我们首先探讨《筭数书》的理论贡献。为此,我们必须考察它的术文。
《筭数书》有69个标题,能够识别的术文有100余条。其中既有一些算草性质的术文,也有大量抽象性的术文。我们感兴趣的自然是后者。这些抽象性术文按抽象程度高低和应用范围大小可以分成两类。
第一类是非常概括抽象、严谨,并且应用相当广泛的运算法则。这里有三种情形。
1.术文单独立条,条名即是术名,本条中没有例题,但是,随后的条目往往是其例题。以二条“少广”为例:
少广 求少广之术曰:先直广,即曰:下有若干步,以一为若干,以半为若干,以三分为若干,积分以尽所求分同之,以为法。即耤直田二百卌步,亦以一为若干,以为积步。除积步如法,得从一步。不盈步者,以法命其分。
少广 广一步、半步。以一为二,半为一,同之三,以为法。即值二百卌步,亦以一为二。除如法,得从一步,为从百六十步。因以一步、半步乘。下有三分,以一为六,半为三,三分为二,同之十一。得从百卅步有十一分步之十,乘之田一亩。下有四分,以一为十二,半为六,三分为四,四分为三,同之廿五。得从百一十五步有廿五分步之五,乘之田一亩。下有五分,以一为六十,半为卅,三分为廿,四分为十五,五分为十二,同之百卅七。得从百五步有百卅七分步之十五,乘之田一亩。下有六分,以一为六十,半为卅,三分为廿,四分为十五,五分为十二,六分为十,同之百卌七。得从九十七步有百卌七分步百卌一,乘之田一亩。下有七分,以一为四百廿,半为二百一十,三分为百卌,四分为百五,五分为八十四,六分为七十,七分为六十,同之千八十九。得从九十二步有千八十九分步之六百一十二,乘之田一亩。下有八分,以一为八百卌,半为四百廿,三分为二百八十,四分为二百一十,五分为百六十八,六分为百卌,七分为百廿,八分为百五,同之二千二百八十三,以为法。得从八十八步有二千二百八十三分步之六百九十六,乘之田一亩。下有九分,以一为二千五百廿,半为千二百六十,三分为八百卌,四分为六百卅,五分为五百四,六分为四百廿,七分为三百六十,八分为三百一十五,九分为二百八十,同之七千一百廿九,以为法。得从八十四步有七千一百廿九分步之五千九百六十四,乘之成田一亩。下有十分,以一为二千五百廿,半为千二百六十,三分为八百卌,四分为六百卅,五分为五百四,六分为四百廿,七分为三百六十,八分为三百一十五,九分为二百八十,十分为二百五十二,同之七千三百八十一,以为法。得从八十一步有七千三百八十一分步之六千九百卅九,乘之成田一亩。
显然,下一条“少广”的9个题目是上一条“少广”中的“少广术”的应用。属于这类情形的还有:
分乘分术(“分乘”条),随后的“乘”条中大量分数乘法是其应用。
石术(“石
”条),随后的“贾盐”条即是其例题。
误券术(“误券”条),3道术文,随后的“租误券”条即是其应用。
粺毇术(“粺毇”条),15道术文,无随后应用的条目或例题。
粟求米术(“粟求米”条),5道术文,随后的“粟求米”“米求粟”条分别引用其中一道。
2.术、题在同一条中,条名即术名。比如“合分”条:
合分 合分术曰:母相类,子相从;母不相类,可倍、倍,可三、三,可四、四,可五、五,可六、六,七亦辄。倍、倍,及三、四、五之如母。母相类者,子相从。其不相类者,母相乘为法,子互乘母,并以为实,如法成一。今有五分二、六分三、十分八、十二分七、三分二,为几何?曰:二钱六十分钱五十七。其术如右方。有曰:母乘母为法,子羡乘母为实,实如法而一。其一曰:可十、十,可九、九,可八、八,可七、七,可六、六,可五、五,可四、四,可三、三,可倍、倍,母相类止。母相类,子相从。
有4道术文,1道例题。4道术文中两两重复。属于术、题在同一条中,条名即术名的还有:
约分术(“约分”条),有3道术文,1道例题,其中有2道术文相同;
径分术(“径分”条),有2道术文,2道例题;
羡除术(“羡除”条),有1道术文,1道例题;
斩[1]都术(“斩都”条),有1道术文,1道例题;
刍童术(“刍”条),有1道术文,1道例题;
旋粟术(“旋粟”条),有1道术文,1道例题;
囷盖术(“囷盖”条),有1道术文,1道例题;
圜亭术(“圜亭”条),有1道术文,1道例题;
井材术(“井材”条),有1道术文,1道例题;
以圜材方术(“以圜材方”条),有1道术文,1道例题;(www.xing528.com)
以方材圜术(“以方材圜”条),有1道术文,1道例题;
启从术(“启从”条),有3道术文,其中2道分别是关于整数的与分数的,各有1道例题,还有1道术文是分数启从术的逆运算,没有例题;
大广术(“大广”条),有1道术文,1道例题;
里田术(“里田”条),有5道术文,2道例题,其中有4道术文重复。
3.术、题在一条中,条名为题名,而不是术名。比如“出金”条,“出金”是此条中题目的名称,其术文有2条,分别对应于《九章筭术》的“减分术”与“课分术”:
出金 有金三朱九分朱五。今欲出其七分朱六,问余金几何?曰:余金二朱六十三分朱卌四。其术曰:母相乘也为法,子互乘母,各自为实,以出除焉,余即余也。以九分朱乘三朱,与小五相并。今有金七分朱之三,益之几何而为九分七?曰:益之六十三分朱廿二。术曰:母相乘为法,子互乘母,各自为实。以少除多,余即益也。
