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字词 详解九章算法
类别 中英文字词句释义及详细解析
释义

详解九章算法

 《详解九章算法》是中国古代重要数学著作,宋元数学高潮代表作之一。南宋景定二年(1261)杨辉(见“杨辉算法”)以魏刘徽注、唐李淳风等注释,北宋贾宪细草的《九章算术》为底本撰注,12卷。杨辉在世时曾刊印,今已不传。明修《永乐大典》(1408),曾分类抄录本书,名曰《详解九章》,有关的《永乐大典》今仅存卷16343、16344,内含本书卷4衰分(下)、卷5少广的内容。清中叶毛生甫家藏一部石研斋主人秦黌抄本,仅存卷6商功之一部分、卷7均输、卷8盈不足、卷9方程、卷10勾股及卷末纂类。道光二十二年(1842)上海郁松年嘱宋景昌校勘后刻入《宜稼堂丛书》,《丛书集成(初编)》是其排印本。郁松年等认为此书中除《九章算术》本文、刘、李注之外的内容均系杨辉所撰。近考,杨辉说他以贾宪《黄帝九章算经细草》为底本,“择80题以为矜式,自余166问,无出前意,不敢废先贤之文,删留题次,习者可以闻一知十”,而卷5—10凡四卷半、98题中,有《九章算术》刘、李注之外文字者即达92问,说明此书包括《九章算术》本文、刘徽注、李淳风等注释、贾宪细草(原书全名《黄帝九章算经细草》)和杨辉详解5种内容。本书卷2—10《九章算术》本文以外的大字,即新设题目、术(法)、草,以及某些注释,是贾宪细草即《黄帝九章算经细草》的内容。而解题、比类、详解及一部分注释(全部用小字),是杨辉所撰。卷首图、卷一乘除(均已佚)、卷末纂类全部为杨辉所撰。
 贾宪,北宋数学家,生平、籍贯不详,是北宋天文学家、数学家楚衍的学生,撰《黄帝九章算经细草》9卷、《算法数古集》二卷(已佚)。北宋仁宗时曾任左班殿直,大约生活在11世纪上半叶。他重视算法研究,在算法的抽象化、程序化上作出极大贡献,是宋元数学高潮的主要推动者之一。
 《黄帝九章算经细草》是刘徽《九章算术注》之后关于《九章算术》最重要的研究著作,它以刘徽注、李淳风等注释的《九章算术》为底本,补充了若干新设的题目、术(或法)、细草,有的是术(法)草合一,大字为术(法),小字为草。南宋绍兴十八年(1148)荣棨曾刊刻,名为《黄帝九章算经》,今已不存。杨辉作《详解九章算法》时抄录了贾宪细草的部分内容。今随杨辉本书存贾书卷3衰分(下)、卷4少广(《永乐大典》卷16343、16344)、卷5商功(一部分)、卷6均输、卷7盈不足、卷8方程、卷9勾股(《宜稼堂丛书》本),其余部分已佚。贾宪提出的术(法)有以下几种情况。1.将《九章算术》原来未离开题设对象及数字的术文抽象或具有普适性的术文,如勾股章解勾股形诸问的解法分别被抽象成勾及股弦较求股弦法、勾及股弦和求股弦法、勾股较及弦求勾股法、勾弦较股弦较求勾弦法、勾弦和率股率求勾股弦三率法等一般性方法,均输章的情况也是如此,这就在刘徽注的基础上大大提高了《九章算术》的抽象化程度。2.在《九章算术》已有的方法之外,给出若干新的方法,如盈不足章将用盈不足术解决的一般算术问题根据问题本来的性质分别给出互换术(即《九章算术》之今有术)、分率术、合率术解法,又如均输章九节竹问,用方程术求解,为后来杨辉等对《九章算术》重新分类作了准备。3.对许多数学分支进行总结,如在勾股章首贾宪提出“勾股并而为和,减而为较,等而为变为段,自乘为积为幂”的界定,接着提出“勾股生变十三名图”,即勾、股、弦、勾股较、勾弦较、股弦较、勾股和、勾弦和、股弦和、弦较和(即弦与勾股较之和)、弦和和(即弦与勾股和之和)、弦和较(即勾股和与弦之较)、弦较较(即弦与勾股较之较)13种关系及其变成勾股较、股弦较、弦和较的段数,包括了勾、股、弦及其和、差的所有可能的关系,比《九章算术》和刘徽都进了一步。贾宪说这些关系“有用而取,无用不取,立图而验之”,表明它对勾股理论有提纲挈领的作用。对开方术,贾宪提出了开方作法本源,即贾宪三角(中学课本及某些读物误为杨辉三角),它是将二项式(a+b)n,n=0,1,2…的展开式的系数自上而下排成一个等腰三角形。贾宪三角下面有五句话概括了三角中各数在立成释锁开方法中的作用。贾宪还提出了“释锁求廉本源”,即“增乘方求廉法”,说明了贾宪三角的造法。贾宪三角不仅用来开方,还成为元朱世杰解决高阶等差级数求和问题的有力工具。后来阿拉伯地区也出现同类三角,17世纪法国帕斯卡也提出了这个三角,故西方称之为帕斯卡三角。4.对原有方法进行改进,或创造新的方法。贾宪吸取《九章算术》、刘徽、《孙子算经》等开方法的长处,扬弃了其不足,提出了立成释锁开方法,其程序与现今无异。贾宪最重要的贡献是创造增乘开方法。这是用递增方法即随乘随加达到立成释锁法适用贾宪三角各廉异曲同工的目的。贾宪不仅有开平方、开立方的增乘开方法,而且有递增三乘开方法即增乘开四次方的程序,说明贾宪确已能开高次方。增乘开方法整齐、简捷,只要掌握了定位及退位方法,其余程序对任何次开方都相同,容易掌握。这种方法对宋元数学影响极大,开方术的研究成为宋元数学最重要的课题,盖肇源于此。稍后,阿拉伯人也掌握了这种方法,西方在19世纪初创造了同类方法,叫霍纳法或鲁菲尼—霍纳法。
 《详解九章算法》中杨辉所撰部分现存卷4—10中的解题、比类及卷末纂类。这三项是古算经注疏体例上的创新。杨辉说:“恐问隐而添题解”,“解题”是对《九章算术》原题的性质以及某些名词作解释,也有文字校勘或方法的评论。杨辉说“僭比类题以通俗务”,即以应用对象不同而算法相同,或应用对象相类而算法有异的题目与《九章算术》的题目相类比。最值得重视的是商功章以各种垛积分别与同形状的立体相比类。在中国,垛积问题最先是由北宋沈括(1031—1095)创造的,叫隙积木,是求酒坛、水果垒成的堆垛的体积,实际上是二阶等差的数求和问题,开宋元这一课题之先河。杨辉以方垛、方锥垛、三角垛、刍甍垛、刍童垛分别比类于方亭、石锥(阳马同)、鳖臑、刍甍 、刍童,给出了这些垛积的公式,说明了与其相比类的立体体积公式的差异。虽然它们都可由沈括的隙积木推出,但毕竟扩展了二阶等差级数的应用范围。卷末纂类是对《九章算术》的方法和题目重新分类。纂类中有三种分类表,都是把《九章算术》的246个题目分成乘除、互换、合率、分率、衰分、叠积、盈不足、方程、勾股9类。题目的具体分配有区别,看来第3种是杨辉的分类,在这种分类中,将《九章算术》的73种方法也分入上述9类中。杨辉的要求是“以法问浅深,资次类章”。这种分类尽管仍有不尽合理之处,但按数学方法分类,废止按应用分类,突破了《九章算术》的格局,是个创举。

