封面新聞記者 張傑
巴蜀大地,鍾靈毓秀。這片土地上滋養出了眾多璀璨的文化名人。秦九韶(1208—1268)是出生於普州(今資陽市安嶽縣)的南宋著名數學家。中國古代數學在宋元時期達到繁榮的頂點,湧現出了一大批卓有成就的數學家,秦九韶與李冶、楊輝、朱世傑成就最為突出,被譽為“宋元四大家”。“科學史之父”喬治·薩頓認為,“秦九韶是他那個民族、他那個時代,並且確實也是所有時代最偉大的數學家之一。”
秦九韶精研星象、音律、算術、營造之學,所著《數書九章》,被收入《永樂大典》和《四庫全書總目提要》。其中許多計算方法和經驗常數至今仍有很高的參考價值和實踐意義,被稱為“算中寶典”,代表了當時中國數學的先進水平,在世界數學史上佔有崇高地位。
秦九韶的數學思想是中華優秀傳統文化的重要組成部分。秦九韶博學多才,精研星象、音律、算術、營造之學,也是一位氣象學家,最早定義了降雨量和降雪量。在這位偉大的數學家和科學家的背後,有著怎樣寶貴的成長經歷,他的學問對我們當今後世有著怎樣重要的價值和意義?東方古代數學有著怎樣的魅力?10月18日晚七點半,浙江大學數學教授、作家、旅行家蔡天新將做客“名人大講堂”,以《秦九韶、道古橋與中國剩餘定理》為題目,在四川省圖書館登臺開講。
秦九韶是誰?
博學多才,精研算術、營造之學
周密在《癸辛雜識續集》中記述道:秦九韶“情極機巧,星象、音律、算術以至營造等事無不精究,邇嘗從李梅亭學駢儷詩詞,遊戲、球、馬、弓劍莫不能知”。陳振孫在《直隸書錄解題》卷十二中說:“秦博學多能,尤邃曆法,凡近世諸歷,皆傳於秦。” 同時,在題紀仁宗朝《崇天曆》和徽宗朝《紀元歷》時說:“此二歷近得之蜀人秦九韶道古。”《安嶽縣誌》(四川人民出版社1993年版)對其營造方面的才能也有記載:“秦九韶隨父遷湖州(今浙江湖州市吳興區),在西門外修建住房,由秦九韶設計施工,堂分7間,後為列室,僅中堂1間,縱橫7丈,及其宏偉寬敞,顯示出他在建築方面的才能。”
秦九韶少年時代 基本都在四川度過,中途曾有過一段隨父京師求學經歷 。秦九韶在《數書九章·序》中,也曾寫到自己“早歲侍親中都,因得訪習於太史”的求學經歷。太史是專掌天文曆法的朝廷官員,實際上即為當時官方認定的一些天文學家、數學家。這就是說,由於父親的關係,秦九韶在青少年時代有機會在都城(臨安,南宋京城,今杭州市)訪問朝廷的天文曆法家、文學家、建築師等許多著名學者,向他們學習歷算,這對其豐富所學、開拓視野有很大裨益。秦九韶“侍親中都”時間很短,其父在京師任職不足10個月。秦九韶在《數書九章·序》中又提到:“又嘗從隱君子受數學。”由此可知,回川后的秦九韶繼續求教於蜀中隱居學者。
蔡天新對秦九韶的數學和生平有深入的研究,探訪過的出生地安嶽和去世地梅州。在他看來,秦九韶博學多才,精研星象、音律、算術、營造之學,這也為他能吸收中國古代數學精華,將數學應用於社會生活,證明東方數學以實用性、構造性見長奠定了基礎。在《數書九章·序》中,秦九韶也主張學以致用。其在《數書九章》中也提出很多有趣且實用性很強的問題,例如“推計土功”“餘米推數”“計地容民”“望山高遠”“計造石壩”“計立方營”等。與西方理論數學不同的是,中國數學更具應用性,這也是《數書九章》最大的特點。
