔利亚从小求知欲极强，母亲就在他父亲坟墓的石板上教他认字、算题。由于他天资聪明，意志坚强，竟独自学会了拉丁文和希腊文，对数学的钻研成绩更为突出。经过长期自学，成人后，他终于取得了成功，先后在他的家乡布里西亚和威尼斯等地从事教学工作。
塔尔塔利亚专门喜欢解各种数学难题，在这方面不少数学爱好者败在他的手下。
1530年的一天，有一位叫科拉的数学教师向塔尔塔利亚提出两道数学难题进行挑战：
1一个数的立方加上它的平方的3倍等于5，求这个数。实际上是一个一元三次方程，即：x3＋3x2＝52三个数，第二个数比第一个数多2，第三个数比第二个数多2，三个数的乘积是1000，求这三个数各是多少。实际上这也是一个一元三次方程，即：x（x＋2）（x＋2＋2）＝1000，展开后是x3＋6x2＋8x＝1000当时，人类还没有找到三次方程的解法。塔尔塔利亚于是全身心地投入进去，废寝忘食地解这两道题。不久，居然让他解开了，并因此找到了解开一元三次方程的办法。于是，塔尔塔利亚向外公开宣称，他已经知道了一元三次方程的解法，但不能公开自己的步骤，他要保密。此时，有一位叫菲俄的人也宣称，他也找到了解开一元三次方程的办法，并宣称，他的方法是得到了当时着名数学家波伦那大学教授费罗的真传。
他们二人谁真谁假？谁优谁劣？于是，1535年2月22日，在意大利有名的米兰大教堂里，举行了一次仅有塔尔塔利亚和菲俄参加的数学竞赛。竞赛内容专门限于一元三次方程。他们各自给对方出30道题，谁解得对解得快谁就得胜。两个小时之后，塔尔塔利亚解完了全部30道题，而菲俄却一道题也解不出来。竞赛结果，塔尔塔利亚大获全胜。
原来，一元三次方程的问题是1404年被人引起来的。