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李冶“立天元一”方法

已有 7360 次阅读 2013-4-4 20:10 |系统分类:科普集锦| 数学家, 四库全书, 翰林学士

  “元”的概念.宋元时期,中国数学家创立了“天元术”,用“天元”表示未知数进而建立方程。后人们又设立了地元、人元、泰元来表示未知数,有几元便称为几元方程。这种方法的代表作是数学家李冶写的《测圆海镜》(1248),书中所说的“立天元一”相当于现在的“设未知数x。”所以现在在简称方程时,将未知数称为“元”,如一个未知数的方程叫“一元方程”。而两个以上的未知数,在古代又称为“天元”、“地元”、“人元”。     四库全书,卷一百七 子部十七,载

《测圆海镜》·十二卷(编修李潢家藏本)

  元李冶撰。冶字镜斋,栾城人。金末登进士,入元官翰林学士。事迹具《元史》本传。其书以勾股容圆为题,自圆心圆外纵横取之,得大小十五形,皆无奇零。次列识别杂记数百条,以穷其理。次设问一百七十则,以尽其用。探赜索隐,参伍错综,虽习其法者,不能骤解。而其草则多言立天元一。按立天元一法见於宋秦九韶《九章大衍数》中,厥后《授时草》及《四元玉鉴》等书皆屡见之,而此书言之独详,其关乎数学者甚大。然自元以来,畴人皆株守立成,习而不察。至明,遂无知其法者。故唐顺之与顾应祥书,谓立天元一,漫不省为何语。顾应祥演是书为分类释术,其自序亦云立天元一无下手之术,则是书虽存,而其传已泯矣。明万历中,利玛窦与徐光启、李之藻等译为《同文算指》诸书,於古《九章》皆有辨订,独於立天元一法阙而不言。徐光启於《勾股义序》中引此书,又谓欲说其义而未遑。是此书已为利玛窦所见,而犹未得其解也。迨我国家,醲化翔洽,梯航鳞萃,欧逻巴人始以借根方法进呈,圣祖仁皇帝授蒙养斋诸臣习之。梅瑴成乃悟即古立天元一法,於《赤水遗珍》中详解之。且载西名阿尔热巴拉(案:原本作阿尔热巴达,谨据西洋借根法改正),即华言东来法。知即冶之遗书流入西域,又转而还入中原也。今用以勘验西法,一一吻合,瑴成所说,信而有徵。特录存之,以为算法之秘钥。且以见中法西法互相发明,无容设畛域之见焉

    欧几里得曾说:「学习几何学没有王者之路!」。事实上,学习代数学亦然,譬如说吧,在中国数学史上鼎鼎大名的康熙皇帝,就在代数的学习过程中,表现了类似今日国中学生茫然不知所措的模样,这个历史经验,实在很值得教学工作者参考与借鉴。      

   明末清初,传教士开始把西方数学知识传入中国。当时有两种西方代数传入中国,第一种被称作“借根方比例法”,第二种则叫作“阿尔热巴拉新法”。

   所谓“阿尔热巴拉”,是英文"algebra"的音译。公元1711年,康熙皇帝与直隶巡抚赵宏燮讨论数学时,就指出:算法之理,皆出于《易经》,即西洋算法亦善,原系中国算法,彼称为“阿尔热巴拉”者,传自东方之谓也。隔年梅觳成入宫肄业于畅春园的蒙养斋,负责主编【数理精蕴】等书,康熙皇帝授以传教士传入的代数学,并且谕示:   西洋人名此书为阿尔热巴达,译言东来法也。 按此书可能是某传教士所译的【借根方算法节要】。至于在该书中不沿袭原名而改称为『借根方法』,「乃译书者就其法而质言之也。」换句话说,『借根方(比例)法』是一种『意译』!后来奉康熙皇帝指示,梅觳成遂将它编入【数理精蕴】(1723)卷三十二 -- 三十六。      

 

  然则何以"algebra"是一种『东来法』呢?这就必须追溯这个英文字的语源了。原来"algebra"相当于拉丁文的"al-jabr",出自阿拉伯数学家阿尔花拉子模(Al-Khwarizmi,第九世纪)的一本代数著作的书名 (Hisab al-jabr w'al muqabala),原指『还原』(restoration)之意,例如将 2x+5 = 5-3x 『还原』成 5x+5 = 8。这种代数不但未涉及符号法则(symbolism),当然也不曾引进文字系数;同时,方程式(equation,原意是令相等之后所得到的式子)两端也像天平平衡一样而不等于零,譬如二次方程就表示成像x +6x=4等等;此外,求解程序也都以文字叙述。后来再由意大利数学家卡丹(G. Cardano, 1501-1576)全盘接收,因此,对西欧人而言才有『东来法』之说。

