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边塞艺苑
10中国通史第十卷-中古时代-清时期 (下)
来源: | 作者:白寿彝 | 发布时间: 797天前 | 38493 次浏览 | 分享到:

  这一时期还有一部重要作品,就是阮元主编,李锐和周治平协助编撰的《畴人传》46 卷(1799 年)。在封建史家编撰的正史中,极少为科学家或技术专家专门立传。《畴人传》则完全是数学家和天文学家的传记,着重表彰他们卓越的科学成就,这在中国历史上是一件创举。全书收集历代数学家和天文学家二百四十三人,而把西方人士三十七人作为附录,记载了他们的生平事迹和科学成就。在有些人的传记之后,还有简短的评论。《畴人传》对于研究中国古代数学和天文学是很有参考价值的资料,其中对一些数学家和天文学家的评价也相当精辟。但书中也有不少内容反映了阮元的封建保守的陈腐观点。《畴人传》编成之后,又有一些人继续这项工作。罗士琳撰《畴人传续编》6 卷(1840 年),论述当时学者的生平和成就,内容比较翔实。华世芳撰《近代畴人著述记》(1884 年),所记很简略。诸可宝撰《畴人传三编》7 卷(1886 年),所收史料和当时社会上的评价也比较可靠。黄钟骏撰《畴人传四编》11 卷和附卷1 卷(1898 年),虽然所收人数较多,但很多人并非是数学家或天文学家,有些著作也早已失传,内容无从查考,因此《四编》的质量远不如前几编。

  第五节方程论对方程论中高次方程实根个数判定问题的研究,是乾隆嘉庆时期中国数学家的重要成果之一。宋元时代数学家贾宪、秦九韶等,创造和发展了“增乘开方法”,解决了高次方程正实根的求解问题,但是对于该方程是否还有其他的根,方程根与系数之间的关系,则没有进行过探讨。清代数学家李锐、汪莱、焦循经常通信或在一起讨论数学和天文学问题,当时被誉为“谈天三友”。汪莱(1768—1813),字孝婴,号衡斋,安徽歙县人,著作有《衡斋遗书》9 卷和《衡斋算学》7 册。首先提出一个方程可能存在不只一个正根,并通过与李锐的讨论,提出一套“审有无”(即判别方程是否存在正根)的方法。他的结论包括:对于二次方程x2-px+q=0,当≤ 时,方程有正根; > 时,无正根。对于三次方程q (p 2) q (p 2) x - px + q 2 2 3= 0 qp 2p,当≤ · 时,方程有正根,否则无正根。这两个结果与现在3 3判定二次方程与三次方程存在正实根的判别式p2-4q≥0 与4p3-27q≥0 是一致的。汪莱研究了xn-pxm+q=0 类型的高次方程有无正实根的判定方法,上述两种判别式是这种判定方法的特例①。李锐(1769—1817),字尚之,号四香,江苏元和(今苏州市)人,著作有《李氏算学遗书》等。他在与汪莱讨论过程中,进一步发展了汪莱的成果,总结出下列几条规律:设有方程a0xn+a1xn-1+..+an-1x+an=0,则1.方程系数有一次变号时,此方程有一个正根;2.方程系数有二次变号时,此方程可有两个正根;3.方程系数有三次变号时,此方程有三个或一个正根;4.方程系数有四次变号时,此方程可有四个或两个正根。其中2,4这两种情形,方程可能不存在正根,但在李锐《开方说》中不予讨论②。这些结论与现在所谓“笛卡儿符号法则”是一致的。此外,李锐还首次提出了方程的重根问题。他还指出:方程“不可开,是为无数。凡无数必两,无无一数者”①。当时虽然还没有虚根的概念,但他的这一结论为高次方程可能存在虚根(或复数根)和虚根成对的情况,以及方程根的个数问题等代数学基本问题,提供了进一步研究的广阔余地。李锐和汪莱关于高次方程实根个数判定问题的研究成果,虽然在时间上晚于西方,但他们突破了宋元数学的原有范围,开辟了方程理论研究的新方向,特别是他们在中国数学史上最早开创了带有纯理论性质的研究课题,并独立取得了一定的成就,这无疑应该给以充分的肯定。

  ① 汪莱:《衡斋算学》第5 册,第7 册。

  ② 李锐:《开方说》,见《李氏算学遗书》。

  ① 李锐·《开方说》,见《李氏算学遗书》。

  第六节初等函数的幂级数展开式明末《崇祯历书》中已经介绍了三角函数表的编造方法,即所谓六宗、三要和二简法。这种造表法利用普通三角函数关系公式推算,相当繁琐,并且也不能算出任意角的三角函数值。此后陆续有人研究这一问题,但未取得重大突破。清初康熙年间,法国传教士杜德美(P.Jartoux,1668—1720)曾介绍三个无穷级数公式,当时称之为“圆径求周”、“弧背求正弦”和“弧背求正矢”,相当于圆周率π的展开式以及正弦和正矢的幂级数展开式:p = + + + +ìí.üyt3 114 31 34 51 3 54 72 2 222 2 23 . ! ! !· ·· ··. ,sin! ! !! !x x x x xversx x x x= - + - += - + -1 31 51 71 21 416!3 5 72 4 6.,..梅瑴成将其记载在《梅氏丛书辑要》的附录《赤水遗珍》中。这些公式提供了计算任意角度三角函数值的简捷算法,受到当时数学家的欢迎。但由于杜德美没有给出这三个公式的证明,因而造成了理解上的困难。首先对此进行深入研究的是蒙古族数学家和天文学家明安图。明安图,字静庵,蒙古族正白旗人,生年不详,约卒于1763 年。毕生在钦天监从事天文工作,曾任时宪科五官正,晚年升任钦天监监正。他经过30 余年的不懈努力,把中国古代数学与引进的西方数学结合起来,创造了割圆连比例法和级数回求法,终于圆满地证明了上述三个公式,并且推导出另外六个公式,其中较重要的有反正弦和反正矢的幂级数展开式:arcsin! ! !x x x x = + + + + 11 31 351 3 5732 252 2 27 · · ·.,( )! !arc versxx x x x22121 41 26!1 2 38!2222 232 2 24 = + + + +ìí.üyt· · ·. .明安图的数学专著是《割圆密率捷法》4 卷。这部书在他生前未能完成,后由其学生和儿子续成出版(1774 年)。此外,他还曾参加编著《历象考成》、《历象考成后编》和《仪象考成》等重要天文学著作,并曾两次亲赴新疆地区测绘地图,在天文学和地图测绘学等方面作出了杰出的贡献。

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