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大清“历算第一名家”

蝌蚪五线谱 2017-11-10

  宣城市位于安徽省东南部,是著名的中国文房四宝之乡,宣纸的原产地。宣城文化底蕴深厚,宣城梅氏家族被公认为目前国内历史最长、世系最为清楚、历史名人最多的一个文化世家,时人称为“宣城梅”。“宣城梅”在科学界最具代表性的人物,非梅文鼎莫属。

  作为“宣城数学派”的创始人,梅文鼎毕生致力于发扬传统科学的精华并通汇西学,不但是公认的大清朝“历算第一名家”,还被世界科技史界誉为与(英国)牛顿、(日本)关孝和齐名的“三大世界科学巨擘”……

  怒撰名著

  明朝末年,宣城梅氏家族出了一个神童,名唤梅文鼎。他自幼喜欢算学与历法(简称“历算”), 随塾师罗王宾了解了星宿的名称、位置及四季变化情况。九岁时,他已熟悉四书五经,并对史书中的历书部分有所了解。二十七岁时,他师从名儒倪观湖学习天文历法,并广读中国或西方的历算典籍。

  天文历法的制定离不开测算,且也需要用数学来阐明。理解到这一点的梅文鼎一面挖掘中国古代算学中的精华,一面潜心研读西算册本,力图将中西算法融汇贯通。

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  梅文鼎像( 网络图)

  公元1672 年初夏,梅文鼎应邀到池州参加算学交流活动。活动在一个教堂里举行,主持人是一个西洋布道士。会场两边的桌上,摆满中文版的西方算学典籍,其中包括欧几里得的《几何原本》。

  “各位尊敬的科学家,欢迎大家来了解西方科学文化,”一位高鼻子蓝眼睛的布道士在台上用中文讲话,“50多年前,伟大的意大利国科学家利玛窦等人把西方的天文、数学带到这里,让中华的科学进步了几百年。”

  梅文鼎越听越气,但又感到无奈。他心里很清楚,元代以前,中华的历算都领先西方。但元、明朝300 多年间,朝廷很不重视历算,到清朝初年,历算典籍散失很多,研究历算的人也越来越少。而在西方,经过文艺复兴运动后,科学技术突飞猛进。以利玛窦为首的布道士来到中国,不但带来了《几何原本》等西洋历算典籍,也带来了晚明士大夫学习西学的风气。

  对此,朝臣徐光启持欢迎态度,并与西洋布道士共译西算。然而,由于时政混乱,并没持续多久。清朝康熙年间,随着布道士的增多,朝臣对西洋历算和布道士的态度分为两派:一派以朝臣南怀仁为首,深受徐光启影响,主张全面学习西方历算;另一派以前明遗老杨光先为首,反对引进西方历算。这起著名的“历讼”事件持续了几十年,最后以杨光先一派落败告终。西洋布道士遂趾高气昂,得意忘形,到处宣扬说中华的历算不如西方。来参会之前梅文鼎已经想到这一层,但没料到布道士竟如此嚣张!

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  利玛窦(左)与明朝科学家徐光启讨论科学(网络图)

  “西洋算学,高深莫测,你们要好好学习。据我所知,中华就没有方程这个概念……”布道士继续涛涛不绝。

  “请等等!”梅文鼎站了起来,大声地说,“据我所知,我中华早在一千多年前就有方程及解法。我国有一古书,叫《九章算术》,书中第八卷的卷名,就叫‘方程’。”

  “书上是不是用 X 来代表未知数?”布道士对中华历史比较了解,“是不是有一元方程的解法?”

  “没有 x 这个字母。我们把求 x 的过程叫‘一元术’。”梅文鼎强调,“方程非西法所有。”

  “你有这方面的专业研究记录吗?”布道士也较起真来。

  “我梅文鼎当众发誓,一年内我要写一部关于方程的书。到时,请你当众朗读!”在布道士的一脸惊愕中,梅文鼎大步走出教堂。

  回到梅府,梅文鼎强压怒火,先把书房里所有的算学古籍翻出来,把其中关于方程的内容辑成册。接着,他对册子内容进行勘误,并结合西方算学得出新解法。做完这一切后,他把书稿寄给当时的算学学者潘来、袁士龙等,请他们校正。

  半年后,一部名叫《方程论》的数学典籍初稿完成。书中不但讨论了“方程”一词的涵义,按符号的排列情况对线性方程组进行了分类,还纠正了前人著作中关于方程解法的一些错误。

