1991年10月262期上一篇下一篇

#發行日期:1991、10

#期號:0262

#專欄:科學史與科學哲學

#標題:清初西方代數的輸入

#作者:洪萬生

成的「西學源出中國說」">梅成的「西學源出中國說」">成的「西學源出中國說」

中國古代的代數

康熙皇帝扮演了主導角色

新代數的傳入受挫了

韋達創立「符號法則」

通融記號妙用無窮

新代數何以湮沒無聞?

 

 

 

 清初西方代數的輸入


公元1859年,李善蘭與偉烈亞力(A. Wylie)在合譯《代數學》中,首先將英文字「algebra」翻譯成「代數學」,這是中文字「代數學」的最早出處。

敲定這樣的譯名,偉、李兩人的考慮顯然是:

用字代數、或不定數、或未知之定數,俱以字代之。恆用之已知數,或因太繁,亦以字代,如周字代三.一四一五九二七為圓周率,又訥字二.七一八二八一八為訥白爾對數底率。

此外,他們也注意到:

欲明代數,須先明數學,最要者,分數之理,若未明,必先考求之,此代數之捷徑也。

據此,我們或可推論:「代數學」一詞的翻譯,也得力於「數學」和「代數」的對比。在《代數學》的英文原著《Elements of Algebra》(1835年)中,作者棣麼甘(A. De Morgan)開宗明義就指出此一鮮明對比,而中文所謂的「數學」即是指英文字「arithmetic」。

把「arithmetic」譯成「數學」,可能出自偉烈亞力的建議。偉烈亞力於1853年曾以中文撰成《數學啟蒙》,其英文(譯)名正是《A Compendim of Arithmetic》由於該書專譯筆算,「起加減乘除諸分比例,至開諸乘方對數而止」,因此,偉烈亞力把這些內容歸入所謂的「數」之「學」,是名副其實的:既然arithmetic是一種「數」之「學」,那麼algebra當然是一種「代數」之「學」了。

儘管「代數學」在中文辭彙中出現是這麼晚近的事,然而早在十八世紀初,西方代數學知識即已傳入中國。1711年,康熙皇帝與直隸巡撫趙宏燮討論數學時,曾提到:

算法之理,皆出於《易經》,即西洋算法亦善,原係中國算法,彼稱為「阿爾朱巴爾」,「阿爾朱巴爾」者,傳自東方之謂也。(《東華錄•康熙四九》)

其中「阿爾朱巴爾」顯然是algebre(法文)的音譯。隔年,梅成入宮肄業於暢春園的蒙養齋,負責主編《數理精蘊》等書,康熙皇帝利用這個機會授以傳教士傳入的代數學──「借根方法」,並且諭曰:

西洋人名此書為阿爾熱八達,譯言東來法也。(梅成《赤水遺珍》)

據梅成的說明,《阿爾熱八達》「全書入《數理精蘊》中」,至於「借根方法,原名東來法,今名乃譯書者就其法而質言之也。」

成的「西學源出中國說」">梅成的「西學源出中國說」">成的「西學源出中國說」

《阿爾熱八達》書名當是algebra(英文)的音譯,原版究竟為何,那一位傳教士譯成中文並授以康熙皇帝,都無從查起。不過,這部書的傳入,卻意外地讓梅成為「西學源出中國說」找到最有力的註腳:

嘗讀《授時歷》草求弦矢之法,先立天元一為矢,而元學士李冶所著《測圓海鏡》亦用天元一立算,傳寫魯魚,算式訛舛,殊不易讀。前明唐荊川、顧若溪兩公,互相推重,自謂得此中三昧。荊川之說曰:藝士著書,往往以祕其機為奇,所謂立天元一云爾,如積求之云爾,漫不省其為何語。而若溪則言細考《測圓海鏡》,如求城徑即以二百四十為天元,半徑即以一百二十為天元,既知其數,何用算為,似不必立可也。二公之言如此,余於顧說頗不謂然,而無以解也。後供奉內廷,蒙聖祖仁皇帝授以借根方法,且諭曰:西洋人名此書為《阿爾熱八達》,譯言東來法也。敬受而讀之,其法神妙,誠算法之指南。而竊疑天元一之術頗與相似,復取《授時歷》草觀之,乃渙如冰釋,殆名異而實同,非徒曰似之已也。夫元時學士著書,台官治歷,莫非此物,不知何故遂失其傳,猶幸遠人慕化,復得故物,東來之名,彼尚不能忘所自,而明人獨視為贅疣而欲棄之。噫!好學深思如唐顧二公,猶不能知其意,而淺見寡聞者又何足道哉!何足道哉!(《赤水遺珍》<天元一即借根方解>)

