第56章 张苍篇之历法

关于正、负数的加减运算法则,“正负术曰:同名相益,异名相除,正无入负之,负无入正之。其异名相除,同名相益,正无入正之,负无入负之”。

这里所说的“同名”、“异名”分别相当于所说的同号、异号。“相益”、“相除”是指二数相加、相减。术文前四句是减法运算法则:

(1)如果被减数绝对值大于减数绝对值,即a>b≥0,

则同名相益:(±a)-(±b)=±(a-b),

异名相除:(±a)-(b)=±(a+b)。

(2)如果被减数绝对值小于减数绝对值,即b>a≥0。

①如果两数皆正

则a-b=a-[a+(b-a)]=-(b-a)。

中间一式的a和a对消,而(b-a)无可对消,则改“正”为“负”,即“正无入负之”。“无入”就是无对,也就是无可对消(或不够减或对方为零)。

②如果两数皆负

则(-a)-(-b)=-a-[(-a)-(b-a)]=+(b-a)。在中间的式子里(-a)和(-a)对消,而-(b-a)无可对消,则改“负”为“正”所以说“负无入正之”。

③如果两数一正一负。则仍同(1)的异名相益。

术文的后四句是指正负数加法运算法则。

(1)同号两数相加,即同名相益,其和的绝对值等于两数绝对值和。

如果a>0,b>0,

则a+b=a+b,(-a)+(-b)=-(a+b)

(2)异号两数相加,实为相减,即异名相除。如果正数的绝对值较大,其和为正,即“正无入正之”。如果负数的绝对值较大,其和为负,即“负无入负之”。用符号表示为

①如果a>b≥0,

则 a+(-b)=[b+(a-b)]+(-b)=a-b,

或(-a)+b=[(-b)-(a-b)]+b=-(a-b)。

②如果b>a≥0,

则 a+(-b)=a+[(-a)-(b-a)]=-(b-a),

或(-a)+b=(-a)+[a+(b-a)]=b-a。

关于正负数的乘除法则,在《九章算术》时代或许会遇到有关正负数的乘除运算。

可惜书中并未论及,直到元代朱世杰于《算学启蒙》(1299年)中才有明确的记载:“同名相乘为正,异名相乘为负”,

“同名相除所得为正,异名相除所得为负”,因此至迟于13世纪末我国对有理数四则运算法则已经全面作了总结。

至于正负数概念的引入,正负数加减运算法则的形成的历史记录,我国更是遥遥领先。

国外首先承认负数的是七世纪印度数学家婆罗门岌多(约598-?)欧洲到16世纪才承认负数。

第九章“勾股”:利用勾股定理求解的各种问题。其中例题24个,立术19条。绝大多数内容是与当时的社会生活密切相关的。

提出了勾股数问题的通解公式:若a、b、c分别是勾股形的勾、股、弦,则a²+b²=c²。在西方,毕达哥拉斯、欧几里得等仅得到了这个公式的几种特殊情况,直到3世纪的丢番图才取得相近的结果,这已比《九章算术》晚约3个世纪了。

勾股章还有些内容,在西方却还是近代的事。

例如勾股章最后一题给出的一组公式,在国外到19世纪末才由美国的数论学家迪克森得出。

张苍编撰并增补的《九章算术》是我国传统文化的瑰宝,《九章算术》内容十分丰富,全书总结了战国、秦、汉时期的数学成就。

同时,《九章算术》在数学上还有其独到的成就,不仅最早提到分数问题,也首先记录了盈不足等问题,《方程》章还在世界数学史上首次阐述了负数及其加减运算法则。

它是一本综合性的历史著作,是当时世界上最简练有效的应用数学,它的出现标志中国古代数学形成了完整的体系。

贾谊与师曼认真聆听恩施张苍的教诲,在今后的几年里帮着张苍重新编撰完善《九章算术》、《上计律》、重新整理修订流传了千年的《颛顼历》和编订了音律。

颛顼历是秦国在西周末期便开始沿用的历法,一直经历了春秋战国时期,直至秦帝国建立之后才将颛顼历法普及全国。

然而汉朝建立之后,仍然遵奉颛顼历为正朔,但出于改朝换代的需要,以及张苍本人的科研精神,就轻而易举地将颛顼历重新修订了一番。

因为原本在秦国使用的“颛顼历”中,与现如今理解的历法观念是有很大差距的。

秦朝是以十月为一年之始,次年的九月为年末。也就是说你穿越回了秦朝,千万不要喜滋滋的认为快到一月份了就要过年了,真正的一年之初是十月份。

“宫、商、角、徵、羽”(读音为gōng shāng jué zhǐ yǔ)是我国五声音阶中五个不同音的名称,类似现在简谱中的1、2、3、5、6。即宫等于1(Do),商等于2(Re),角等于3(Mi),徵等于5(Sol),羽等于6(La),亦称作五音。这个也是张苍及其弟子们的贡献。

可惜,天妒英才,贾谊在33岁便因病去世,比他老师张苍还早去世5年。

张苍由于看破人生,懂得保养,活到103岁才去世,从今天来看,张苍也算得上是老寿星了。