第19章 與數學家相約(3)(1 / 3)

祖衝之在天文曆法方麵也有很多創造性的貢獻,他發現當時通行的《元嘉曆》有三大錯誤,於是他上書宋孝武帝,建議采納他編製的《大明曆》,這部《大明曆》是他經過長年觀測天象和認真分析研究,精密而科學的推算出來的,它開辟了曆法史的新紀元。遺憾的是這套先進的曆法遭到保守權臣的百般詆毀和阻撓。祖衝之不畏強權,據理辯爭,寫出了著名的《駁議》。這篇理直氣壯的論文,將保守派的謬論駁得體無完膚,反映了祖衝之不畏權勢敢於堅持真理的高貴品質;也顯示了他橫生洋溢的才華。宋朝統治者始終未能采用《大明曆》,直到祖衝之死後10年,在他兒子祖日恒的再三推薦之下,梁武帝才批準施行,一直沿用了80年。

除了在數學和天文學方麵的成就,祖衝之在機械方麵還有許多貢獻。他曾經發明了指南車,這輛車無論怎樣行走轉動,車上銅人的手總是指向南方。他還發明過水礁(磨),千裏船等,祖衝之對古代的經典著作還多有涉獵,他曾論述或注釋過《易經》、《老子》、《莊子》、《論語》等。他甚至還寫過小說,並且精通音樂。祖衝之確實可稱得上是一位博學多才的科學家。

祖衝之的科學成就在我國科學技術發展史上永放光芒。他的卓越貢獻也載入了世界科學史冊,60年代初,人類第一次發現的月球背麵的一個環形山穀,就是以“祖衝之”來命名的。祖衝之為中華民族贏得了光榮,世界人民也永遠緬懷這位科學巨人。

阿拉伯的傑出數學家花拉子密

花拉子密(al-Khwārizmi,Abū Ja ‘far Muhammad Ibn Mūsā,約783~850),阿拉伯數學家、天文學家。

對於花拉子密的生平隻有很少資料流傳下來,通過考察曆史文獻,人們知道他生活的時代正是阿拉伯帝國政治局勢日漸安定、經濟發展迅速、文化生活繁榮昌盛的階段,這為花拉子密從事科學研究提供了良好的社會環境。

花拉子密早年在家鄉接受初等教育,後來到中亞細亞古城默夫繼續深造,並且到阿富汗、印度等地遊學,這使得他博學多聞,成為當時有名的科學家。公元813年,花拉子密應阿拔斯王朝的國王馬蒙的邀請,到其首都巴格達工作。馬蒙是一位重視科學的賢明君主,公元830年,他創辦了著名的“智慧館”,這是自公元前3世紀亞曆山大博物館之後世界上最重要的學術機構。花拉子密曾長時間主持“智慧館”的工作,直到在巴格達去世。

花拉子密的科學研究範圍涉及數學、天文學、曆史學和地理學等很多領域,均取得了許多重要成果。

在數學上,花拉子密有兩部著作流傳了下來:《代數學》和《印度的計算術》。

《代數學》是後人將原著的書名意譯後給出的,原文直譯應是《還原與對消的科學》,“還原”即將方程中的負項移到方程另一端使之變成正項,“對消”即方程兩端可以消去相同的項或合並同類項。

在《代數學》中,花拉子密用十分簡單的例題講述了一次和二次方程的一般解法,其中二次方程一般解法的給出在世界上是最早的。《代數學》包括三部分內容。在第一部分中,花拉子密係統地討論了一次和二次方程的解法問題。他第一次提出“根”這一名稱,指出方程有三種量組成:根(植物的根或事物的根本);根自乘的結果,即根的平方;簡單數。我們現在將解方程求未知量叫做求方程的根,其來源就在於此。

花拉子密將方程化歸為六種標準類型,用現代符號表示,即:

1.“平方”等於“根”,即ax2=bx

2.“平方”等於“數”,即ax2=c

3.“根”等於“數”,即:bx=c

4.“平方”和“根”等於“數”,即:ax2+bx=c

5.“平方”和“數”等於“根”,即:ax2+c=bx

6.“根”和“數”等於“平方”,即:bx+c=ax2

其中,a,b,c均為正數。

對於每一種類型的方程,花拉子密都結合具體的例子,係統地給出了一般解法。在解方程的過程中,花拉子密還認識到二次方程有兩個根,這在數學史上是最早的,比希臘人和印度人有了很大的進步。但他在解方程時隻取正根,而將出現的負根和零根舍去。另外,他還特別指出,若根的數目之半平方後小於自由項,則方程沒有根。這相當於指出了現在我們所說的判別式必須非負的條件。

花拉子密在解方程過程中所采用的“還原”和“對消”兩種變形法則正是今天我們解方程時常用的移項、合並同類項的前身。

《代數學》在12世紀傳入歐洲,在以後的很長一段時間,它都被當作標準課本來使用,書中表現的內容、思想和方法對曆代數學家都產生了廣泛深遠的影響。事實上,在中世紀和文藝複興時期,凡是在代數學方麵有過成就的歐洲數學家大多在不同程度上受到過花拉子密的影響。《代數學》一書以其邏輯嚴密,係統性強、通俗易懂等特點被奉為代數學教科書的鼻祖。

《印度的計算術》是一本專門講述印度數碼及其計算法的著作。書中花拉子密首先講述了印度人使用9個數碼和零號計數的方法。而後給出了四則運算的定義和法則,講述了分數理論等。