秦九韶在《數書九章》,系統總結和發展了高次方程數值解法和一次同餘式組解法,創立了相當完備的“大衍求一術”“正負開方術”,是中國傳統數學在這兩個方面所取得輝煌成就的傑出總結。“大衍求一術”比西方著名數學家尤拉(1707—1783)、高斯(1774—1855)對此問題的研究早500多年,被西方稱為“中國剩餘定理”,顯示了秦九韶在世界數學史上的崇高地位。“正負開方術”把我國的高次方程數值解法推進到一個新階段,現代數學計算中仍然通行他的這種簡便程式,比義大利人魯斐尼(1765—1822)、英國人霍納(1786—1837)提出的魯斐尼—霍納方法早500多年。
值得一提的是,除了四川,在蔡天新的家鄉浙江,也有秦九韶的遺蹟。杭州西溪路上曾有一座名為“西溪橋”的老橋,系秦九韶所造。元代初年,另一位大數學家、遊歷四方的北方人朱世傑(1249—1314)來到杭州,倡議將“西溪橋”更名“道古橋”,以紀念造橋人、他所敬仰的前輩數學家秦九韶,並親自將橋名書鐫橋頭。後因西溪路擴建改造,舊橋拆平,只留一個公交車站,名道古橋。2005年,在離道古橋原址百米開外的沿山河上,修建了一座人行石橋,在蔡天新教授建議下,命名為道古橋,他並邀請數學家、中科院院士王元先生題寫橋名。2012年4月,杭州市有關部門舉行“道古橋”複名立碑儀式。中國科學院院士唐孝威和有關部門負責人、專家學者,參加立碑儀式,《南方週末》等國內外一些媒體迅速予以報道。
美國數學史家喬治·薩頓認為,“秦九韶是他那個民族、他那個時代,並且確實也是所有時代最偉大的數學家之一。”2005年,牛津大學出版社出版了《數學史——從美索不達米亞到現代》,該書重點介紹的12位數學家中,秦九韶是唯一的中國人。在BBC精心製作的四集紀錄片《數學的故事》中,秦九韶也是唯一出場的中國數學家。那為何秦九韶在國內的知名度遠遠不及祖沖之等數學同行?蔡天新教授也將在此次演講中,為我們揭開這個謎底。
少年天才、數學教授兼詩人解讀天才數學家先賢
蔡天新,15歲考入山東大學數學系,24歲獲理學博士學位。浙江大學數學學院教授、博士生導師、求是特聘學者,獲得過國家科學技術獎和國家教學成果獎。他提出了形素數和加乘方程的概念,有關新華林問題的研究被英國數學家、菲爾茲獎得主阿蘭·貝克贊為“真正原創性的貢獻”。同時他也是詩人、旅行家,遊歷過100多個國家,至今已出版文學、學術和科普著作30多部,並有外版著作20多部。2013年和2019年,他先後獲得過貝魯特Naji Naaman詩歌獎和達卡Kathak詩歌獎。2015年,他入選杭州首屆10大創新人物。2018年,他受邀央視“朗讀者”節目、博鰲論壇和美國愛荷華大學國際寫作計劃。
2000年以來,蔡天新應邀在普林斯頓大學、倫敦經濟學院、澳洲國立大學、新加坡國立大學、墨西哥學院、內羅畢大學等6大洲數十所名校,國內100多所大中學校,以及其他機構做公眾講座。此次來蓉,蔡教授也講做客四川大學、成都七中和相關書店。
“名人大講堂”是由實施四川歷史名人文化傳承創新工程領導小組辦公室主辦、四川日報報業集團(封面新聞、華西都市報)、四川省圖書館承辦的重要文化活動,受到廣大粉絲追捧。自2018年11月正式開講以來,“名人大講堂”已經邀請到包括李敬澤、阿來、酈波、于丹、梅錚錚、方北辰、孫小淳等歷史人文、自然科學等領域專家與觀眾坐而論道,成為一個靚麗的文化名片。
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