数学家李冶:不耻贱技甘做牛蝌蚪五线谱 2017-10-24 |
“28-x2==3”、“ x^2+2x-3=0 ”,像这种一元方程,相信初中学生都能很快解答出来。但在800多年前那个没有字母代数的时代,人们遇到这类用文字描述的问题,一般就完全傻眼,不知从何 算起。直到金元之际的数学家李冶总结出天元术后,这类问题才开始有了系统的列式和解法。
李冶原名李治,因为与唐高宗同名同姓,违反金朝 “平民不得与古今皇帝同姓名”的禁令,便改名为冶。李冶是大兴县(今北京市境内)人,自幼对数学和文学都感兴趣,十分的聪明。他所处的时代,正值金朝衰 败,元朝兴起,所以战争频繁,百姓流离失所。李冶在金朝当了几任小官后便北渡黄河避难,和至交好友元好问在山西崞县的桐乡隐居。后来,元世祖忽必烈几次派 人请李冶到朝修国史,他都以病为由拒绝了。
李冶小像(网络图)
生病是假,想投身数学研究是真。看到好友元好问创作了一首首脍炙人口的诗词,李冶深感流光易逝,不抓紧做点事业真对不起一身皮囊。他很快便投身到一直关注的数学课题--天元术的潜心研究中。
“天元”即未知数的意思,简单地说,就是代数中惯用的字母“x”。在李治之前,已经有人提出过对方程中未知数的简单算法,但一是计算方法不系统,二则计 算没有固定格式。李冶为此深以为忧,决心要改变这种现象。众所周知,科学研究是一项平心静气的活动,特别要求生活稳定、安宁的环境。李冶在桐川时身处陋 室,常常为温饱奔波,可以说条件极为艰苦。但是他一有空就把自己关在屋里演算、推理和写作,没有一天中断过。经过十几年的努力,李冶终于于1248年完成 《测圆海镜》一书。这是我国现存最早系统介绍天元术的著作。此书总结出一套实用的求解未知数的程序,还发明了负号和中文数字零,比欧洲早300年。
《测圆海镜》关于圆的分析图
此后,李冶在河北元氏县封龙山隐居教学时,发现《测圆海镜》比较深奥,难以普及,便又穷尽心血,花了近10年时间写成天元术的普及教科书--《益古演 段》。此书共举例64题,主要涉及圆径、方边、周长等问题的解答。通过这两本书,人们能依葫芦画瓢地列出方程解决类似问题。
李冶醉心天 元术一事,让当时许多人都不理解,有人甚至还称他为“数字牛”,言下之意就是把他比喻为一个醉心于数字堆的老黄牛。因为当时人们认为数学是“贱术”,是闲人干的事儿。
公元1248年的一天中午,李冶从一位富绅家丈量土地面积后,回到封龙书院,丢下工具就开始准备下午上课用的教具。这时,一位有过一面之缘的 豪绅前来拜访。这人见李冶衣着简单,穿得和一般市民一样,桌上摆的也不过是两个素菜,一碗稀饭,便很是不屑。他本是来劝李冶到元朝做官的。谁知他刚开口说 到“兄台放弃高官厚禄,甘愿粗茶淡饭,醉心那些死板的数字,何不到当朝为官,光阴耀族?”时,李冶打断他的话头:“如果阁下交流一下生活心得,欢迎请坐; 如果让我不爱数学,投身官场,那请便!”豪绅很尴尬,想了想,便赋诗一首为自己解围:“玩物丧志戏贱技,高官厚禄美名留。荣华富贵青云路,何作庶民数字 牛?”
李冶摇摇头,知道自己和豪绅不是一路人,便也口占诗歌一首:“高官厚禄吾不爱,数字游戏兴趣稠。人间科技通四海,不耻贱技甘做牛。”
正是这种醉心甘为“数字牛”的精神,促使李冶几十年如一日地投身天元术之中,并取得了前人未有的成绩。1279年,87岁高龄的李冶逝世时,特意叮嘱儿 子:“吾平生著述,死后可尽燔去,独《测圆海镜》一书,虽九九小数,吾尝精思致力焉,后世必有知之者……”这种境界,无愧于名列金元四大数学家(李冶、杨 辉、秦九韶、朱世杰)。
人物小档案:李 冶(1192~1279),原名李治,字仁卿。金元时期的数学家、文学家、诗人。金正大末进士,辟知钧州。金亡北渡,流落忻崞间,常与元好问唱和,世称 “元李”。李冶在数学上的主要贡献是天元术(设未知数并列方程的方法),用以研究直角三角形内切圆和旁切圆的性质。与杨辉、秦九韶、朱世杰并称为“宋元数 学四大家”。
名言:积财千万,不如薄技在身。金璧虽重宝,费用难贮蓄,学问藏之身,身在即有余。
责任编辑:李阳阳
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