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乾嘉學派與圓徑周率 (第 4 頁)

洪萬生

 

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.原載於科學月刊第二十二卷第九期
.作者當時任教於師範大學數學系
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《續疇人傳》依然傳承乾嘉學派的立場

董祐誠於1823年歿於北京,同年冬天,他的兄長董基誠將他的遺著收集成《董方立遺書》出版。這部全集收入他的曆算稿五種,包括了《割圜連比例圖解》、《橢圓求周術》、《堆垛求積術》、《斜弧三邊求角補術》及《三統術衍補》。其中《割圜連比例圖解》和《堆垛求積術》都頗有貢獻,唯一美中不足的是他的《橢圓求周術》。 由於「秀水朱先生鴻為言圜柱斜剖則成橢圓,是可以勾股形求之」,於是,他仿照《九章算術》(勾股章)「葛生纏木」題的解法,以圓柱半周為勾,橢圓長、短軸平方之差為股之平方,求弦得橢圓半周。如設 a,b 為橢圓長、短半軸,p 為周長, 則董祐誠的公式相當於

\begin{displaymath}
p= \sqrt { 4 \pi ^2 b^2+16(a^2-b^2)}
\end{displaymath}

由於他實際取 $\pi \doteq 355/113$(祖沖之密率),所以,他寫出的公式相當於

\begin{displaymath}
p= \frac{1}{113} \sqrt{355^2(2b)^2+113^2 \cdot 4^2(a^2-b^2) }
\end{displaymath}

這個《橢圓求周術》顯然是錯誤的,後來項名達提出正確的公式,收入他自己的《象數一原》內。不過,針對董祐誠這個錯誤公式,羅士琳(1789∼1853年)──乾嘉學派算學傳統的最後重鎮──倒是明白地指出:

於術不通,蓋葛生纏木,若使兩面對纏,其相交處必有角, 故可借為勾股形求之。而橢圓之形,則為斜剖之圓柱, 與葛纏者迥異,其受剖處無痕跡可尋,故能有合於長圓, 而不能有合於勾股,以其相交處無角也。夫其相交處無角, 則其形不同,其數必恆小於橢周,信非通法!

羅士琳還特別強調:

曩曾以此論告之其兄玉椒農部(基誠),乃農部既不知算,兼以友愛其弟, 不忍湮沒其所著之書,堅不節去此術,致方立有遺憾,惜哉!

這些評論當然都言之成理,不過,它們竟然占用了羅士琳所撰「董祐誠搜論」全幅的之四分之三,在剩下的四分之一中,羅士琳則僅推崇董祐誠之有志於研究曆術可與李銳並稱,「都有功於眾緯者也」,而對董祐誡在《割圜連比例圖解》和《堆垛求積術》上的成就,則未置一詞,至於《圓徑求周辨》一文,更不必論矣!

包括「董祐誠傳論」的《董祐誠傳》,載於羅士琳撰著的《續疇人傳》(1840年)。 這部傳記對西法派算學家的評價固然稍有折衷,但主要風格仍與阮元、李銳的《疇人傳》一致。也就是說,它仍然維持了乾嘉學派的基本立場。 在這種情況下,羅士琳對董祐誠的評論,似乎在不言之中了。

  1. Horng W.S.《Li Shanlan: The impact of western mathematics in China during the late 19th century》, Ph.D. dissertation thesis of the City Univ. of New York, 1991.
  2. 李迪:《中國數學史簡編》,遼寧人民出版社,1984年。
  3. 錢寶琮主編:《中國數學史》,北京科學出版社,1981年。
  4. 洪萬生:〈「書呆子」算學家江蘇巡撫徐有壬〉,《科學月刊》二十二卷七期。
  5. 洪萬生:〈談天三友焦循、汪萊與李銳──清代經學與算學關係試論〉(未刊稿),1990年。
  6. 洪萬生、劉鈍:〈汪萊、李銳與乾嘉時代〉,即將出版。

   

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編輯:楊佳芳 / 校對:楊佳芳 最後修改日期:7/18/2002