文|小熊
“那时欧洲漫长的黑夜犹未结束,中国人的创造却像旭日一般在东方发出万丈光芒。”——现代数学家梁宗巨评《数书九章》
今天要说的这号人物——秦九韶
一个经过几百年时间的洗礼,由一个恶徒转为一个正面光辉的形象被世人铭记。
他是一个沉迷权力的贪暴者,却在数学界里享誉全球。
南宋秦九昭
英武少年的人生转折
秦九韶是四川安岳人,祖辈世代为官,父亲秦季栖是进士出身。公元1219年,主政巴中的秦季栖遭遇了叛变,“守臣秦季槱弃城去”,便拖家带口来到了南宋都城临安(今杭州)。
后来父亲被提升为工部郎中和秘书少监,由于父亲的工作性质,秦九韶有机会阅读大量典籍,并拜访各个专业领域的专家,而他的数学传奇也是在这里开始了。
通过向“隐君子”陈元靓学习数学,又跟着著名词人李刘学习骈俪诗词,这样敏而好学的情况下,秦九韶成为一位学识渊博的全才。
“性极机巧,星象、音律、算术,以至营造等事,无不精究。”——《畴人传》
到秦九昭18岁的时候,他担任民间武装的“义兵首”,维护地方治安。
秦九昭
因为研习了大量的天文历法典籍,又潜心学习土木工程,这些都转化成了他安身立命的技能,手下们对他都很信服。
“游戏、毬、马、弓、剑,莫不能知”。
秦九韶不仅学富五车,军事素质也相当优秀,他的马术、骑射、剑术玩儿得非常溜。
公元1236年,蒙古大军攻入成都,四川的大部分已经沦陷。此前的一系列战斗中,秦九韶时常冒着箭雨指挥自若,就如他后来追忆的那样:“历岁遥寒,不自意全在失石间”。
如果人生照着这样的轨迹前行,投身军事的秦九韶应该是为国捐躯的角色。然而命运安排得很巧妙,随着从战场调离辗转到地方,秦九韶最终在数学领域名扬天下。
数学天才:划时代的巨著
在四川任职的时候,秦九韶就已经显露山水了。
《郪县志》记载:公元1231年6月,郪江沿岸暴雨成灾,当地一处名为核桃坝的地方,有两个农夫为洪水冲毁的田界发生争执。经过现场勘验后,秦九韶发现各自为三角形合在一起的“三斜田块”,被洪水冲成了不规则的田地。
他运用丰富的几何知识,算出了田地的面积,然后划分出了争执双方都满意的边界。
道古桥
除此之外,民间也留下了不少秦九韶的杰作,譬如杭州西溪有一座“道古桥”,就是由他设计修建的。
对于秦九韶而言,这些都是数学天赋的九牛一毛,真正让他大放异彩的,是一部名为《数书九章》的奇书。
公元1244年,在南京任通判的秦九韶,因母亲去世回乡守孝三年。远离了官场的尔虞我诈,开始研究历法,他发现年份越远,历法的误差也越大,根本原因就在于算术不够精准。于是,他用三年的时间,完成了二十多万字的《数书九章》。
《数书九章》
即便是现在,这本《数书九章》里蕴含的知识,还是让大部分数学渣渣们望而却步。
比如书中的“三斜求积术”就是已知三角形的三条边长,求三角形的面积,没点儿几何知识真还无从下手。令人不得不叹服的是,秦九韶总结出的公式,居然和现代课本上的算法几乎一致。而且他提出的配分比例和连锁比例的命题,至今还有很强的现实意义。
“大衍求一术”,是中世纪世界数学的成就之一
《孙子算经》中的“物不知数”:“今有物,不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”
这是属于现代数论中求解一次同余式方程组问题。
中国古代大衍问题就来自《孙子算经》,而秦九韶在《数书九章》(1247年成书)中对此类问题的解法作了系统的论述,并称之为大衍求一术。
这比西方1801年著名数学家高斯建立的同余理论早554年,被西方称为“中国剩余定理”。
