今年七月,在大连召开了第一次全国数学史学术讨论会。到会代表54名,递交论文26篇。著名数学家吴文俊、数学史家严敦杰参加了大会并作了报告。下列三篇由苏平摘自大会论文。
刘徽《海岛算经》是一部关于测高望远之术的专著。传流后世,所载九题只有方法结果而无注析附图,杨辉在《算法通变本末》卷中曾说:“海岛算法,隐奥莫得其秘”。清代李潢、沈钦裴等都曾尝试补出证明,由于滥添平行线,与刘镦原意显无共同之处。我们认为,要使古证复原,应遵循以下三项原则:
原则之一:证明应有史实史料上的依据,不能凭空臆造。
原则之二:证明应符合当时与本地区数学发展的实际情况,而不能套用现代的或其他地区的数学成果和方法。
原则之三:证明应自然地导致所求证的结果公式,而不应为了达到预知结果以致出现不合情理的人为雕琢痕迹。
中外经典著作,流传至今,历代难免有后人随意篡改增添,甚至伪造伪托,以至真假不辨,以上原则也可作为鉴别真伪的一种手段。
以下尝试将《海岛算经》九题的古证补出。中国古代的几何学有其自己的发展过程与方法体系,与欧几里得几何迥乎不同。在我国古代几何中,并未见到明显的平行线概念,角度也很少用,虽有比例理论,但文献所载局限于勾股相似形的简单比例关系,而未见到有关一般相似形以及各种比例式的变形转化等记载。在古证复原中,这些概念都应避免使用,像李潢在1820年的《海岛算经细草图说》中滥添平行线的做法、实难允许。反之,出入相补,各从其类的原理,明显见诸九章刘徽注以及赵爽著作,在《九章算术》的商功勾股诸章曾有多方应用。此原理可得两推论:
本文关于《海岛》九题的复原古证,无非是这两推论的反复运用。九题中岛高公式、松高公式以及谷深公式代表了古代用矩立表以望高、知远、测深三个基本结果,余题的公式皆可从这三个基本公式容易得出。