看诗词>历史百科>四库百科>数学九章

数学九章

十八卷。宋秦九韶(生卒年不详)撰。秦九韶字道古,生活在南宋宁宗(1195-1224)、理宗(1225-1264)年间,他自称鲁郡(今山东滋阳、曲阜一带)人。其父秦季槱,嘉定中任巴州(四川巴中)守,后因兵变弃城而去至临安,先后任工部郎中和秘书少监,1225年调潼川知府。秦九韶幼年随父,颇得薰陶,并于工部及秘书省习得甚多,“早岁侍亲中都,因得访习于太史,又尝从隐君子受数学。”(《数书九章》自序)随父回到四川后,先在乡里为义兵首,后任某县县尉。端平三年(1236)元兵入川,“际时狄患,历岁遥塞,不自意全于矢石间,尝险罹忧,荏苒十祀,心槁气落,信知夫物莫不有数也。”(自序)淳祐四年(1244)以通直郎为建康(今南京)通判,是年丁母忧解官归湖州守孝三年,他主要从事数学研究,于1247年完成《数书九章》。该书原名《数术大略》(或《数学大略》)九卷,后经辗转传抄,至明万历年前演为《数书九章》十八卷,大典本与库本仍称《数学九章》。全书十八卷约二十万字,作者自序称:“窃尝设为问答以拟于用,积多而惜其弃,因取八十一题厘为九类,立术具草,间以图发之。”八十一个应用数学问题分九类,每类九题。其九类为:一、大衍类:一次同余式问题;二、天时类:有关历法推算、降雨雪量计算;三、田域类:各种田亩的面积计算问题;四、测望类:勾股重差问题;五、赋役类:“均输”及税收计算等问题;六、钱谷类:粮谷转运及仓库容积问题;七、营建类:土木建筑工程问题;八、军旅类:营盘布置及军需供应等问题;九、市易类:粮谷、布匹交易及利息计算等问题。八十一问虽无题号,但于每问之前冠以四字的题名,每问之后有答,答后有术,术后有草,有的草后配有算图或示意图。其体例继承《九章》,所用之术,大都出于《九章》,但其设问之复杂、推算之精巧则超过《九章》。如营建类“计定城筑”题已知数据达八十八个,赋役类“复邑修赋”题答案竟有一百零八条。《数书九章》中最为突出的内容有“大衍总数术”与“正负开方术”,代表了当时中国乃至世界数学的最高成就。为计算“上元积年”寻找完整的算法,秦九韶推广了“孙子定理”,创立了一般性的一次同余式组的科学解法。求乘率是这一算法的关键,“大衍求一术”就是求乘率的算法:首先化问数为定数,诸定数连乘积是为衍母,再以各定数除衍母得衍数,以定数累减衍数得奇数,再对奇数和定数辗转相除可得乘率。为使问题更具有一般性,秦九韶分列了问数为元数、收数、通数和复数四种情况。这一算法被称为“中国剩余定理”而举世闻名。“正负开方术”即高次方程的数值解法,在全书中有二十一个题由方程求解,并给出二十六个方程,其中最高次数已达十次。在贾宪、刘益等人工作基础上,秦九韶规定“实常为负”,其他各项系数不限正负,其具体解法步骤与贾宪“增乘开方法”基本一致,也是在议得根的每位数后都要随乘随加。他还讨论了运算过程中的“换骨”(在进行变量代换后常数项变号)、“投胎”(常数项绝对值增大)的情形。当根不为整数时,他采取了“进退开除”、“命分”等方法处之,在二项方程解法中引进了倍根变换。《数书九章》中有些问题相当于解线性方程组,如缀术推星、推求物价、均货推本等题谓“以方程求之”。方程为《九章算术》之一,其解法用直除法,秦九韶对此作了彻底改进,采用互乘相消、代入法,方法相当于增广矩阵的初等变换,与现在解多元一次方程组方法基本相同。秦九韶还对《九章算术》中的解题方法作了发展,比如在互易推本、菽粟互易、宽减屯租等题中给出了一种“雁翘算法”,这是对《九章》今有术的发展,可用于比较复杂的比例问题中。又如计造军衣题是盈朒、两盈、一朒一足三个问题构成,秦九韶给出了被后世算家称为“双套盈朒”的解法,是对《九章》盈不足术的发展。此外,他还解决了“三斜求积”问题,即已知三角形的三边求其面积。这与古希腊的海伦公式是等价的。数学内容外,《数书九章》还反映出南宋时代的社会经济、文化、科技和建筑营造各方面的内容,是一部划时代的巨著,标志着中国古代数学的顶峰。明《永乐大典》辑录了这一巨著;清四库馆员又加校订收入《四库全书》。道光二十二年(1842)郁松年将其收入《宜稼堂丛书》,得以在民间广为流传。受秦氏影响,在清代有不少著作问世:焦循《开方通释》(1801)、《大衍求一释》;张敦仁《求一算术》(1803)、《开方补记》(1804);骆腾凤《开方释例》(1815);时曰醇《求一术指》(1873);黄宪宗《求一术通解》(1871)。近代对《数书九章》研究不乏其人:傅种孙《大衍术》(1920)、钱宝琮《求一术源流考》(1921)、李俨《大衍求一术之过去与未来》(1925);1966年出版了《宋元数学史论文集》,1987年吴文俊主编《秦九韶与〈数书九章)》标志研究的新阶段。该书版本除大典本与库本外,有经宋景昌校勘的《数书九章》,由郁松年刻入《宜稼堂丛书》;后邹安鬯对宋校本再校,于1898年刘铎收入《古今算学丛书》;1936年出版的《丛书集成初编》、《国学基本丛书》同时收入秦书的宜稼堂本;八十年代台湾省出版了影印本。主要抄本有三:现存中科院自然科学史研究所的李俨藏本;北大图书馆藏的盖有李盛铎印的红格抄本;北京图书馆藏的王萱龄抄本。

