登陆注册
10907700000016

第16章 数学成就突出的秦九韶

秦九韶是南宋时期官员、数学家,与李冶、杨辉、朱世杰并称“宋元数学四大家”。他精研星象、算术、营造之学,完成著作《数书九章》,取得了具有世界意义的重要贡献。

秦九韶最重要的数学成就是“大衍总数术”,即一次同余组解法,还有“正负开方术”,即高次方程数值解法。

秦九韶的成就代表了中世纪世界数学发展的主流与最高水平,在世界数学史上占有崇高的地位。

在楚汉战争中,有一次,刘邦手下大将韩信与楚王项羽手下大将李锋交战。苦战一场,楚军不敌,败退回营,汉军也死伤四五百人,于是韩信整顿兵马也返回大本营。

就在汉军行至一山坡时,忽有后军来报,说有楚军骑兵追来。只见远方尘土飞扬,杀声震天。汉军本来已十分疲惫,这时队伍大哗。

韩信兵马到坡顶,见来敌不足500骑,便急速点兵迎敌。他命令士兵3人一排,结果多出2名;接着命令士兵5人一排,结果多出3名;他又命令士兵7人一排,结果又多出2名。

韩信马上向将士们宣布:我军有1073名勇士,敌人不足500人,我们居高临下,以众击寡,一定能打败敌人。

汉军本来就信服自己的统帅,这一来更相信韩信是“神仙下凡”、“神机妙算”,于是士气大振。一时间旌旗摇动,鼓声喧天,汉军步步进逼,楚军乱作一团。

交战不久,楚军果然大败,落荒而逃。

在这个故事中,韩信能迅速算出有1073名勇士,其实是运用了一个数学原理。他3次排兵布阵,按照数学语言来说就是:一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求这个数。

对于这类问题的有解条件和解的方法,是由宋代数学家秦九韶首先提出来的,被后世称为“中国剩余定理”。

秦九韶是一位非常聪明的人,处处留心,好学不倦。通过这一阶段的学习,他成为一位学识渊博、多才多艺的青年学者。时人说他“性极机巧,星象、音律、算术,以至营造等事,无不精究”,“游戏、毬、马、弓、剑,莫不能知”。

秦九韶考中进士以后,先后担任了县尉、通判、参议官、州守、同农、寺丞等官职。他在政务之余,对数学进行潜心钻研,并广泛收集历学、数学、星象、音律、营造等资料,进行分析、研究。

秦九韶在为母亲守孝时,把长期积累的数学知识和研究所得加以编辑,写成了闻名于世的巨著《数书九章》。全书共列算题81问,分为9类,每类9个问题,不但在数量上取胜,重要的是在质量上也是拔尖的。

《数书九章》的内容主要有:大衍类,包括一次同余式组解法;天时类,包括历法计算、降水量;田域类,包括土地面积;测望类,包括勾股、重差;赋役类,包括均输、税收;钱谷类,包括粮谷转运、仓窖容积;营建类,包括建筑、施工;军族类,包括营盘布置、军需供应;市物类,包括交易和利息。

《数书九章》系统地总结和发展了高次方程数值解法和一次同余组解法,提出了相当完备的“三斜求积术”和“大衍求一术”等,达到了当时世界数学的最高水平。

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。

秦九韶所论的“正负开方术”,被称为“秦九韶程序”。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。

此项成果是中世纪世界数学的最高成就,比1819年英国人霍纳的同样解法早五六百年。

秦九韶还改进了一次方程组的解法,用互乘对减法消元,与现今的加减消元法完全一致;同时它又给出了筹算的草式,可使它扩充到一般线性方程中的解法。

在欧洲最早是1559年法国布丢给出的,比秦九韶晚了300多年。布丢用不很完整的加减消元法解一次方程组,而且理论上的完整性也逊于秦九韶。

我国古代求解一类大衍问题的方法。秦九韶对此类问题的解法作了系统的论述,并称之为“大衍求一术”,即现代数论中一次同余式组解法。

这一成就是中世纪世界数学的最高成就,比西方1801年著名数学家高斯建立的同余理论早500多年,被西方称为“中国剩余定理”。秦九韶不仅为中国赢得无上荣誉,也为世界数学作出了杰出贡献。

秦九韶还创用了“三斜求积术”等,给出了已知三角形三边求三角形面积公式。还给出一些经验常数,如筑土问题中的“坚三穿四壤五,粟率五十,墙法半之”等,即使对现在仍有现实意义。

秦九韶还在“推计互易”中给出了配分比例和连锁比例的混合命题的巧妙且一般的运算方法,至今仍有意义。

《数书九章》是对我国古典数学奠基之作《九章算术》的继承和发展,概括了宋元时期我国传统数学的主要成就,标志着我国古代数学的高峰。其中的“正负开方术”和“大衍求一术”长期以来影响着我国数学的研究方向。秦九韶的成就代表了中世纪世界数学发展的主流与最高水平,在世界数学史上占有崇高的地位。

德国著名数学史家、集合论的创始人格奥尔格·康托尔高度评价了“大衍求一术”,他称赞发现这一算法的中国数学家秦九韶是“最幸运的天才”。美国著名科学史家萨顿说道:

秦九韶是他那个民族,他那个时代,并且确实也是所有时代最伟大的数学家之一。

秦九韶,中华民族的骄傲!