為了證明「立天元一之法」(或「天元術」)與「借根方法」名異而實同,梅成隨即舉例分別以「借根方法」解「《授時歷》立天元一之求矢術」、「《測圓海鏡》立天元一之法」、「《四元玉鑑》立天元一如積求之之法」等等,在近代中西會通的歷史過程中,留下了極為珍貴的紀錄。

舉例之前,梅成還進一步解釋「借根方法」的意義:

借根方(之)法,原名東來法,今名乃譯書者就其法而質言之也。根者線也、面之界也、體之楞也。凡布算先借一根為所求之物,與借衰略相似。借根而並言方者,初入算雖只借根,但根乘根則成平方,根乘平方則成立方,以及屢乘至多乘方,俱所必用,故名之曰借根方法也。

緊接著他利用這一方法分別求解一、二次方程各一,詳細說明了列方程式的過程。譬如,針對該二次方程問題:

設有一長方,其長闊和七尺,又有大小二正方,大方等長方之長,小方等長方之闊。三方面積共三十七尺,問長與闊各幾何?

成「借一根為長方之闊,則長方之長為七尺少一根。以一根自乘得一平方,為小方面積。以七尺少一根自乘,得四十九尺少十四根多一平方,為大方面積。以一根與七尺少一根相乘,得七根少一平方,為長方面積。三面積相加,得一平方多四十九尺少七根,與三十七尺相等。」並且列式如下:

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其中他用「」表示加號(或正號),意即「多」;用「-」表示減號(或負號),意即「少」,唯恐減號與中文數字「一」混淆,因此特將它拉長,連帶地「」和等號「=」也一併拉長。至於解法如下:

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「乃以十二尺為實,七根作七尺為長闊和,用和縱平方開之,得闊三尺,闊減和,餘四尺為長,合問。」

這兒請容許我們運用符號代數的語言,將上述解法翻譯如下:

設此長方(形)的闊為x,則長為7-x,小方(面積)為x2,大方(面積)為(7-x)2=49-14x2+x2,長方(面積)為x(7-x)=7x-x2。這三個面積和等於37(平方)尺,故

x2+(49-14x+x2)+(7x-x2)=37

x2+49-7x=37

x2+49=7x+37(「兩邊各加七根」)

x2+12=7x(「兩邊各減三十七尺」)最後解二次方程(「用和縱平方開之」),得x=3。

對於所謂的「用和縱平方開之」,梅成並沒有進一步說明。不過,我們在《數理精蘊》卷三十三的例題中,找到相同的解法:

設如有一平方多三十六尺,與十三根相等,問每一根之數幾何?

法以三十六尺為長方積,十三根為和十三尺,用帶縱和數開平方法算之。將積數四因,與和自乘數相減,餘二十五尺,開平方得五尺為較,與和十三尺相減,餘八尺,折半得四尺,為一根之數,即長方之闊,加較五尺,得九尺,即長方之長也。

換句話說,如設數值方程

x2+n=mx

其中m,n>0,則上述解法即相當於

瀏覽原件】。

事實上,這個解法正是我們所熟知的二次方程式公式解法。至於這種方程的表達形式和解法,則可逆推義大利數學家卡丹(G. Cardano,1501∼1576年),甚至追溯到第九世紀阿拉伯數學家阿爾花拉子模(Al-Khwarizmi)。

