凡事之所貴,必貴其難。

——舒夢蘭

中國的數學發展到宋元時期,走到了它的高峰。在這個數學創新的黃金時期,各種數學成果層出不窮,令人目不暇接。其中特別引人注目的,當首推北宋數學家賈憲創製的“賈憲三角”了。

史書沒有賈憲的傳記,人們今天對這位數學家的生平事跡已經無法搞清楚了,隻知道他曾經當過宋代“左班殿直”的小官,是當時天文數學家楚衍的學生,還寫過兩部數學著作,可惜這兩部著作現在都失傳了。幸虧南宋數學家楊輝在他的書中引述了賈憲的許多數學思想資料,才使人們今天得以了解賈憲在數學上的重大貢獻。

賈憲最著名的數學成就,是他創製了一幅數字圖式,即“開方作法本源圖”。這幅圖現見於楊輝的書中,但楊輝在引用了這幅圖後特意說明:“賈憲用此術”。所以過去我國數學界把這幅圖稱為“楊輝三角”,實際上是不妥當的,應該稱為“賈憲三角”才最為恰當。這樣一種二項式係數的展開規律,在西方數學史上被稱為“帕斯卡三角形”。帕斯卡是法國數學家,他在1654年所著的書中給出類似於賈憲“開方作法本源圖”的數字三角形表。其實在歐洲,類似的數字三角形也並非帕斯卡最先發明,隻是開始沒有廣泛流傳罷了。西方最古的此類數字三角形,可以上溯到1527年,但與賈憲的這個圖相比,已經晚了400多年。因此我們完全有理由把這項中國人最先發明的數學成果稱為“賈憲三角”而載入史冊。

不僅如此,賈憲的這個圖還蘊含了圖中數字的產生規律。這個三角形的兩條斜邊都是由數字1所組成的,而其他的數都等於它肩上的兩個數相加。按此規律,這個數字三角形可以寫到任意多層;也就是說,二項式任意正整次冪的係數展開都可按這個圖很容易地得到。

根據楊輝的記載,賈憲求“開方作法本源圖”中各項係數的方法,就是他在開平方、開立方中所用的新法——“增乘開方法”。應用這種“增乘開方法”,既可求得任意高次展開式係數,又可進行任意高次冪的開方。在賈憲之前,從漢代一直到唐代的1000多年時間裏,中國古代數學家隻能進行正數的開平方和開立方運算,對於四次方以上的高次冪開方沒有什麼好的方法。直到賈憲的“增乘開方法”問世,才真正找到了開高次方的最佳方法,並能用它開任意有理數的高次方。

這在中國數學史乃至世界數學史上,都具有極其重要的價值。以後的數學家在這個基礎上繼續前進,又把它推廣為任意高次方程的數值解法。南宋時期的數學家秦九韶在係統總結前人成果的基礎上,終於把以增乘開方法為主體的高次方程數值解法發展到了十分完備的程度。其解法與現代通常使用的“霍納法”(由英國數學家霍納於1819年給出)基本一致,但比霍納法要早了五百多年。從賈憲到秦九韶逐步發展完備起來的高次方程數值解法,是中國數學在宋元時期的一項傑出的創造。

任何成果的取得都是在係統地學習前人、總結前人經驗和教訓的基礎上形成和發展起來的。一項技術,隻有站在前人的肩膀上進行學習和揚棄,才能有所進步。