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详解九章算法

 《黄帝九章》备全奥妙,包括群情……辉虽慕此书,未能贯理,妄以浅也,聊为编述,择八十题以为矜式。自馀一百六十六问,无出前意,不敢废先贤之文,删留题次,习者可以闻一知十。恐问隐而添题解,见法隐而续释注,刊大小字以明法草,僭比类题以通俗务。凡题法解白不明者,别图而验之,编乘除诸术以便入门,纂法问类次见之章末,总十有二卷。
 

宋·杨辉《详解九章算法》序


 向获善本,得其全经,复起于学,以魏景元元年刘徽等、唐朝义大夫行太史令上轻车都尉李淳风等注释、圣宋右班直贾宪撰草。……于是以答参问,用草考法,因法推类,然后知斯文非古之全经也。将后贤补赘之文修前代已废之法,删立题术,又纂法问,详著于后。
 

宋·杨辉《详解九章算法·纂类》


 【评】以上两段说明杨辉在刘徽注、李淳风等注释、贾宪细草的《九章算术》上作详解。
详解九章算法

213 详解九章算法

又名《详解黄帝九章》。南宋杨辉著。1261年成书,12卷。系对《九章算术》的详细注释和演草。便于初学者使用。除《九章算术》9卷外,又增加“图”、“乘除算法”、“纂类”3卷。各卷都由解题、细草、比类三部分组成。“解题”是关于《九章算术》原题的校勘和解释,包括名词解释和对某些问题的评论。“细草”是各题的算草(具体演算过程)和图解。“比类”系对当时比较流行且与《九章算术》原题解法类似的问题的归纳。在“纂类”中,对《九章算术》的246个问题依程度深浅和解题所用数学方法作了重新归类。在当时实为一项创举。该书记载了现已失传的多种数学著作中的一些问题和解法,保存了宋代及其前的许多宝贵数学史料。其中贾宪三角、早期的增乘开方法、垛积术等杰出成就皆因该书引录得以传世。为后世了解当时数学发展情况提供重要资料。其编纂体例对其后数学著作的编写亦有很大影响。现传本已不全,仅有“商功”、“均输”、“盈不足”、“方程”、“勾股”、“纂类”等。