值得注意的,是《數理精蘊》並未論及文字係數方程的解法,只有在對二次方程進行分類時,才提及首項係數為1的一般二次方程,譬如所謂的「一平方多幾根,與幾真數等」即是指

x2+bx=c,

其中b, C當指文字係數。這一套形式和術語後來為數學家汪萊(1768∼1813年)所延拓,而成為他的方程論之立足點,詳見他的《衡齋算學》卷五和卷七。

現在,讓我們來考察梅成如何「用借根方解《測圓海鏡》立天元一之法」。首先,他引述了《測圓海鏡》的一個問題及其「天元術」解法,接著,他再以「借根方法求之」,結果,他證明不僅可以得到相同的解,而且「其理更明」。這裡,我們分別用現代的數學符號,對照「天元術」和「借根方法」,進行相應的解釋。他引述的問題如下:

〔假令有圓城一所,不知周徑,四面開門。〕或問出西門南行四百八十步有樹,出北門東行兩百步見之,問城徑幾何?答曰:城徑兩百四十步。

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其次,我們再來看看梅成如何用「借根方法」來解這個問題:(在下文右欄中,我們抄錄他的列式)

借一根為半徑,於南行步內減去半徑,得四百八十步少一根為餘股。於東行步內減去半徑,得兩百步少一根為餘句。兩數相乘,得九萬六千步少六百八十根多一平方為城徑冪之半,存之。

又置一根自乘,倍之得二平方,亦為城徑冪之半,與存之之數為相等,乃加減之兩邊各減一平方,各加六百八十根,得一平方多六百八十根,與九萬六千步為相等。乃以九萬六千為實,六百八十為縱,用帶縱平方開之,得一百二十步為一根之數,即城之半徑也。

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由此可知,「借根方法」和「天元術」的確「名異而實同,非徒曰似之已也!」不過,「東來法」是否即是「來自中國的方法」,可能永遠沒有答案。儘管如此,「西學源出中國說」,卻對清中葉數學研究,發揮了意識型態的功能,而使得中國傳統數學在挨過明朝三百年的衰落、明末清初的中西會通之後,又出現了由談天三友焦循、汪萊和李銳揭開序幕的十九世紀前期中國數學──傳統中算,在匯入數學潮流之前的最後一個「獨立自主」發展時期!

在這裡,我們不能深入討論十九世紀中國數學,這樣一個有重大意義的歷史問題,正等著中算史家以更大的熱情投入,希望到公元2000年時,我們可以更清晰地呈現十九世紀中國數學的風貌!

中國古代的代數

為了比較「借根方法」和「天元術」,在這裡我們也有必要扼要追溯中國古代的代數發展。從西漢時代開始,中國古代數學家即在成熟的籌算制度(含加、減、乘、除、開平、立方運算)上,逐漸提出「方程術」(聯立一次方程消元解法)以及二、三次方程的數值解法。到了宋元時代,更是在北宋賈憲「開方作法本源」圖(或巴斯卡三角)上,由南宋數學家秦九韶發展出「正負開方術」(或霍納法,即高次方程的數值解法)。大約同時,北方的金國數學家李冶也總結了「天元術」,對列方程式的方法做了集大成的工作。最後,再由元代數學家朱世傑結合「方程術」和「天元術」,而發明「四元術」──聯立多元高次方程消元解法。

天元術當然也是一種代數學。從李冶的《測圖海鏡》和《益古演段》、朱世傑的《算學啟蒙》和《四元玉鑑》來看,十三世紀的中國數學家已經能夠熟練地演算多項式的加、減、乘、除,而且也能操作類似阿爾花拉子模代數學的「對消」和「移項」之「同數相消」或「如積相消」。

康熙皇帝扮演了主導角色

這麼說來,天元術的發展,由於時間較晚,究竟有沒有受到阿拉伯數學家阿爾花拉子模的影響呢?

