到了明清兩代,由于理學(xué)盛行和八股取士,整個(gè)社會(huì)對(duì)于自然科學(xué)的漠視甚至是抵觸,中國(guó)古代數(shù)學(xué)的發(fā)展十分曲折且緩慢。從明朝建立的1368年開(kāi)始,一直到鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)的1840年,前后將近500年的時(shí)間里,有名的數(shù)學(xué)家屈指可數(shù)。在本文中,科普君在明代和清代中前期的數(shù)學(xué)家中各選取了4個(gè)人,分兩期,對(duì)他們稍微做一些介紹,也算是對(duì)明清數(shù)學(xué)的一個(gè)交代。
先來(lái)說(shuō)明代的數(shù)學(xué)家。第一位是明代景泰年間的吳敬,他的主要貢獻(xiàn)就是將珠算作為一門(mén)單獨(dú)的技術(shù)記錄到他的著作《九章詳注比類(lèi)算法大全》中。在我國(guó)古代長(zhǎng)期是以籌算作為計(jì)算輔助工具的,籌算從春秋時(shí)候就已經(jīng)開(kāi)始了,珠算是籌算的一個(gè)演變結(jié)果,據(jù)說(shuō)算盤(pán)的雛形在漢朝就出現(xiàn)了,但是似乎跟現(xiàn)在的算盤(pán)不太一樣?,F(xiàn)在所用的算盤(pán)的雛形是在宋代開(kāi)始的,到明代的時(shí)候徹底取代了籌算。但是關(guān)于算盤(pán)的文獻(xiàn)記載卻一直是一個(gè)空白,直到吳敬的出現(xiàn)。
吳敬
吳敬是當(dāng)時(shí)浙江布政使司的一個(gè)幕府人員,主要負(fù)責(zé)全省的田賦和稅收的會(huì)計(jì)工作,因此對(duì)于珠算十分的熟悉。明代對(duì)于民間私習(xí)天文歷算一向是嚴(yán)禁的,我們又知道很多時(shí)候數(shù)學(xué)是從天文歷算的研究中發(fā)展出來(lái)的,因此一般的老百姓甚至士人對(duì)于數(shù)學(xué)研究是敬而遠(yuǎn)之的?!毒耪滤阈g(shù)》等數(shù)學(xué)書(shū)在明代基本上都幾乎失傳了,吳敬曾'歷訪(fǎng)《九章》全書(shū),久未得見(jiàn)',經(jīng)過(guò)十余年努力,吳敬終于在1450年撰寫(xiě)了《九章算法比類(lèi)大全》10卷,對(duì)于中國(guó)古算的普及和廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐做出了重要貢獻(xiàn)。
在吳敬之后,又有一位精通算盤(pán)的數(shù)學(xué)家--山西人--王文素。王文素是山西汾州(今山西汾陽(yáng)市)人,出生在一個(gè)商人家庭,從小就由于家庭的熏陶而對(duì)數(shù)學(xué)特別有興趣。他用了30年時(shí)間'歷將諸籍所載題術(shù),逐一測(cè)深探遠(yuǎn),細(xì)論研推,其所當(dāng)者述之,誤者改之,繁者刪之,缺者補(bǔ)之,亂者理之,斷者續(xù)之。復(fù)增乘除圖草,定位式樣,開(kāi)方演段,捷徑成術(shù),編為拙歌,注以俗解'寫(xiě)成了著名的《算學(xué)寶鑒》一書(shū)。《算學(xué)寶鑒》全書(shū)分12本42卷,近50萬(wàn)字。在書(shū)中曾經(jīng)提及到了'一元高次方程的數(shù)值解法'的相關(guān)內(nèi)容,這說(shuō)明在明朝中期,宋元時(shí)期的'天元術(shù)'、'四元術(shù)'并未完全失傳。另外像'導(dǎo)數(shù)'之類(lèi)的知識(shí)點(diǎn)在西方是在微積分創(chuàng)立時(shí)期才出現(xiàn)的,而在《算學(xué)寶鑒》中王文素已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并且開(kāi)始使用了。但是,很遺憾的是,《算學(xué)寶鑒》自問(wèn)世之后,四百年間未見(jiàn)各收藏家及公私書(shū)目著錄,直到民國(guó)的時(shí)候,才在一個(gè)書(shū)肆中發(fā)現(xiàn)一本蘭格抄本而得以重現(xiàn)于世。這也表明了在明清時(shí)期,數(shù)學(xué)作為一門(mén)自然科學(xué)所受到的不公正的待遇。
