正文 《九章算術》--公元1世紀出現現傳本(1 / 1)

中國古代數學最重要的典籍應當是《九章算術》。這是一部從先秦到西漢中期經過眾多學者編撰、修改而成的數學著作,是當時世界上最先進的應用數學論書之一,在算術、代數、幾何領域均具有世界意義的成就。

在中國數學史上,《九章算術》一直保持著重要的地位,它是中國古代第一部數學專著,是算經十書中最重要的一種。該書係統總結了戰國、秦、漢時期的數學成就。該書經多次增補,成書時間已不可考,但據估算最遲在公元1世紀已有了現傳本。說起來,《九章算術》並沒有確定的作者,它僅僅是一本綜合性的曆史著作,但它的出現,卻標誌中國古代數學形成了完整的體係。

《九章算術》在數學上還有其獨到的成就,不僅最早提到分數問題,也首先記錄了盈不足等問題,“方程”章還在世界數學史上首次闡述了負數及其加減運算法則。該書內容十分豐富,全書采用問題集的形式,收錄了246個與生產、生活實踐有聯係的應用問題,例如,土地分割、財物分配,大型建築物的營造等等。每個問題由陳述、數值答案及解題方法三個部分組成,並沒有理論解釋和證明。

其內容大致是這樣的:

(1)土地測量。書中列有直角三角形、梯形、三角形、圓、弧形與環形等等,給出了計算這些形狀麵積的方法。

(2)百分法和比例,根據比例關係來求問題答案。它以“今有術”為基本算法,成功解決了各種正比例、反比例等問題。

(3)算術級數和幾何級數。在算數方麵,它給出了完整的分數四則運算法則、約分和通分法則,其中求最大公約數的“更相減損法”,與歐幾裏得的輾轉相除法一致。

(4)處理當圖形麵積及一邊長度已知時求其他邊長的問題,還有求平方根和立方根問題。

(5)立體圖形(圓柱、圓台、棱錐、四麵體等)體積的測量和計算,實際計算的有牆、城牆、堤防、水道和河流等。

(6)解決征收稅務中的數學問題,如人們從產地運送穀物到京城交稅所需的時間等,還有按人口征稅的問題。

(7)過剩與不足的問題。

(8)解方程和不定方程。

(9)直角三角形的性質。這一章裏有這樣一個問題:“一個水池,長寬各一丈,有棵蘆葦生在池中央,蘆葦出水麵一尺高,讓蘆葦倒向池邊,正好蘆葦尖與池邊平齊。問水有多深?”這個問題就是利用相似直角三角形來解決問題。

總之,《九章算術》是一部問題集合式的數學典籍。它在許多方麵,如勾股定理、正負數運算、集合土星的麵積與體積計算等方麵都曾長期領先於世。《九章算術》對中國古代數學發生的影響,正像古希臘歐幾裏得《幾何原本》對西方數學所產生的影響一樣,是非常深刻的。一千多年的時間裏,它一直被直接作為教科書使用。日本、朝鮮也都曾用它作教科書。

各代學者都十分重視對這部算書的研究,許多人曾為它作過注釋,其中不乏曆史上的數學名人。在中國,對《九章算術》的注解和完善貢獻最大的人是三國的數學家劉徽。在《九章算術·圓田術》注中,劉徽用割圓術證明了圓麵積的精確公式,並給出了計算圓周率的科學方法。他首先從圓內接六邊形開始割圓,每次邊數倍增,稱為“徽率”。

劉徽經過多年刻苦鑽研,把自己的許多研究成果充實在裏麵,對《九章算術》中一些不完整的公式和定理給出了邏輯證明,對一些不明確的概念給出了確切而又嚴格的定義,使一部中國古代數學遺產更充實完整了。

科海拾貝

《九章算術》成書後,經過多人的校注。我們現在所看到的《九章算術》經過了西漢張蒼增訂、刪補,三國時劉徽的注解。唐朝李淳風的注解。南宋楊輝著《詳解九章算法》選用《九章算術》中80道典型的題作了詳解並分類。清李潢所著《九章算術細草圖說》對其也進行了校訂、列算草、補插圖、加說明等。可謂集眾家之長。