根據數學史家錢寶琮的看法,天元術為十三世紀中國北方數學家發明,殆無疑問,因為天元術與阿爾花拉子模代數術之相異點共有四端:

天元術以籌策運算,代數術全恃文字說明,其不同一也。天元術之各項常正負相雜,代數術則無所謂負項,其不同二也。天元術可解高次方程式,阿拉伯人代數術只知解一次或二次方程式,其不同三也。天元解任何高次方程式僅知求一正根,而阿拉伯人代數術解二次式已知有二根,其不同四也。

此外,除了李冶在《益古演段》中,把天元術和條段法做適當的連繫外,我們也應注意:中國數學家似乎並不重視方程解法的幾何演示或解釋。

像這樣的對比,並沒有出現在《赤水遺珍》(梅成著)或《數理精蘊》(梅成主編)之中,甚至像梅成那些利用「借根方法」解中國古代曆算問題(當然包括天元術問題)的例題,都不曾收入《數理精蘊》之中。至於其原因究竟,我們並不清楚,很可能是在這個脈絡中,《數理精蘊》被要求維持「西法」的風貌。如果是這樣的話,那當然是敕編者康熙皇帝的主張了!

事實上,在《數理精蘊》編著的過程中,康熙皇帝理應扮演了主導性的角色。根據法國漢學家C. Jami的研究,由於康熙皇帝對「符號代數」採取否定態度,因此,《數理精蘊》遂不納入當時傳入的《阿爾熱巴拉新法》。

新代數的傳入受挫了

《阿爾熱巴拉新法》是法國耶穌會士傅聖澤(J.-F. Foucquet, 1665∼1741年)為康熙皇帝學習「新代數」而寫的。1711年以後,傅聖澤應召入宮陪侍康熙皇帝研讀西方天文書籍。據傅聖澤自述,有一天他在伴讀時,「陛下開始談起代數……他望著我,想知道我對代數的想法。」傅聖澤回答時提到了一種「新代數」,它比「舊」代數更簡單、一般。於是,康熙要傅聖澤以此為題寫一份報告,寫好之後呈送康熙皇帝(他當時在熱河避暑),並由另一位法國耶穌會士杜德美(1669∼1720年)負責講解。

由於杜德美生病,所以傅聖澤的報告正要涉及二次方程時就中斷了。一年以後,康熙皇帝試圖和他的幾個兒子研讀這份報告《阿爾熱巴拉新法》,儘管他們都學過西方數學,然而皇帝的反應卻是:

諭王道化:朕自起身以來,每日同阿哥等察阿爾熱巴拉新法,最難明白,他說比舊法易,看來比舊法愈難,錯處亦甚多,鶻突處也不少。前者朕偶爾傳於北京西洋人開數表之根,寫的極明白,爾將此諭抄出,並將此書發到京裡去,著西洋人共同細察,將不通的文章一概刪去。還有言者:甲乘甲、乙乘乙,總無數目,即乘出來亦不知多少,看起來想是此人算法平平爾。太少二字即可笑也,特諭。(《掌故叢編》二輯《清聖祖諭旨》)

這份諭旨或其相當內容的文件也曾及時地送到傅聖澤手上(目前由羅馬梵蒂岡教皇圖書館收藏),因此,當時活躍在北京的傳教士不可能不知情,在這種情形下,傳教士縱使有心引進較「新」的西學,恐怕也不免猶豫起來了。

基於類似的理由,梅成似乎也不可能從傳教士那兒學到這種「新代數」,儘管他的《赤水遺珍》介紹了杜德美傳入的「求周徑密率捷法」及「求弦矢捷法」,為十八世紀清代「西法派」算學家留下了極珍貴的資產。不過,如果相反的事實成立,也就是說,如果梅成的確曾經接觸過這種「新代數」(不管是經由康熙或杜德美或傅聖澤),那麼,他的反應也同樣值得我們特別注意。一個我們可以立刻發問的問題便是:要是他確曾接觸過這種「新代數」,何以他沒有做出任何反應?