王文素
比王文素稍晚一點(diǎn)的,有程大位。他也是一個(gè)商人,不過(guò)不是晉商,是徽商。程大位一生沒(méi)有做過(guò)官,20多歲的時(shí)候開(kāi)始,就開(kāi)始經(jīng)商。由于商業(yè)上需要計(jì)算的東西很多,所以他開(kāi)始研究數(shù)學(xué),遍訪(fǎng)名師,搜集很多數(shù)學(xué)書(shū)籍。到40歲左右的時(shí)候,開(kāi)始專(zhuān)心研究,參考各家學(xué)說(shuō),加上自己的見(jiàn)解,于60歲時(shí)完成其杰作《直指算法統(tǒng)宗》(簡(jiǎn)稱(chēng)《算法統(tǒng)宗》)。在程大位以前,沒(méi)有任何關(guān)于近代珠算算盤(pán)的完整敘述,因此程大位被稱(chēng)為珠算之父?!端惴ńy(tǒng)宗》是一部十分重要的著作,流傳極為廣泛和長(zhǎng)久,對(duì)中國(guó)在民間普及珠算起了很大的作用,還外傳到朝鮮、日本及東南亞各地,后又傳到歐洲,在科技史上具有重大意義和價(jià)值。另外,程大位還發(fā)明了卷尺,不過(guò)他發(fā)明的卷尺與現(xiàn)在的卷尺并不完全一樣,他當(dāng)時(shí)把它稱(chēng)作'丈量步車(chē)'。'丈量步車(chē)'從原理、構(gòu)造、用途和用法來(lái)看,就是現(xiàn)代卷尺的雛形。它由木制的外套、十字架,竹制的篾尺,鐵制的轉(zhuǎn)心、鉆腳和環(huán)等部件組成。篾尺收放均從外套的匾眼中進(jìn)出,鉆腳便于準(zhǔn)確插入田地測(cè)量點(diǎn),環(huán)便于提攜。另外,程大位在《算法統(tǒng)宗》第三卷中對(duì)'丈量步車(chē)'給出完整的零件圖、總裝圖、設(shè)計(jì)說(shuō)明和改型說(shuō)明等全套書(shū)面資料。這在當(dāng)時(shí)是一個(gè)創(chuàng)舉,因?yàn)槲覀冎?,在中?guó)古代科技史上,很多物品都是只聞其名,而未見(jiàn)其形,更不用說(shuō)是零件圖、總裝圖等內(nèi)容了,因此非常難以復(fù)制,著名的有東漢張衡的地動(dòng)儀。
程大位
最后一位要介紹的是明末的大科學(xué)家徐光啟。徐光啟出生在現(xiàn)在的上海,是個(gè)天主教徒。徐光啟曾經(jīng)官至禮部尚書(shū)兼文淵閣大學(xué)士、內(nèi)閣次輔,然而他真正為后世所牢記的是他對(duì)于中國(guó)科技史的影響。徐光啟一生著述甚多,包括農(nóng)學(xué)、天文學(xué)、軍事學(xué)、數(shù)學(xué)等多個(gè)方面。其中他在數(shù)學(xué)方面的最大貢獻(xiàn)應(yīng)該算是《幾何原本》(前6卷)的翻譯,'幾何'兩個(gè)字在漢語(yǔ)里面原來(lái)并不是數(shù)學(xué)名詞,而是表示'多少'的意思。徐光啟是第一個(gè)將'幾何'作為數(shù)學(xué)專(zhuān)用名詞來(lái)使用的,并用它來(lái)稱(chēng)呼這門(mén)數(shù)學(xué)分科。他和利瑪竇合作翻譯的《幾何原本》到了20世紀(jì)初,中國(guó)廢科舉、興學(xué)校之后,成為了中學(xué)的必修科目。《幾何原本》的翻譯,極大地影響了中國(guó)原有的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和研究的習(xí)慣,改變了中國(guó)數(shù)學(xué)發(fā)展的方向,因而,這個(gè)過(guò)程是中國(guó)數(shù)學(xué)史上的一件大事。
徐光啟
徐光啟曾經(jīng)在自己故鄉(xiāng)的城西修建了農(nóng)莊別墅,死后又安葬在了那里。當(dāng)?shù)厥欠ㄈA涇、肇嘉浜和蒲匯塘三水相匯之地,周邊都是徐家的土地,所以被稱(chēng)作'徐家匯',這就是現(xiàn)在上海徐家匯的來(lái)歷。徐光啟的墓地就是現(xiàn)在的上海徐家匯光啟公園,有去上海旅游的朋友,如果你愛(ài)好數(shù)學(xué),可以去光啟公園憑吊一下。
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