貫穿古今的數學家朱世傑
朱世傑是元代數學家、教育家,畢生從事數學教育。有“中世紀世界最偉大的數學家”、“貫穿古今的一位最傑出的數學家”之譽。與秦九韶、楊輝、李冶並稱為“宋元數學四大家”。
朱世傑的著作《算學啟蒙》是一部通俗數學名著,曾流傳海外,影響了朝鮮、日本數學的發展。《四元玉鑒》則是我國宋元時期數學高峰的又一個標誌,其中最傑出的數學創作有“四元術”、“垛積法”與“招差術”。
朱世傑的青少年時代,大約相當於蒙古滅金之後。元統一全國後,朱世傑曾以數學家的身份周遊各地20餘年,向他求學的人很多。他到廣陵時,史載“踵門而學者雲集”。
就當時的數學發展情況而論,在河北南部和山西南部地區,出現了一個以“天元術”為代表的數學研究中心。
當時的北方,正處於天元術逐漸發展成為二元、三元術的重要時期,朱世傑較好地繼承了當時北方數學的主要成就,把“天元術”這一成就拓展為四元術。
朱世傑除繼承和發展了北方的數學成就之外,還吸收了當時南方的數學成就,比如各種日用、商用數學和口訣、歌訣等。
朱世傑在經過長期遊學、講學之後,全麵繼承了前人數學成果,既吸收了北方的天元術,又吸收了南方的正負開方術及通俗歌訣等,在此基礎上進行了創造性地研究,寫成以總結和普及當時各種數學知識為宗旨的《算學啟蒙》,又寫成四元術的代表作《四元玉鑒》,先後於1299年和1303年刊印。
《算學啟蒙》全書共3卷,20門,總計259個問題和相應的解答。這部書從乘除運算起,一直講至當時數學發展的最高成就“天元術”,全麵介紹了當時數學所包含的各方麵內容。
卷上共分為8門,收有數學問題113個。其內容為:乘數為一位數的乘法、乘數首位數為一的乘法、多位數乘法、首位除數為一的除法、多位除數的除法、各種比例問題如計算利息、稅收等。
其中“庫司解稅門”第七問題記有“今有稅務法則三十貫納稅一貫”,同門第十、第十一兩問中均載有“兩務稅”等,都是當時實際施行的稅製。
朱世傑在書中的自注中也常寫有“而今有之”、“而今市舶司有之”等,可見書中的各種數據大都來自當時的社會實際。因此,書中提到的物價包括地價、水稻單位麵積產量等,對了解元代社會的經濟情況也是有用的。
卷中共7門,71問。內容有各種田畝麵積、倉窖容積、工程土方、複雜的比例計算等。
卷下共5門,75問。內容包括各種分數計算、垛和問題、盈不足算法、一次方程解法、天元術等。
其中的主要貢獻是創造了一套完整的消未知數方法,稱為“四元消法”。這種方法在世界上長期處於領先地位,直至18世紀,法國數學家貝祖提出一般的高次方程組解法,才與朱世傑一爭高下。
《算學啟蒙》體係完整,內容深入淺出,通俗易懂,是一部很著名的啟蒙讀物。這部著作後來流傳到朝鮮、日本等國,出版過翻刻本和注釋本,產生過一定的影響。
《四元玉鑒》全書共3卷,24門,288問。書中所有問題都與求解方程或求解方程組有關。