韋達創立「符號法則」

這樣的問題或許永遠沒有答案,不過,《阿爾熱巴拉新法》的內容,也可能提供我們若干思考的空間。現在,就讓我們轉到這一本書上,來看看它的內容究竟「新」到什麼程度。

根據C. Jami的研究,目前收藏在羅馬梵蒂岡教皇圖書館的《阿爾熱巴拉新法》中文手稿,即使不是呈獻給康熙皇帝的那一份抄本,至少也是它的草稿本。傅聖澤還用法文寫了一篇《代數概論》(Abrege d'Algebre),或許正是《阿爾熱巴拉新法》的法文稿本,至於其來源,則可能出自法國數學家普列斯特(J. Prestet, 1648∼1690年)的《數學新基礎》(Nouveaux elements de mathematiques, 1675)。普列斯特的這一部書到1695年已發行四版,我們從數學史家R. E. Rider所搜集的三百年(1500∼1800年)代數書目中,可以看得出它是十七世紀末期蠻受歡迎的「新代數」書籍。因此,推測傅聖澤的《代數概論》出自普列斯特的《數學新基礎》,當然是頗合理的假設。

這裡所謂的「新」,當然是指法國數學家韋達(F. Viète, 1540∼1603年)創立的「符號法則」(symbolism)。由於他不僅利用符號(字母)代表未知數,而且也用以代表已知數;此外,他還嚴格區分算術與代數,前者只處理數目,而後者則更進一步處理事物的形式(species or forms of things)。在這種情形下,他研究方程式時,主要著眼於它的一般形式,而非個別的特定方程式。換句話說,由於他的「符號法則」,「方程式理論」(theory of equations)這一門新的學問終於成形了。

在韋達之後,代數不再只是一種解題的技術,它已經被認為是一種「合法的」數學語言了。而為了強調這種符號代數的特性,他的數學全集《Opus restitutae mathematicae analyseos: Seu, algebra nova》(1624)還特別標上了「新代數」的頭銜,甚至到了1646年,義大利數學家J. de Luneschlos出版《Thesaurus mathematum reseratus per algebram novam》時,也仍然標榜它是一本「新代數」著作。

通融記號妙用無窮

就傅聖澤的《阿爾熱巴拉新法》來說,它的「新」當然名副其實,因為該書卷一第一節即在強調「新法與舊法之所以異」:

或問:阿爾熱巴拉舊法,乃最深遠之法也,何為又有新法,意必舊法猶有未善者與?

答曰:舊法未嘗不善,但於通融之處,有所不及也,故又有新法以濟之。

或問:舊法於通融之處有所不及,新法濟之,二法何以別乎?

答曰:新法舊法,其規大約相同。所以異者,因舊法所用之記號,乃數目字樣,新法所用之記號,乃可以通融之記號,如西洋即用二十二字母,在中華可以用天干地支二十二字以代之,蓋支干字,皆人所習熟者,故用之之際,自無錯誤。

接著,傅聖澤更進一步說明「通融記號」(即代數符號)的便利與巧妙:

或問:所未知者,固以通融記號為便矣,若所已知者,何為亦以通融記號為愈乎?

答曰:用通融記號之妙,難以枚舉。如於算之之際,或加減乘除、平方立方等等記號,常常不變,令人一見原號,俱各了然。若用數目字,必隨處變換,一變之後,人即難知其原數,並原數所成之諸方,亦莫辨矣。若用通融記號,算之甚簡便,觀之省心思目力,斯可以耑心於此法,而無他歧之擾,可得所求之理矣!若用數目字成一法,所得之理,只可執定用於本數;若用通融記號,則總括諸數,無所不通。

於是,傅聖澤「誠以一式明之。假如有一題,凡兩個數目字之平方,必包面四件,乃每字之平方,與兩字相乘之兩長方,今將十二之兩數目字以發明其理。」(見圖)試看下列二式及其幾何解釋:

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傅聖澤期待讀者可以:

明知其總方,函甲之平方,「乙之平方」,並甲與乙相乘之兩長方。今甲與乙,即可代凡兩字之數,則知不但十二之平方,凡兩數目字之平方,皆包函此四件。觀此,則知開平方之法,從此而出,即開立方乘方等方之法,亦無不可從此而推矣。

最後,他更強調:

是故前曰:用此記號,為通融之法也。總之於易解之題中,雖偶有一、兩題,舊法似便於新法者,若大概而論,則新法比舊法亦捷、亦簡、亦總括、亦通融。但法中條項甚多,……其名目煩難,又皆非所素問者,況單用字作加減乘除之法,既畢,總無數目可見,似為無用。若將新法始終本末,講究精熟,然後雖遇至難之題,以法求之,無論已知之數、與未知之數,皆可就此天干地支字,豁然以解,故言之不如用之,方可見耳。

顯然,康熙同他的幾位兒子讀到這裡就無以為繼了,因為正如他諭王道化(見前引文)所說的:「甲乘甲、乙乘乙,總無數目,即乘出來亦不知多少」,並據以批評傅聖澤「算法平平」,而這些只不過是《阿爾熱巴拉新法》卷一第一節而已!

