|中国古代的“规”和“矩”
北京联盟_原题是:中国古代的“规”和“矩”
有句古话叫“不以规矩 , 不能成方圆” 。现代人习惯把“规矩”放在一起作为一个词语 , 但在古代 , 规是规 , 矩是矩 , 它们分别是古人用来测量和画图的两种工具:“矩”是一种标有刻度的折成直角的曲尺 , 而“规”是专门用来画圆的圆规 。
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规和矩在我国的发明和应用开始得很早 , 公元前15世纪的甲骨文中就有了“规”和“矩”二字 。《史记》关于大禹治水的记载中 , 也有提到夏禹利用规和矩进行测量 , 规划治水方案的内容 。
周代数学家商高曾总结了矩的多种使用方法:“平矩以正绳 , 偃矩以望高 , 覆矩以测深 , 卧矩以知远 。”“平矩以正绳”意思是把矩的一边水平放置 , 另一边靠在一条铅垂线上 , 就可以判定绳子是否垂直;“偃矩以望高”意思是把矩的一边仰着放平 , 就可以测量高度;“覆矩以测深”意思是把上述测高的矩颠倒过来 , 就可以测量深度;“卧矩以知远”意思是把上述测高的矩平躺在地面上 , 就可以测出两地间的距离 。简单来说 , 就是利用矩的不同摆法 , 根据勾股形对应边成比例的关系 , 确定水平和垂直方向 , 以测量远处物体的高度、深度和距离 。
汉代以前的矩,曲尺的两臂是等长的 , 并且没有刻度;战国时期的矩 , 专门用来画直角;汉代以后的矩 , 曲尺的两臂一长一短 , 并且有了刻度 , 这时候的矩才演变成了几何测算工具 。矩尺的两臂长短不同 , 更方便持握操作和查读数据 。
汉代砖石上雕画的众多神话人物中 , 会见到手持矩的伏羲和手执规的女娲 。从古老的图像上来看 , 规的结构大致是具有两个平行的脚 , 其中一个脚用来固定圆心 , 另一个脚用来画圆 。这种圆规和现代的木梁圆规很相似 , 一般用来画半径较大的圆 。
中国古代非常重视对圆形和方形的研究 , 但是由于受到当时科学水平的限制 , 在实际应用中要想对圆做出准确的度量 , 并不是一件简单的事 。于是古人们转而想了一个方法:通过圆的内接正方形来表示和度量圆 。
规和矩的使用 , 大大促进了我国古代几何学的发展 。在与“矩”有关的记载中 , 最重要的命题就是勾股定理 。勾股定理是我国早期数学史上最重大的发现之一 , 《周髀算经》中就有“故折矩 , 以为勾广三 , 股修四 , 径隅五”的记载 , 意思是勾股形三边之比为3:4:5 , 这是一种形式比较特殊的勾股定理 。此外 , 书中还提到了“环矩以为圆”的性质 。
规和矩的应用 , 使得古人们能精准地绘制出造型统一的几何形图案 。正如我们今天看到的那些文物 , 各种形制规整的器物就是因为工匠们巧妙使用了规和矩 , 同时利用它们在器物上绘制出了点、线、圆形、弧形、方形、三角形等各种几何图案 。
【|中国古代的“规”和“矩”】来源:新华网
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