☚ 数书九章   续古摘奇算法 ☛

详解九章算法

十二卷。宋杨辉 (生卒年不详)撰。杨辉字谦光,钱塘 (今杭州)人。据陈几先为杨辉 《日用算法》撰跋称他能 “以廉饬己,以儒饰吏”可知杨辉曾当过地方官员,是当时有名的数学家。他结合自己的工作,搜集和阅读大量的数学著作,进行研究,从1261年至1275年先后编成数学书五种二十一卷,即 《详解九章算法》十二卷 (1261),《日用算法》二卷 (1262),《乘除通变本末》三卷 (1274),《田亩比类乘除捷法》二卷 (1275),《续古摘奇算法》二卷(1275)。《详解九章算法》现传本为宜稼堂丛书本,已非全帙,且编排错乱。据杨辉自序可知这书乃取《九章算术》中的八十问进行详解,除《九章》九卷外,增添三卷:一卷是图,一卷讲乘除算法,一卷是纂类。现据当代中算史家严敦杰对十二卷次序排比的订正,将该书内容介绍如下:卷首,图。这些原图现已失传,据卷五少广章:“立草在《九章》卷首布置图内”,可知这是为方便演草而设计的图。卷一乘除。该卷已失传。据《算法通变本末》卷上:“《详解九章算法》第一卷有乘除,立问一十三题,专说乘除。”卷二为方田章第一,原卷已佚。卷三是粟米章第二,原卷已佚,《永乐大典》卷一六三四三算法十四异乘同除内引杨辉《详解》两题当是此卷佚文。卷四衰分章第三,原卷已佚。《永乐大典》卷一六三四三算法十四保存了这卷残存的十一题。卷五少广章第四,全卷现保存在《永乐大典》卷一六三四三算法十五之内,除《九章》二十四问之外,杨辉又补了开三乘方一题,同时还引录了贾宪的“开方作法本源”图以及该图的构造方法为“增乘方求廉法草”。卷六商功章第五,传本存十三题,缺十五题。卷七均输章第六,传本缺一题。卷八盈不足第七。卷九方程章第八,传本缺四题。卷十勾股章第九,卷末纂类。纂类即把《九章》二百四十六题按“以法问浅深,资次类章”的要求重新编排分类,其分类的项目是:乘除,分率(乘除应用题),合率(合分法应用题),互换(比例题),衰分,叠积,盈不足,方程,勾股。在每一类中,杨辉由总的算法演绎出不同的具体方法,又由具体方法推出相应的习题。例如方程类依次给出方程、损益、分子、正负四法,其中方程为干,其余三法为枝,由干生枝;又如勾股类三十八问,分为二十一种方法,其最基本形式为勾股定理,由此演出各种复杂的勾股问题解法。显然杨辉这种“因法推类”是一种演绎思想。《详解》的体例分为三项: 1. 解题,先把题问的道理讲清楚,交代题问的性质及内容,解释题意、名词和术语,对题目加以评论,进行文字校勘等。2. 细草,包括图解和算草,图中不仅有“题图”,而且有“法图”,“以图参法,取用可知”,生动直观的插图,为学习者提供了方便。算草则先列“法曰”,后才演草。法是一般性方法,草是解答本题的演草。3. 比类,即在各种解法之后给出该法所适用的若干性质相近的题目。杨辉自序说:“僭比类题以通俗务。”其应用较突出的是商功章,通过方亭、方锥、鳖臑、刍童等题比类得出各种垛积公式,形成独特的垛积术。杨辉对于算法的研究十分重视,在序言中他写道:“题有分者,随通之;母不同者,齐子并之;田不匠者,折并直之;数皆求者,互乘换之;差等除实,别而衰之;错糅为问,正负入之;勾股旁要,开方除之;节题匿积,演段取之。”杨辉称:“此算法之尽理也。”对当时的各种算法作了详尽的概括。在书中杨辉还对许多古代数学典籍广泛引证,为后世保存了许多数学史料。该书对普及《九章算术》,弘扬中算古法起到一定作用。明吴敬就是在此书影响下写出了《九章算法比类大全》的。明顾应祥《勾股算术》(1533),程大位《算法统宗》(1592)都引用了杨辉的算法。当代中算史家李俨的《宋杨辉算书考》(载《中算史论丛第二集》)、严敦杰的《宋杨辉算书考》(载《宋元数学史论文集》)对杨辉的《详解九章算术》作出了独到的考证研究。《详解》 的版本有 《宜稼堂丛书》本 (残存本)。

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