猜你喜欢

  • 画鉴

    一卷。又称《古今画鉴》。元汤垕(生卒年不详)撰。汤垕,字君载,自号东楚采真子,山阳(今江苏淮安)人,寓居镇江(今属江苏)。该书卷末有《画鉴题词》,称“采真子妙于考古。在京师时与今鉴画博士柯君敬仲论画,

  • 车制考

    一卷。清钱坫(1741-1806)撰。坫字献之,号小兰,又号篆秋,江苏嘉定(今上海嘉定县)人,钱大昕之侄。乾隆三十九年(1774)副贡生,官至陕西乾州州判。钱氏为清代小学家,精于训诂,著有《说文解字斠

  • 新本白石山房稿

    五卷。明张孟兼(约1350前后在世)撰。孟兼名丁,以字行,浦江(属浙江)人,生卒年均不详。洪武初(1368)徵为国子监学录,与修《元史》,后累官至山东按察司副使。著有《白石山房逸稿》。据《明史·艺文志

  • 尚书可解辑粹

    二卷。清潘相撰。潘相字润章,号经峰,湖南安乡(今湖南省安乡县)人,乾隆二十八年进士,生卒年不详。此书只有《尧典》、《舜典》、《大禹谟》、《皋陶谟》、《契稷》、《禹贡》、《甘誓》、《五子之歌》、《胤征》

  • 含芳馆诗草

    一卷。清严澂华(1840-1869)撰。严激华,字稚芗,浙江桐乡人。诗人严永华之姊。云南顺宁知府严廷珏之长女。此书与其兄严谨清所著《啸楼诗钞》附在一起成合刻本。是其妹严永华所刻。共收诗八十首。书后还附

  • 钦定钱录

    十六卷。清梁诗正(详见《钦定西清古鉴》)、蒋溥(详见《钦定西清古鉴》)等人撰。《钦定钱录》为乾隆十五年奉敕而撰,前有序言一篇。卷一至卷十三,详列从伏羲至明崇祯历代钱币。卷十四记载外域各种钱币。卷十五记

  • 周子年谱

    一卷。南宋度正撰。度正字周卿,合州(今四川合川)人。生卒年不详。绍熙元年(1190)进士,官至礼部侍郎。少从朱熹学,笃守师说。除本书外,尚著有《性善堂稿》等。本书是为宋理学家周敦颐所作的年谱。嘉定十四

  • 毕少保公传

    一卷。明蒋平阶撰。平阶字大鸣,明末松江华亭(今上海松江县)人,诸生。工诗文,辑有《东林始末》。此书为明毕自严(1569-1638)传记。自严字景曾,山东淄川人,万历进士,官至户部尚书。传中于毕氏行谊及

  • 澹思子

    一卷。明王世懋(详见《经子臆解》条)撰。是篇乃是王世懋讲学之书。认为孟子之所以不及孔子,是因为其“性善”之说。此书亦收入《王奉常杂著》(明万历十三年(1585)刊本)之中。

  • 金瓶梅

    明兰陵笑笑生撰。作者的真实姓名及生平事迹不详。兰陵今属山东峄县(枣庄市境内),作品中又多用山东方言,因此作者可能是山东人。明代沈德符《万历野获编》说:“闻此为嘉靖大名士手笔”。有人推测为王世贞,实不可