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  梅文鼎的第一部算学著作,《方程论》(网络图)

  《方程论》对外发行后,梅文鼎只是给当初宣读的布道士寄去一部书和一封信,信中没要求对方当众朗读。因为他志在学术,不愿也没有时间去计较。所以,他加紧传信给好友方中通 (注一) 与薛凤祚 (注二) ,通知两位同行好友来府中赏书。他给方中通的信这样写:“西方布道士自以为数学比中华发达,我特写此书,以求让天堂的利玛窦也无话可说。”(愚病西儒排古算数,著《方程论》,谓虽利氏无以难。)

  原来,他与方、薛有个十年之约。

  十年之约

  公元1673 年仲夏,大清朝康熙年间。

  宣城东南柏枧山口的梅府里,摆了一桌酒席。主人梅文鼎站在门口,迎接来自远方的客人。时年四十的他精神头十足。

  “梅兄好。薛兄传书说,你最近出版算学大作,我们特相约来庆祝。”一位身材魁梧的中年汉子迈进府门,后面的仆人背了一包东西。此人正是方中通,广东浮山人氏, 对算学、物理 等 颇有研究 ,尤喜算学。他口中的薛兄,自然是算学高才薛凤祚。

  “过奖,过奖。方兄远道而来,请堂中叙茶。”梅文鼎招呼道。

  “梅兄,这是我新出的书,去年请你写的序言。”方中通一面拱手,一面让仆人从包里拿出一部新书,却是《数度衍》 (注三) 。

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  四库全书珍本《数度衍》全八册( 来源于孔夫子旧书网)

  “盼星星盼月亮,终于盼来了,”梅文鼎问,“怎么不早传给我呢?”

  “若早传了,我们的十年之约,岂不空手而来?”方中通口的十年之约,本是一段科坛佳话。

  十年前,年轻的梅文鼎研读历算之余,四处游历,结交高手。一天,他到金陵(今江苏南京)钟山游玩时,碰到外地来的方中通、薛凤祚。三人可谓相见恨晚。当夜,他们到山脚的客栈住下,共同商讨数学问题。

  天下没有不散的宴席。三天后分别,三人约定,以十年为限,看谁在历算学上成就最大;谁有佳作,定要给另二人进行赏析。

  这时,从府门进来一位中年读书人。他正是薛凤祚。梅文鼎与方中通迎了上去。

  三人在桌上刚坐下,薛凤祚高声说:“梅兄,请把你的新著拿出来吧,我已等不及了。”

  很快,各自手中有了《方程论》和《数度衍》两部书。

  “梅兄,听说你怒写《方程论》的事儿了。兄之高义,令我等佩服。”方中通起身说。

  “二位兄台都有名著问世,可喜可贺。只是我的作品还没出来。”薛凤祚道,“尤其是梅兄,依我之见,你完全可以到京城一展身手……”

  “薛兄好意心领了。《方程论》只是我的第一部算学著作。我要以此书为起点,全心研究中西算学,撰书留言后世。十年之内,不会到京城!”梅文鼎郑重地说。

  梅文鼎用行动兑现了自己的诺言。此后,他研究并撰写的内容 遍及初等数学的方方面面 : 算术方面主要有《笔算》、《筹算》 等 ;几何方面主要有《勾股举偶》、《几何通释》、《方圆幂积》 等 ;代数方面主要有《平三角举要》、《弧三角举要》、《环中黍尺》等。 其中, 《平三角理论》和《弧三角理论》 两部典籍被公认为世界上 最早的三角学科教书, 而书中 球面三角形 的 图解法 对后人影响极大 。 从《方程论》开始,他共写了26 部数学著作,并把这些著作收入《中西算学通》中,以此实现“去中西之见,以平心观理”(出自《科学技术简史》)的理想。

  此外,在他的影响下,梅氏家族先后出现其弟文鼐,堂弟文鼏,儿子以燕,孙子毂成、玕成,曾孙玢、钫等十多位通晓数学的名家,从而形成了祖孙四代名扬千古的“宣城数学派”。

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  梅文鼎纪念馆(网络图)

  梅文鼎生前万万没想到,在他的积极努力下,不但使濒于枯萎的“老树”——古代算学发出新芽,还使“移植”过来的西方数学在中国国土上扎下根。从这方面讲, 他 可谓 中国传统数学处于沉寂和交接时期的一位 承 前启后,融 会 中西的数学大师。

  微科普|大清“历算第一名家”| 责任编辑:科普知识网

责任编辑:李阳阳

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