從單表到雙表——重差術的方法論研究 (第 5 頁) 李國偉
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.原載於《中國科技史論文集》,聯經,台北,1995,pp.85-105 .作者任職於中央研究院數學研究所 •註釋 •對外搜尋關鍵字 |
劉徽的思想是富於邏輯性的,前面引過他所謂「發其一端」的說法。當他把重差的基本公式列為《海島算經》的第一問時,應該是表示其後的諸問能由此式導出,最多只需輔以不失本率原則的運用。白尚恕 註10 曾經把這些推導的過程大部分還原,只留下第二問「望松」與第八問「望津」未加詳述 註11 。我們從吳文俊 註9 的證明可看出,在設定的範圍內,「望津」的證明能從「望松」導來。所以我們此地只證明「望松」,並請參看圖六。
「今有望松 (AB) 生山上 (BC),不知高下。立兩表(DE,FG),齊高二丈,前後相去(EG)五十步,令後表(FG)與前表(DE)參相直。從前表卻行七步四尺(EH),薄地 (H) 遙望松末 (A),與表端 (D) 參合。又望松本 (B),入表二尺入寸(DJ)。復從後表卻行八步五尺(GI),薄地遙望松末(A),亦與表端(F)參合。問松高(AB)及山去表(CE)各幾何? 答日:松高十二丈二尺八寸。山去表一里二十八步七分步之四。 術日:以入表(DJ)乘表間(EG)為實,相多(GI - EH)為法,除之。加入表,即得松高。求表去山遠近者(CE),置表間,以前表卻行乘之為實,相多為法,除之,得山去表。」
我們假設由後表卻行點 I,薄地望松本入後表於 K 點,我們先證明 KG = JE 利用不失本率原則,可以導出:
故 KG = JE 。由 DE,FG 兩表用重差公式,可得 由 JE,KG 兩表用重差公式,可得 兩式相減,便得松高, 山去表公式不必再證。 總而言之,利用重差公式與不失本率原則的巧妙運用,是梳理劉徽《海島算經》內在理路的最自然方法。其他利用複雜的出入相補,相似三角形比例運算,甚至畫平行線的證明,相較之下似乎都偏離正途太遠。
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編輯:李文威 | 最後修改日期:3/27/2004 |