新發現古算書早於《九章算術》二百年(圖)
數學與天文曆法、中醫藥學、農學是中國古代最為發達的4門基礎學科。可是,直到上世紀80年代初期,西漢張蒼、耿壽昌在先秦「九數」的基礎上編定的《九章算術》,還一直被公認為中國最早的數學著作。
人們常常為社會制度急劇變革,生產力蓬勃發展,學術十分繁榮的春秋戰國時期沒有一部數學著作傳世感到迷惑不解,也感到遺憾。但在1984年初,情況發生了變化。在湖北江陵張家山一座漢墓中出土了一批數學竹簡,約有200餘支完好,韋編雖已爛絕,編痕卻猶存。其中一支背面有「算數書」三字,學術界因此將其定名為《算數書》。
2000年《文物》雜誌第9期發表了竹簡《算數書》的釋文。其中能夠識別的有70條標題,71條相當抽象的公式,近百道數學問題及其解法。文物界認為,《算數書》的絕大多數內容和題目產生於秦或先秦,因此,《算數書》取代了《九章算術》成為目前所知道的中國傳統數學最早的著作。
眾所周知,《九章算術》是中國和東方古代數學的代表作。其中的分數四則運算、比例和比例分配演算法、盈不足演算法、解勾股形的方法和勾股數組公式、多面體體積公式、開平方和開立方的方法、線性方程組解法,以及正負數加減法則等等成就居於當時世界的領先地位,有的超前其他文化傳統幾百年甚至上千年。《九章算術》的成書,標誌著世界數學的重心從古希臘轉移到了中國,從此,中國數學在世界數壇領先1500年左右。研究表明,《九章算術》的主要方法和成就在先秦就產生了,《算數書》的出土為此提供了佐證。
《算數書》有許多重大數學成就,比如,屬於算術方面的有完整的分數約分、加法、減法、乘法、除法法則,比例演算法和比例分配演算法(衰分術),盈不足演算法,以及若干應用題;屬於幾何方面的有若干平面圖形的面積和多面體、圓體的體積的公式,其中有的難度相當大,比如芻童(一種擬柱體)的求積公式(與《九章算術》基本一致),都是正確的;使用了負數概念及負數的加、減運算。這些成就的出現早於《九章算術》成書的西漢,在世界上當然是最早的。《算數書》糾正了人們過去的某些成見。比如,過去人們認為,分數除法的顛倒相乘法是3世紀劉徽才創造的,他之前進行分數除法運算時,一直應用將分數通分,分子相除法。《算數書》卻有明確的顛倒相乘法。已經識別的竹簡中沒有勾股、開方與線性方程組解法方面的內容,其原因不外是,或者當時人們還沒有掌握這些方法,或者儘管已經掌握這些方法,然而《算數書》的編纂者不重視而沒有抄入,或者《算數書》原來有這些內容,竹簡已經爛絕而無法識別。
《算數書》釋文在去年一公布,立即引起了學術界特別是數學史界的重視。據不完全統計,不到一年的時間內,海峽兩岸有十幾篇論文已經或即將發表,還出版了一部專著。國家自然科學基金委員會決定自2002年起資助一項關於《算數書》的專題研究。今年10月在香港召開的第9屆中國科學史國際學術討論會將《算數書》的研究列為一個專題。最近,先後在巴黎和布魯塞爾召開的第一屆互惠知識國際學術討論會上也宣讀了關於《算數書》的論文。除了數學成就外,人們特別關注《算數書》的校勘、理論貢獻、編纂,以及與《九章算術》的關係,在許多問題上出現了不同觀點的爭鳴。目前已經發表了4篇關於《算數書》的校勘文章。《算數書》關於分數、除法、問題的提出與發問、答案等的表示方式極不統一,可以說是紛雜無章。有的校勘以《九章算術》的表示方式為模式統一了《算數書》的分數、除法表示。有的學者則認為,《算數書》中表示方式的紛雜無章,絕大多數是先秦數學的固有現象,而不是舛誤。這是極可寶貴的原始資料。它們反映了中國傳統數學表示方式的發展過程,也表明西漢張蒼、耿壽昌在整理《九章算術》時,對中國傳統數學的表達方式做了規範化處理。因此,不應該以《九章算術》為模式改動《 算數書》。
《算數書》有大量十分抽象的計算公式或程序,這是了不起的數學理論貢獻。還有的學者發現了數學證明的痕跡。有些學者從《算數書》的內容有許多重複,還有一些矛盾而不能自洽的地方,以及表示方式的紛雜,認為《算數書》不是一部系統編纂的著作,而是從若干已有的數學著作中摘編而成的。人們自然關心《算數書》與《九章算術》的關係。在《算數書》釋文公布以前,文物界與數學史界一部分學者認為《算數書》是《九章算術》的前身,也有的學者持審慎的態度,認為兩者的關係有待於研究。《算數書》釋文公布後,仍有些學者以《算數書》與《九章算術》有若干相同的地方,堅持認為《算數書》是《九章算術》的前身。也有些學者認為,《算數書》與《九章算術》兩者相同的部分,在《算數書》中所佔比例非常小,這一小部分有某種淵源關係是不言而喻的。但是,兩者大部分不同,特別是,同一類型的問題兩者的例題不同,因此,總的說來,《算數書》不是《九章祘術》的前身。
目前,關於《算數書》的研究正方興未艾。繼20世紀後20年科學史界出現《九章祘術》與劉徽熱之後,《算數書》及相關研究很可能成為21世紀初文物界與科學史界的研究熱點。
来源:數學博覽館
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