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初探「重差」的內在理路 (第 2 頁)

李國偉

 

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.原載於科學月刊第十六卷第二期
.作者當時任職於中央研究院數學所

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劉徽造重差

劉徽為三國時魏人,身世不詳。《晉書律曆志》所言「魏景元四年,劉徽注『九章』」若為正確,則時當西元263年。劉徽於〈九章注自序〉中說:「徽幼習『九章』,長更詳覽。觀陰陽之割裂,總算術之根源,探頤之暇,遂悟其意。是以敢竭頑魯,采其所見,為之作注。」《九章算術》記錄了周、秦以至漢代中國古代數學的總結。劉徽挑這部書作注,正足以發揮他一流的數學才智。而他總體的感想是「事類相推,各有攸歸,故枝條雖分,而同本幹者,如發其一端而已。」錢寶琮把這個本幹認為極可能是「乘除齊同」的原則 註3 ,其實是相當有局限性的論點。比較合理的看法是,劉徽長期研究數學的結果, 使他逐漸了悟可由少數基本原理出發,有條理的貫通已有的數學知識。 雖然劉徽沒有明言「發其一端」的「端」是什麼, 但是在他說「至於以法相傳,亦猶規矩度量,可得而共,非特難為也。當今好之者寡, 故世雖多通才達學,而未必能綜於此耳。」之後,馬上說:「周官利用表尺日景以測日遠是『以術推之』,」更說: 「按『九章』立四表望遠,及因木望山之術,皆端旁互見,無有超邈若斯之類。」 因為〈九章勾股篇〉最後幾題中運用相似直角三角形的程度,較《周髀算經》成熟, 所以很可能在劉徽掌握之中的,包括了相似直角三角形各種比例關係,他靈活運用這些比例關係而創作了「重差」。 因此他說:「輒造重差,并為注解,以究古人之意,綴於勾股之下。」劉徽的自序中有近半的篇幅在敘述「重差」的意旨, 並且很驕傲的說:「然則蒼等為術,猶未足以博盡群數也。」 註4 認為自己的成就有超越前人的地方。 可惜是劉徽仍舊採用具體測量的問題,展現運用他所掌握原則的威力,卻沒有直接說明這些原則。 因此最晚到了唐朝,人們雖然感佩他成就的獨步 註5 ,卻罔顧他綴「重差」於「勾股」之後的真義, 而把他的創作獨立開成為海島算經。宋朝楊輝《算法通變本末》卷上稱:「海島題法,隱奧莫得其祕,李淳國雖注,祇云下法,亦不曾說其源。」

   

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編輯:石莉君 / 校對:康明軒 / 繪圖:簡立欣 最後修改日期:2/17/2002