中国数学·隋唐数学

中国数学·隋唐数学

唐代初期,太史丞、历算家王孝通编撰《缉古算术》一书,全书是由二十道问题集成。其第一问是算术问题,由已知日、月合朔时刻及夜半时日所在赤道经度,推求夜半时月所在赤道经度。第二至第十四问,是土木建筑问题;需用三次方程求解。第十五至第二十问,是勾股问题;需用三次方程或双二次方程求解。《缉古算术》虽未给出解三次方程的具体计算步骤,但王孝通必然是使用带从开立方法来解的,这显然是一项辉煌成就;由于当时建立方程时,都是利用几何技巧建立方程的各项系数,所以在此书中,他还用自注形式给出方程各项系数的组成方法,这一作法,也是难能可贵的。

王孝通,唐代初期人,其籍贯身世、生卒年月不可详考。依据《旧唐书》以及《新唐书》、《唐会要》的记载,王孝通原为历算博士,后升为太史丞。武德年间(618—626),曾奉命校勘傅仁均历法。如王孝通《上缉古算术表》称:“伏蒙圣朝收拾,用臣为太史丞。比年以来,奉敕校勘傅仁均历,凡驳正术错三十余道,即付太史施行。”据此可知,王孝通所编撰之《缉古算术》当在武德九年 (626)之前。

唐代在隋代的数学教育基础上,进一步发展了数学教育。建立了唐代的最高学府——国子监,在国子监里设有明算科,其中设有算学博士、算学助教。唐代沿袭隋代的办学制度,建立国子监,设立数学专业,天算家李淳风奉命选定并校注数学专业教材,因此选定《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《孙子算经》、《五曹算经》、《张邱建算经》、《五经算术》、《缀术》、《缉古算经》、《夏侯阳算经》等十部算经,作为教科书。其中《缉古算术》更改名称为《缉古算经》。还规定了学制,考试制度和评定考试成绩即及格、不及格的标准。由于教学人员及学生的待遇菲薄,所以生员人数不多。如《唐六典》称“算学博士二人,学生三十人,典学二人”。又称“算学博士二人,从九品下”。《新唐书》也称“算学博士二人,从九品下,助教一人”。虽然贞观年代(627—649)的生员人数有所增多,但由于统治阶级对数学教育兴废无常,时兴时废,所以唐代末期,几乎停顿。在唐初明算科里,分为两个专业组,年限都是七年:第一组学《孙子算经》、《五曹算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《张邱建算经》、《夏侯阳算经》、《周髀算经》、《五经算术》;第二组学《缀术》、《缉古算经》;两组都要兼学《数术记遗》及《三等数》。学生学习期满之后,举行考试,对考试成绩的评定,也有明确的要求和规定,即“明数造术,详明术理,然后为通”。并具体规定每组试十题,答对六题即为合格。还有时增加口试,并规定“得八以上为上,得六以上为中,得五以上为下”。现今的考试,一般以100分为满分,而以60分为及格的规定,可能是隋、唐时代制度的延续。

到唐代才逐渐形成的教育制度,不但影响隋唐以后的各代,这种教育制度也直接传入东邻朝鲜、日本等国。随着教育制度的传播,一些中国古代数学著作也传入朝鲜、日本;对朝鲜、日本的数学发展,产生了一定的影响。随着佛教及其经典的传入,印度的一些数学知识也传入中国,例如印度数码随着《开元占经·九执历》传入,由于没有把印度数码写法刊刻出来,以致印度数码当时没有在中国流传下来; 又如,《九执历》里把圆周分为360度,每象限分为3相,又分为24段,即每相8段;每度分为60分,即每段合为3度45分。如《九执历》“推月间量命”条下称,“段法:凡一段管三度四十五分,每八段管八相,总有二十四段,用管三相”。在此之下,接着介绍了印度的半弦表,实际上相当于从0°到90°每隔3.75°的正弦线值表。印度把圆周分为360°,每度分为60′,因而2πr=360×60,其中取π=3.1416,则得:

r= (360×60) ÷ (2π) =3437.7787……≈3438

所以取半径为3438,因而此表所列数值全为整数的表。由于此表没有引起当时中国历算家的重视,此表在中国也就没有起到应有的作用和影响。但是,中国数学是否传播到印度,则是一个十分需要深入研究的课题。

古代印度数学与中国数学有很多相似之处,甚至有个别地方几乎完全一样,若就时间而论,其相似之处一般较中国为晚,因而难免引起人们的疑窦。在中国数学里,大部分结论是正确无误的,但个别地方也有误差很大的近似算法和错误算法; 在印度数学里,也发现有完全相同的这种记载。正确的结论,纵然可以说是两国各自独立发现的,而误差很大的算法和错误的算法,就很难说是两国各自独立得到的了。