  至于『符号代数』(symbolic algebra),则是第二种,亦即『阿尔热巴拉新法』的主旨,源自法国数学家维达(F. Vieta, 1540-1603)著作【解析方法入门】(Introduction to Analytic Art,1591-95)的发明。它的特征除了代数方程的系数以文字符号表示、符号可以一如数目演算之外,方程式任何一端可以置零,譬如 ax +bx+c=0;还有,维达也特别强调代数是研究像二次方程这种『形式』(species or forms of things)的学问,而算术则完全诉诸数目(species of numbers)。      

 

   有趣的是,当时中国人为了安心学习西算,遂将『东来』解释成来自中国,于是,梅觳成就以【测圆海镜】(元李冶撰)与【数理精蕴】中例子,来比较『天元术』与『借根方法』,证明它们『名异而实同』。可惜,中土「不知何故遂失其传,犹幸远人慕化,复得故物」,『东来之名』正好表示西人不忘本,如此说来,中国人怎么可以不好好地学习西算呢。这是梅觳成为盛行于明末清初『西学中原说』所下的最佳注脚。

     

 

注:醲化翔洽,梯航鳞萃


醲 拼音: nóng, 笔划:  
醲 nóng 味浓烈的酒:“肥醲甘脆,非不美也。” 古同“浓”:“雾醲而蚁不能游也。” 酝酿:“谁是升平醲酿久,已将寰海变蓬瀛。” 薰陶:“尧醲舜薰。” 古通“脓”,肥肉,脂肪:“勿多食肥醲。”


翔洽 
(1).周遍。 明 董其昌 《少司徒方采山公九十寿序》:“今天子久道成化,和气翔洽。” 清 曾国藩 《户部员外郎彭君墓表》:“断狱八百,民誉翔洽。”
(2).和洽。 清 刘大櫆 《送张闲中序》:“元首股肱,联为一体,至治翔洽,感格幽冥。” 王闿运 《<桂阳州志>序》:“圣朝德教翔洽,几三百岁。”

梯航梯航(tī háng)
(1).梯与船。登山渡水的工具。 唐 吕温 《与族兄皋请学<春秋>书》:“翘企圣域,莫知所从,如仰高山、临大川,未获梯航,而欲济乎深、臻乎极也。” 清 赵翼 《八十自寿》诗:“炎徼风清无瘴疠,蛮陬地辟有梯航。”
(2).引申指有效的途径。 明 谢榛 《四溟诗话》卷三:“悟不可恃,勤不可间;悟以见心,勤以尽力:此学诗之梯航也。” 清 蒲松龄 《聊斋志异·白于玉》:“曩所授,乃《黄庭》之要道,仙人之梯航也。”
(3).亦作“ 梯杭 ”。“梯山航海”的省语。谓长途跋涉。 唐玄宗 《赐新罗王》诗:“玉帛遍天下,梯杭归上都。”杭,通“ 航 ”。 宋 张孝祥 《念奴娇·仲钦提刑仲冬行边》词:“梯航入贡,路经头痛身热。”
(4).指水陆交通。 明 梁辰鱼 《浣纱记·治定》:“而今应受天王宠,看万国梯航一旦通。” 严复 《论世变之亟》:“自胜代末造,西旅已通,迨及国朝,梯航日广。”
(5).比喻引荐人才。 唐 黄滔 《启刑部郑郎中》:“郎中模楷词林,梯航名路,每虑或遗於片善,常忧不采於一言。”


鳞萃亦作“鳞崒”。 犹鳞集。《文选·司马相如》:“珍怪鸟兽,万端鳞崪。” 李善 注引 张揖 曰:“崪与萃同,集也。”《史记·司马相如列传》作“鳞萃”。 晋 潘岳 《籍田赋》:“於是前驱鱼丽,属车鳞萃。” 明 张居正 《赠水部周汉浦榷竣还朝序》:“舟楫鳞萃,称会区焉。” 徐珂 《清稗类钞·饮食·京师宴会之恶习》:“京师为士大夫渊薮,朝士而外,凡外官谒选及士子就学者,于于鳞萃,故酬应之繁冗甲天下。”


唤醒历史的记忆 封龙书院复建工程即将完工:延续数学文化的脉络

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