同类推荐
  • 宇宙的奥秘

    宇宙的奥秘

    《宇宙的奥秘》本书共分为七章,讲述的是宇宙中不为人知的神奇奥秘。
  • 太空世纪

    太空世纪

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。
  • 怪兽部落百科(奥秘世界百科)

    怪兽部落百科(奥秘世界百科)

    宇宙天地和自然世界真是丰富多彩、纷繁庞杂,使我们对于那许许多多的难解之谜,不得不密切关注和发出疑问。人们总是不断地去认识它,勇敢地去探索它。虽然今天科学技术日新月异,达到了很高程度,但对于许多奥秘还是难以圆满解答。人们都希望发现天机,破解奥秘。古今中外许许多多的科学先驱不断奋斗,一个个奥秘不断解开,推进了科学技术的大发展,但又发现了许多新的奥秘现象,又不得不向新的问题发起挑战。正如达尔文所说:“我们认识自然界的固有规律越多,这种奇妙对于我们就更加不可思议”。科学技术不断发展,人类探索永无止境,解决旧问题,探索新领域,这就是人类一步一步发展的足迹。
  • 医学破译密码(科学探索的真相)

    医学破译密码(科学探索的真相)

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们读者的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,增强科学探索精神,这是科学普及的关键。
  • 节约用水科普读本

    节约用水科普读本

    水是生命之源、生产之要、生态之基。节约水资源是促进经济社会持续健康发展的必然要求,是保护水生态环境的根本之策,是建设美丽家园的重要途径。
热门推荐
  • 大风歌:风之激

    大风歌:风之激

    该诗丛诗歌作品以中国初民时期到西周后期的历史文化为观照对象,宏阔的人文架构是诗歌的精神脉络,散步在民间的信仰、宗教,以及政~治、哲学与人学范畴的诸种题材,是本诗丛所涉及的广阔范围。
  • 夺情女王

    夺情女王

    她涅凰重生,成了商界冷傲总裁的妻子!以她的身份绝地反击,却不成想,又牵扯出一串的爱恨情仇。冷酷的他,温柔的他,风流的他,狡猾的他,痴情的他,几个男人个个优秀至极,她又会使出怎样的招数夺走他们的心?等到成功那刻,心又该如何抉择?
  • 落琴仙

    落琴仙

    上世她是琴仙静悠,被迫一辈子囚禁于天宫中,与世隔绝。被困6年与冷宫作伴。与最爱之人两相隔离,原来一切都是命中注定。今世她是21世纪的古琴高手,却因父母的阻挠与古琴两相隔离,一把绝世宝琴,因缘来到她身边,默默守护着她。绝世宝琴,“无忧琴”在这一世将属于她,却又伴随着更多的艰难困苦。直到她真正的找寻到了真正属于自己的他。。。。。。
  • 女探险家失踪:生人禁地

    女探险家失踪:生人禁地

    【新书《冥妻V5:极品鬼夫宠上天》强势连载中】山中古墓,盗墓贼却被离奇削面,死无全尸。女探险家被恶意绑架、神秘人的死亡游戏背后,到底有着什么样的目的?诡异离奇的生物横行,复活的行尸、灵魅女鬼……这座千年古墓之中又为何隐藏着一座废弃的二战医院?生人禁地,活人止步;违者当诛,万劫不复。看似荒诞离奇的背后,被刻意隐藏、不为人知的秘密,正在逐渐一一浮现。
  • 原谅这世上没童话

    原谅这世上没童话

    面对无法容忍焦点被其夺去的莫小菲的挑衅,她也只是冷眼旁观,直到不堪的过去被人当成把柄攥在手中——她可以为了几枚硬币抛弃尊严,可以吃别人丢弃的食物,唯独碍于他的包容才不得不作出了断。
  • 倒逆的时光

    倒逆的时光

    我是犹以白,我的爱人叫唐书哲,我是男的,他也是男的,这是我和他的故事。其中有笑,有痛,有苦,有甜,虽然有些坎坷,但却很真实,不信你们听我娓娓道来。此文献给我最爱的沈沈夫夫,同时我也祝福“天下大同”。
  • 倘若再遇见

    倘若再遇见

    我们总是在这个纵横交错的世界里不断的错过,刚遇见一个人、却又遇到另一个人,以此来遗忘过去、在我还未老去的年华,我还记得你的脸、记得想起你的难过,多年后茫茫人海再遇见,你可还会记得我?
  • 古怪的乘客

    古怪的乘客

    选取了亚森?罗宾探案故事中的精彩篇目,包含少年罗宾、结婚戒指的秘密、失窃的黑珍珠、罗宾大失败、古怪的乘客等5个独立的短篇悬疑故事。小说风格怪异离奇,充满悬疑气氛,且短小精致,便于携带,是读者旅途或工作途中及闲暇阅读的方便读本。
  • 俗世走一遭

    俗世走一遭

    出生不就就卷入皇位争斗,落得异乡流落,幸得善人照顾长大成人,不幸的是又卷入滚滚俗世!
  • 生存狩猎者

    生存狩猎者

    冰冷废弃的故土上,残存着人类不朽的信念。生存者的战斗往往在狩猎与杀戮中。当人性光辉被灾难笼罩后,一切,只剩下罪与罚。为了能够活下去,或是拯救人类最后的希望。宁愿泯灭最后的一丝伪善,与生存狩猎。——《生存狩猎者》希望大家多多支持,收藏啊,来的猛烈些吧!欢迎大家的评论,七方需要你们的意见和建议!