剩余定理
秦九韶在《数书九章》中除“大衍求一术”外,还创拟了正负开方术(也就是现在的任意高次方程的数值解法)
他所发明的此项成果比1819年英国人霍纳的同样解法早572年。
秦九韶的正负方术,列算式时,提出“商常为正,实常为负,从常为正,益常为负”的原则,纯用代数加法,给出统一的运算规律,并且扩充到任何高次方程中去。
现代计算数学中求代数方程的数值解的时候,人们把所流行的那种极其简便的计算方法称为“秦九韶程序”。
《数书九章》共有9个门类,囊括天时、田域、测试、赋役、军旅等与社会生活相关的内容。秦九韶在书中不止提出了问题,还精心地讲述了解题原理和步骤,在给出答案的同时还有思路延伸。
如果南宋的考试有数学的话,这本《数书九章》绝对是五星火爆的参考书籍,相当于当代的“奥数”,指导意义绝佳。
《数书九章》
《数书九章》里的内容,涵盖了如今初中甚至大学里的数学课程。
公元1248年,声名远播的秦九韶被宋理宗召见并得到赏识,而他也是中国历史上第一位被皇帝召见的数学家。
世人眼里:他是那个沉迷权力的贪暴者
后来的秦九韶被提拔在江南一带任肥缺,声色犬马的熏染使得他逐渐在官场中迷失了自我,变身为同僚们口诛笔伐的大恶人。
身为”官二代“的秦九昭,在政权腐朽,内部斗争激烈的官场落马,人们对他也就落井下石起来。
经过文坛大咖刘克庄的宣传,秦九韶为人“不仁、不义、不孝、不廉”:
“暴如虎狼、毒如蛇蝎、非复人类”。
“多蓄毒药,如所不喜者,必遭其毒手”。
在多人的渲染下,秦九韶声名狼藉。
刘克庄
据称,秦九韶在任和州守期间,利用手中职权贩盐,强行卖给老百姓,从中牟利。
后来他定居湖州后,所建住宅“极其宏敞”,“后为列屋,以处秀姬、管弦”。生活奢华,“用度无算”。
在这些记载里,秦九韶横行乡里鱼肉百姓,多次被取消任命;他利用自己的数学特长攫取了上司的田产;更让人接受不了的是,秦九韶命属下杀死亲儿子,只因为正直的儿子看不惯他的作风。
虎毒尚且不食子,秦九昭究竟有多么心狠手辣才能如此!
从某种程度来说,秦九韶的悲剧也是南宋朝廷悲剧的缩影,因为党派之争就置国运于不顾相互攻讦,那么亡国也在意料之中。
1261年,他被贬至梅州做地方官,“在梅治政不辍”,不久便死于任所。
讽刺的是,人们口中那个醉心官场权斗的秦九昭,官职也没有怎么长进过;贪恋钱财的秦九昭,死后也没有带走丝毫。
对同一件事情,不同阶层或不同集团的人从不同角度看问题,都会得出完全不同的结论。在资料不足的情况下,我们宁可存疑,也不必贸然相信。
秦九韶
总结
由于秦九韶生前太具有争议,在他死后,《宋史》和其他地方志都没有为他立传,学术界也将他视作有道德污点的天才。
虽然没有被中国古代主流价值观认可的秦九韶,却在西方科学家那里得到了高度的赞扬。美国著名的科学史家萨顿认为”秦九韶是他所在的民族,他那个时代,最伟大的数学家之一”。英国BBC制作播出的4集纪录片《数学的故事》也夸赞着他的学术成就。
要知道,他是唯一一个被提及的中国数学家,这些褒奖之词秦九昭当之无愧:
从历史的角度来看,秦九韶的《数书九章》成为了解当时社会政治和经济生活的重要参考文献;从整个世界广度来看,这部著作代表了中世纪世界数学发展的最高水平,世界各国从小学、中学到大学的数学课程,几乎都接触到他的定理、定律和解题原则。
时至今日,他对世界数学的贡献依然熠熠生辉,是我们华夏民族的骄傲。
参考资料:
1.《数书九章》
2.《郪县志》
3.《秦九韶评传》
4.《畴人传》