《阿爾熱巴拉新法》卷一第二節開始介紹符號的四則運算法則(用天干表示係數、地支表示未知數),至於運算符號則規定如下:

阿爾熱巴拉之大旨,既為因所已知者,求所未知者,必使之相等。其相等之記號,即用此。然欲使之相等,必有加減之處,其加為多,多之記號即用此,其減為缺,缺之記號即用此

另一方面,如將符號並列:甲乙、甲乙丙即分別表示甲和乙,甲、乙和丙相乘。在除法方面,如「將甲與乙上下書之,中間作一橫畫相隔」成甲/乙,即表示甲除以乙。

有了這些準備工夫,在《阿爾熱巴拉新法》卷二中,傅聖澤先介紹方程式、線性方程組的分類,然後再論述它們的解法。不過,他並沒有涉及非線性方程式,譬如二次方程式的解法。因此,假如康熙及他的幾位兒子無法領略一般符號的運算意義,那麼,《阿爾熱巴拉新法》就沒有多少新奇之處了,因為《數理精蘊》中的線性方程組的解法,應該是康熙學習西洋「借根方法」的部分內容,他當然也可能讀過《九章算術》卷八<方程章>所論述的線性方程組的解法。

新代數何以湮沒無聞?

在這種情況下,康熙不把《阿爾熱巴拉新法》納入《數理精蘊》自是可以想像。當然,問題也可能出在傅聖澤的符號運算「引進」工作上。在前述122=(10+2)2和(甲+乙)2的對比中,C. Jami認為在兩個數目字並列時,傅聖澤是按照「位值制」來理解,至於兩個代數符號的並列,則是按結果來理解,這種混亂的解釋,可能是導致《阿爾熱巴拉新法》無法被康熙接受的原因之一。

這當然也可能涉及傅聖澤的數學造詣。事實上,《阿爾熱巴拉新法》的體例頗為紊亂,譬如在卷二第十四節<釋凡有數相等,以順序用清字代字之法,有一定之規>之前,就曾經列有一節,其標題相等,但內容並不一致。這個現象或許無傷大雅,但下列這個例子,實在可以證明傅聖澤對「新代數」的認識並不怎麼高明。在《阿爾熱巴拉新法》卷二第八節中,我們可以發現傅聖澤如何處理像-a=-x這樣的式子:

或問:所書表式中,有如此之式者:亥,夫缺必有所從缺,如乙甲或丙亥,此為法之當然也。乃甲與亥之前,並無他字,則甲、亥卻是從何缺起?

答曰:從空缺起。設空之記號,若可為此圈○,則當書○甲、○亥。如此表式雖所罕見,然阿爾熱巴拉法中,亦往往有用之之處也。

或問:既云空矣,於空之中,尚可缺去何物?

答曰:非自空中,又實取一物以缺去之也。如有人於此,銀無分釐,可謂空矣,乃又欠人銀十兩,非自空缺十兩乎?又如有人欲南至一處,相隔百里,乃出門卻往北行十里,豈非自原處反缺十里乎?

或問:似此於阿爾熱巴拉法,有何干涉?

答曰:難言也,作之既久,自有用之之時,則不問可知矣!

從符號代數的觀點看,-a與0-a、-x與0-x都同義,因此,在符號演算過程中,邏輯的一致性可以得到保證,而不是像傅聖澤所說的,「作之既久,自有用之之時」!

