中國數學·明、清時期的中國數學
在明代,由于政治腐敗、不注重理論、廢除數學考試等原因,使得中國數學逐漸走向緩慢發展的道路。在當時,社會上流傳著數十種數學著作,這些著作大都是反映日常應用數學和商業貿易數學,其內容比較淺顯,文字通俗易懂,還編撰了各種歌訣,便于記憶,其算法也容易掌握,因此促使這種數學廣為流傳,而古代的《九章算術》、《數書九章》、天元術、四元術等則幾乎成了絕學。當時的代表作計有明吳敬 《九章算法比類大全》、明程大位《直指算法統宗》、明王文素《新集通證古今算學寶鑒》三書,這些書籍雖然采用《九章算術》各章的名目,但其內容卻多是日用或商業的數學知識,還有一大部分內容屬于珠算的技巧和算法。于是珠算之盛行與普及代替了古代的籌算法,以籌算為基礎的數學也漸次匿跡、消失。
就在中國數學走向低谷的時候,西方教士利瑪竇(M.Ricci,1552—1610)首先來華,一方面傳播天主教義,一方面傳入西方的科學以及數學知識。于萬歷三十五年(1607),他便與明徐光啟合譯了歐幾里得的名著,稱為《幾何原本》前六卷。繼利瑪竇之后,有大批西方教士接踵來華,有的在政府部門里工作,有的在教堂傳教,這些西方教士與中國學者共同編撰、翻譯了不少西方科學著作,僅就數學而論,所編、譯的著作多屬于初等數學范疇,因而對中國數學產生了一定的影響。
就在中算瀕于失傳,西算剛剛輸入之際,中國學者的態度極不一致,有人以為“薄古法為不足觀”,有人以為“斥西人為異學”,而清初數學家梅文鼎則主張:“法有可采何論東西,理所當明何分新舊”。于是他融會貫通中西之學,自成一家之言。其著作頗豐,粗略統計,約八十八種之多,達二百余卷。主要著作有:《籌算》、《筆算》、《度算釋例》、《平三角舉要》、《弧三角舉要》、《方程論》、《幾何補編》、《環中黍尺》、《塹堵測量》、《勾股舉隅》以及《方圓冪積》等,幾乎遍及初等數學的各個分支。
康熙,是清朝第二任皇帝。自幼喜愛科學,尤其酷愛天文與數學,并召法教士張誠 (Jean FrancoisGerbillon,1654—1707)、白晉(J.Bouvet,1656—1730) 及比利時教士南懷仁 (Fredinand Vevbiest,1623—1688)入宮講解西方科學與數學,還接受陳厚耀的建議,開設“蒙養齋”,任梅文鼎之孫梅瑴成為蒙養齋編修官,編修《律歷淵源》、《數理精蘊》等書。《數理精蘊》共五十三卷,其內容除有當時已傳入的一些西方數學知識外,還有中國數學家如梅瑴成的某些研究成果。《數理精蘊》不但是按算術、幾何、三角、代數學科分類的著作,也相當于是一部中國初等數學的百科全書,又因此書有“康熙御制”之名,故流傳較廣,其影響亦大。
受西方教士的影響,中國學者多所著述。例如,清年希堯經常與意大利教士郎世寧 (Giuseppe Castiglione,1688—1766)共同切磋工程圖學的技藝,領悟西方的透視學的精神,經多年鉆研寫成《視學》一書;《視學》不僅是中國圖學的最早著作,也是世界上較早的圖學專著,在國際上也產生了一定的影響。又如法教士杜德美(Jartonx Plerre,1668—1720)曾將西方三個冪級數展開式傳入中國,稱為“杜氏三術”,他只傳入三個公式,卻未明確其理;蒙族數學家明安圖以多年精力,以中國數學的精神、用初等數學方法證明了“杜氏三術”,并給出六個展開式及其證明,共計“九術”。這“九術”對后世有一定影響,引起了如汪萊、董佑誠、項明達等人的關注,從而得到許多新的研究成果。
乾隆年間,開設四庫全書館,為了編撰《四庫全書》,一方面輯錄《永樂大典》所保存之書,一方面征集私家所藏之書; 因而發現并挖掘出多部瀕于失傳的中國古代數學著作,為了探討、校訂這些古代典籍,形成了所謂“乾、嘉學派”,他們用分析、歸納的方法,對這些古籍進行研究、校勘、注釋,這對于恢復古籍原貌起到了積極作用。為了復興古算,對于所挖掘出來的古算典籍進行了整理、校勘、注釋、研究,其中作出貢獻的,計有戴震、李潢、焦循、汪萊、李銳、羅士琳等人。
到清代后期,西方數學第二次輸入中國,中國數學研究曾出現一時的活躍,疇人輩出,著述如林,如在冪級數、尖錐術、組合數學、不定分析等方面,也獲得不少可喜成果,雖不及同期西方數學的水平,但有些成果卻是中國學者獨立創造出來的。李善蘭在接觸西方數學之前,受到垛積術及傳統極限觀念的啟發,創造出一種相當于微積分的方法,即尖錐術。他在《方圓闡幽》一書中,以十個“當知”也即十個命題,給尖錐術建立了理論的基礎,并列舉了一些例證加以核算。李善蘭還對垛積術進行了深入研究,他借助、擴展了“賈憲三角”,在《垛積比類》中創造出數十套垛積公式,他別樹一幟,自成系統,成為組合數學的光輝成果。
鴉片戰爭之后不久,李善蘭、華蘅芳分別翻譯了不少西方古典高等數學著作,從此,西方變量數學開始傳入中國,由于文字關系,中國學者接觸、研究西方數學還有很大的局限性,于是,清政府為形勢所迫,不得不設立同文館,培養專門人才,并選派留學生,出國深造。等到大批留學生回國之后,便興辦洋學堂,設立洋課程,培養出許多數學人才,從而使得中國數學的研究與數學的教育,逐漸走向世界數學的發展道路。
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