属于这类情形的还有:
乘分术(“相乘”条),1道术文,与“分乘”条的“分乘分术”基本相同。其前的分数乘法表是其应用。
赢不足术(“分钱”条、“方田”条),各有1道术文,基本相同。各有1道例题。
这第一类术在表述上,大多数比《九章筭术》古朴;有的,比如《筭数书》的赢不足术,不如《九章筭术》的盈不足术那么严谨;有的,比如“粟求米术”,只是《九章筭术》的今有术的应用之一;人们还可以挑出一些不足。但是,这第一类术文就其抽象程度与应用广泛,以及在当时的数学中所起的作用而言,与《九章筭术》的若干抽象性术文是不分轩轾的。而且,有的术文文字与《九章筭术》基本一致。比如,《九章筭术》的“合分术”:
合分术曰:母互乘子,并以为实。母相乘为法,实如法而一。
它与《筭数书》“合分术”中处理“其不相类者”的情形的术文基本一致。总之,《筭数书》的这类术文与《九章筭术》一样,可以称为术文统率例题的形式[6][7]。
第二类是关于一种问题的抽象性术文,比如“狐皮”“金贾”“舂粟”“息钱”“取枲程”“粟求米”“米求粟”“粟米并”“羽矢”“丝练”等条。这些条目中问题的术虽不如上一类术文应用那么宽泛,但是,其术文也不像《九章筭术》卷三、卷六两卷的后半卷及卷九的解勾股形的问题,以及《孙子筭经》[8]的问题那样,都是具体的数字运算,而是具有相当程度的抽象性。以《筭数书》的“息钱”问题与《九章筭术》的“贷人千钱”问为例。《筭数书》的“息钱”问是:
息钱 贷钱百,息月三。今贷六十钱,月未盈十六日归,计息几何?得曰:廿五分钱廿四。术曰:计百钱一月积钱数,以为法。直贷钱,以一月百钱息乘之,有以日数乘之为实。实如法得一钱。
《九章筭术》卷三“贷人千钱”问是:
今有贷人千钱,月息三十。今有贷人七百五十钱,九日归之,问:息几何?荅曰:六钱四分钱之三。术曰:以月三十日乘千钱为法。以息三十乘今所贷钱数,又以九日乘之,为实。实如法得一钱。
显然,两者是同一种问题,不过所假设的各种数字都不同,因此是不同的题目。同时,《九章筭术》的术文只是此特定题目的具体数字的运算细草,解同类问题只能照葫芦画瓢;《筭数书》的术文却比前者抽象,对已知“月百钱息”的任何利息问题都是适应的。
《筭数书》中还有一条分数运算性质的论述,这就是“增减分”条:
增减分 增分者,增其子;减分者,增其母。
此条的意义不难理解。它之后的“分当半者”条是其具体应用。“分当半者”是:
分当半者 诸分之当半者,倍其母;当少半者,三其母;当四分者,四其母;当五分者,五其母;当十、百分者,辄十、百其母。如欲所分,虽有百分以此进之。
以上两类情形,即具有抽象性术文及其应用的部分,连同“增减分”条及其应用,涉及到《筭数书》69条中的45条,接近三分之二;考虑到其中“相乘”“乘”“粺毇”“少广”等条目都比较长,就篇幅而言,这个比例还要高一些。这些内容类似于《九章筭术》的主体部分,即采取术文统率例题的形式,充分反映了《筭数书》对数学理论的重视和取得的重大成就。在《九章筭术》中,采取抽象性术文统率例题的形式的部分约占全书的80%。[6]《筭数书》的比例虽稍低于《九章筭术》,却是后来其他数学著作所无可比拟的。比如说,《孙子筭经》中几乎找不到任何抽象性的术文;《张丘建筭经》的抽象程度比《孙子筭经》高一些,但大都是上述《筭数书》第二类的情形,几乎没有第一类的术文。[2]
一谈到古代的数学理论,人们往往只想到古希腊数学,尤其是它的公理化体系,并且以此为标准来评判其他文化传统的数学。凡是没有形成公理化体系的,就被认为没有理论。因此,即使是对中国古代数学成就十分推崇的学者,也多认为“在古代中国的数学思想中,最大的缺点是缺少严格求证的思想”,中国古代数学中没有形式逻辑,尤其没有演绎逻辑。“在从实践到纯知识领域的飞跃中,中国数学是未曾参与过的”[9][3],因而没有数学理论。笔者认为,刘徽的《九章筭术注》全面证明了《九章筭术》的公式、解法,它是以演绎逻辑为主的[10]。那种关于中国古代数学没使用演绎逻辑的说法,是没有读或者没有读懂刘徽《九章筭术注》的反映。另外,即使是《九章筭术》,尽管它没有数学推理和证明,是数学理论研究方面的极大缺憾,但是,也不能说没有理论。“理论”是个历史的概念。在远古,人们只认识3个苹果、3个梨的时候,有人抽象出“3”,它不仅可以表示3个苹果,3个梨,还可以表示3个别的什么东西,这就是了不起的理论贡献。《九章筭术》是相当成熟、高级的数学著作,它不仅抽象出若干数学概念,而且还在许多问题之上,根据不同的类型,总结出若干抽象性的具有普适性的命题,即公式和解法,称为“术”,在许多领域达到了古希腊数学所未达到的高度,跃居世界的前列。这些抽象的具有普适性的术,当然是数学理论。以这样的观点审视《筭数书》,那么,它的许多抽象性术文是数学理论研究的成果。《筭数书》又给出了分数的性质的“增减分”的命题,也是数学理论研究的体现。这些都是中国先秦时期的高度的数学理论水平的一个重要侧面。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。