對這樣的符號法則作如此笨拙無知的解釋,在傅聖澤的時代裡,或許不只他一人而已,普列斯特乃至其他的數學家極有可能也有同樣的不足。其實,即使到了十九世紀早期,以符號法則處理虛數運算問題仍然十分惱人,譬如棣麼甘在他的《代數學》中處理二次方程的共軛虛根時,就建議我們用比較「為便」的式子:(a,b>0),然而,他忘了告訴我們:假使用了比較不「為便」的式子,譬如,那麼,二次方程及其根的理論會不會保持邏輯上的一致性呢?

《阿爾熱巴拉新法》顯然是傅聖澤硬著頭皮「逼」出來的,因此,當康熙皇帝覺得這種新代數沒有「意義」時,傅聖澤一時之間也提不出任何圓滿解釋。如此看來,《阿爾熱巴拉新法》的命運,似乎一開始就注定了。在這種情況下,康熙皇帝對《阿爾熱巴拉新法》的負面評價而導致該書的湮沒無聞,當然也不需要苛責,換了另外的算學家譬如梅成或明安圖,說不定他們的反應也是一樣的!

總之,我們應該可以確定:十八世紀初的中國算學傳統尚未具備接受符號代數的文化。誠然,「為了進一步研究方程的根與係數的關係,還須有表示任意常數的符號,使立出來的方程能一般化。」(引錢寶琮語)然而,在欠缺符號法則的情況下,汪萊卻能在「借根方法」的基礎上,邁出方程論研究的全新方向,為「方程論」與「符號法則」之間的關係,提供了一個可以賦與不同詮釋的面向,值得數學史家三思!在結束本文之前,請容許我們抄錄汪萊方程論的兩個命題,以供讀者參閱:

有幾真數,多幾根積,與幾一乘方積相等。以幾根數為帶縱平方長闊較,以幾一乘方數乘幾真數為帶縱平方積,帶縱平方法開之得長根,以幾一乘方數除之,每根之數可知。(《衡齋算學》卷五)

意即二次方程ax2=c+bx(a, b, c為正數)只有一個正根(「可知」)。另一則是:

一平方正,幾根負,幾真數正。取根數二分之一自乘,與真數比,真數少或相等者,有;真數多者,無。(《衡齋算學》卷七)

意即對二次方程x2-bx+c=0(b,c為正數)而言,若(b/2)2-c0,則有正根;若(b/2)2-c<0,則無正根。

參考資料

1. 李迪 《中國數學史簡編》 遼寧人民出版社 1984年

2. 李儼、杜石然 《中國古代數學簡史》香港商務 1976年

3. 錢寶琮 《中國數學史》 北京科學出版社 1981年

4. 錢寶琮 《錢寶琮科學史論文選集》北京科學出版社 1983年

5. De Morgan, A. 《代數學》 上海墨海書館 1958年

6. Foucquet, J-F. 《阿爾熱巴拉新法》

7. Jami, C., “The conditions of transmission of European mathematics at the time of Kangxi: J. F. Foucquet's unsuccessful attempt to introduce symbolic algebra”, 5th ICHCS, 1988.中譯文見許進發,<康熙時代歐洲數學傳播的情況>,《科學月刊》第二十一卷第二期,1990年;或徐義保,<歐洲數學在康熙年間的傳播情況──傅聖澤介紹符號代數嘗試的失敗>,收入李迪主編《數學史研究文集》第一輯,內蒙古大學出版社,1990年。

8. Mahoney, M., “The beginnings of algebraic thought in the seventeenth century”﹐收入S. Gaukroger(ed.), Descartes: Philosophy, Mathematics and Physics, Sussex: The Harvester Press, 1980.

9. Rider, R. E., A Bibliography of Early Modern Algebra: 1500-1800, Berkeley: Univ. of California Press, 1982.

10. Witek, J. W. S. J., Controversial Ideas in China in Europe: A Biography of Jean-Francois Foucquet, S. J.(1665-1741), Rome: Institutum Historicum S. I., 1982.

後記:本文得以寫成,必須感謝巴黎友人馬若安(Jean-Claude Martzloff)博士賜贈《阿爾熱巴拉新法》複本;以及內蒙古李迪教授惠下棣麼甘《代數學》複本。另外,許進發君也代為搜集緊要的文獻,謹此致謝!

洪萬生任教於師範大學數學系,本刊編輯委員

 

 

 
   

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