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【资阳历史名人】数学泰斗秦九韶

秦九韶的“三斜求积术”。

秦九韶,宋元数学顶峰的主要代表人物之一,与李治、杨辉、朱世杰并称中国十三世纪“四大数学家”,并写成了影响世界的数学名著——《数书九章》。秦九韶的一生虽命运多舛、仕途坎坷,但他依旧心忧天下、体察民间疾苦,他天资聪颖又敢于创新,以自己渊博的学识服务于国家、社会与人民。

数学领域的学霸泰斗

秦九韶所著《数书九章》,是一部堪与《九章算术》相媲美的世界数学名著。如果说《九章算术》标志着中国古代数学理论的形成,那么《数书九章》则标志着中国古代数学之顶峰,代表了世界数学发展的主流与最高水平,对世界数学的发展作出了卓越贡献。

中科院院士、著名数学家吴文俊评价,秦九韶不只是系统地总结和发展了高次方程数值解法和一次同余组解法,还创立了相当完备的“正负开方术”和“大衍求一术”,亦代表了中世纪世界数学发展的主流与最高水平,比西方的同类成果分别早 572 年、496 年。

秦九韶的数学领先成就,还有其它诸多方面。如在代数学方面,改进了线性方程组的解法,普遍应用互乘相消法代替传统的直除法;在几何学方面,提出已知三角形三边之长求其面积的等价于海伦公式的“三斜求积术”,以及天时、田域、测望、赋役、钱谷、营建、军旅、市物、天文、历法、气象、耕地扩展、利贷、度量衡以及货币流通、海外贸易等社会经济领域和军事活动中的数学问题的研究。其在中世纪数学领域所创立的伟大成就和对世界数学发展的卓越贡献,奠定了他在中外数学史上的崇高地位。

在中国古代数学家中,秦九韶是唯一受到被西方科学史界尊称为“世界科学史之父”的美国著名科学史家乔治·萨顿(G·Sarton,1884~1956)赞誉的,他说(秦九韶)是“他那个民族,他那个时代,并且确实也是所有时代最伟大的数学家之一”。

服务人民的数学大师

秦九韶在中国传统数学领域不仅仅是一位学霸泰斗,还是一位善于继承、敢于创新、勇于把研究的数学成果服务于国家、服务于社会、服务于人民的数学大师。

当时,天文、历法、气候、雨雪预报的准确性,直接关系到农业的丰歉、民生存亡,对于抵御外来入侵、平抑蛮夷、戍边屯兵、行军打仗至关重要。宝庆元年六月(公元1225年),秦九韶随父潼川守郡。在潼川府的社会实践中,秦九韶开始运用数学广泛研究天文、历法,观测气象,探寻科学计算降雨量和降雪量的正确方法。在此期间,秦九韶发现南宋朝廷推行的测算雨量、雪量的方法是错误的,“积以器移”是令人啼笑皆非的怪现象,他严厉批评这种采取同一次降雨或降雪,用不同的量雨器、量雪器的方法,其所测得出的计算结果,实际是一个不准确或者说是错误的数据,发挥不了应有的作用。

经过不断地研究尝试,秦九韶运用数学方法,推出“天池测雨”、“圆罂测雨”、“峻积验雪”和“竹器验雪”等科学计算降雨量和降雪量的方法。实践证明,秦九韶推出的科学计算方法,获得计算雨雪量、气象预报等数据是准确的,尤其是秦九韶发明的雨量器、雪量器,才是科学测试计算雨雪量的工具。

由此,数年之后,宋理宗诏谕秦九韶觐见,秦九韶成为了中国古代唯一与皇帝直面奏对的伟大数学、天文、气象、历法学家。宋理宗还颁布诏令,在南宋州郡使用秦九韶发明的“天池盆”“圆罂”“竹蘿”等雨量器、雪量器,观测和计算雨雪量。

秦九韶发明的“天池盆”是世界文化史上现存最早记录的雨量器、雪量器。而欧洲直到明崇祯己卯年(公元1639年),才有卡士戴里(B. Castelli)首创雨量计的使用,比中国要晚近 400 年。秦九韶用“平地得雨之数”量度雨水,是世界最早为雨量测定而奠定基础科学理论的科学家。2010年3月28日,南京 “中国北极阁气象博物馆”正式开馆,不仅浓墨重彩介绍了秦九韶在天文、历法、农事、气象等方面作出的卓越贡献,还在馆内雕塑了高大的秦九韶像。

朱国强

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