История математики в Индии

Научные достижения индийской математики широки и многообразны. Уже в древние времена учёные Индии на своём, во многом оригинальном пути развития достигли высокого уровня математических знаний. В I тысячелетии н. э. индийские учёные подняли античную математику на новую, более высокую ступень. Они изобрели привычную нам десятичную позиционную систему записи чисел, предложили символы для 10 цифр (которые, с некоторыми изменениями, используются повсеместно в наши дни), заложили основы десятичной арифметики, комбинаторики, разнообразных численных методов, в том числе тригонометрических расчётов. 

Это одно из важнейших достижений Древней Индии — создание позиционной десятичной системы счисления с применением нуля — той самой, которой пользуемся в настоящее время и мы. В хараппские времена (цивилизация долины Инда, III—II тысячелетия до н. э., или цивилизация Хараппы и Мохенджо–Даро, — по названию одного из городов, близ которого начались раскопки) индийцы, как полагают учёные, уже считали десятками.

Сначала, свидетельствуют древнейшие санскритские тексты, для записи чисел использовались слова: единица — «луна», «земля»; двойка — «глаза», «губы»... И лишь потом появились обозначения цифр. Но самое важное состояло в том, что числа записывались позиционно, от низших разрядов к высшим, так что одна и та же цифра, например «3», в зависимости от занимаемого места, могла обозначать и 3, и 30, и 300, и 3000.

Отсутствующие разряды обозначались маленьким кружочком и назывались «шунья» — «пустота». Чтобы оценить удобство этой системы, читателю достаточно написать римскими цифрами, например, число 4888 — MMMMDCCCLXXXVIII. Становится ясно, почему сирийский епископ и учёный Север Себохт считал, что для оценки десятичной системы не хватает хвалебных слов. Внешний мир, и прежде всего Запад, обошёлся с индийским открытием несправедливо: цифры, которые мы привыкли называть арабскими, сами арабы называли индийскими.

Развитие индийской математики началось, вероятно, достаточно давно, но документальные сведения о начальном её периоде практически отсутствуют. Среди наиболее древних из сохранившихся индийских текстов, содержащих математические сведения, выделяется серия религиозно-философских книг Шульба-сутры (дополнение к Ведам). Эти сутры описывают построение жертвенных алтарей. Самые старые редакции этих книг относятся к VI веку до н. э., позднее (примерно до III века до н. э.) они постоянно дополнялись. Уже в этих древних манускриптах содержатся богатые математические сведения, по своему уровню не уступающие вавилонским:

- Действия с дробями
- Извлечение корней («карани» на санскрите)
- Рациональные приближения для корней
- Решение неопределённых уравнений
- Суммирование арифметической и геометрической прогрессий
- Теорема Пифагора
- Точные и приближённые методы для нахождения площади треугольника, параллелограмма и трапеции, объёма цилиндра, призмы, усечённой призмы.
- Классическая задача комбинаторики: «сколько есть способов извлечь m элементов из N возможных» упоминается в сутрах, начиная примерно с IV века до н. э. Индийские математики, видимо, первыми открыли биномиальные коэффициенты и их связь с биномом Ньютона[2]. Во II веке до н. э. индийцы знали, что сумма всех биномиальных коэффициентов степени n равна 2^n.

Индийская нумерация.

Индийская нумерация (способ записи чисел) изначально была изысканной. В санскрите были средства для именования чисел до 10^{53}. Для цифр сначала использовалась сиро-финикийская система, а с VI века до н. э. — написание «брахми», с отдельными знаками для цифр 1-9. Несколько видоизменившись, эти значки стали современными цифрами, которые мы называем арабскими, а сами арабы — индийскими.

Около 500 г. н. э. неизвестные нам индийские учёные в Индии изобрели десятичную позиционную систему записи чисел. В новой системе выполнение арифметических действий оказалось неизмеримо проще, чем в старых, с неуклюжими буквенными кодами, как у греков, или шестидесятеричных, как у вавилонян.

В VII веке сведения об этом замечательном изобретении дошли до христианского епископа Сирии Севера Себохта, который писал:

Я не стану касаться науки индийцев… их системы счисления, превосходящей все описания. Я хочу лишь сказать, что счет производится с помощью девяти знаков.

Очень скоро потребовалось введение нового числа — нуля. Учёные расходятся во мнениях, откуда в Индию пришла эта идея — от греков, из Китая или индийцы изобрели этот важный символ самостоятельно. Первый код нуля обнаружен в записи от 876 г. н. э., он имеет вид привычного нам кружочка.

Дроби в Индии записывались вертикально, как делаем и мы, только вместо черты дроби их заключали в рамку (так же, как в Китае и у поздних греков). Действия с дробями ничем не отличались от современных.

Индийцы использовали счётные доски, приспособленные к позиционной записи. Они разработали полные алгоритмы всех арифметических операций, включая извлечение квадратных и кубических корней. Сам наш термин «корень» появился из-за того, что индийское слово «мула» имело два значения: основание и корень (растения); арабские переводчики ошибочно выбрали второе значение, и в таком виде оно попало в латинские переводы. Возможно, аналогичная история произошла со словом «синус». Для контроля вычислений применялось сравнение по модулю 9.

........................................................................................................................................................................................................................................................