宣城市位于安徽省東南部,是著名的中國文房四寶之鄉(xiāng),宣紙的原產(chǎn)地。宣城文化底蘊(yùn)深厚,宣城梅氏家族被公認(rèn)為目前國內(nèi)歷史最長、世系最為清楚、歷史名人最多的一個文化世家,時人稱為“宣城梅”。“宣城梅”在科學(xué)界最具代表性的人物,非梅文鼎莫屬。
作為“宣城數(shù)學(xué)派”的創(chuàng)始人,梅文鼎畢生致力于發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)科學(xué)的精華并通匯西學(xué),不但是公認(rèn)的大清朝“歷算第一名家”,還被世界科技史界譽(yù)為與(英國)牛頓、(日本)關(guān)孝和齊名的“三大世界科學(xué)巨擘”……
怒撰名著
明朝末年,宣城梅氏家族出了一個神童,名喚梅文鼎。他自幼喜歡算學(xué)與歷法(簡稱“歷算”), 隨塾師羅王賓了解了星宿的名稱、位置及四季變化情況。九歲時,他已熟悉四書五經(jīng),并對史書中的歷書部分有所了解。二十七歲時,他師從名儒倪觀湖學(xué)習(xí)天文歷法,并廣讀中國或西方的歷算典籍。
天文歷法的制定離不開測算,且也需要用數(shù)學(xué)來闡明。理解到這一點(diǎn)的梅文鼎一面挖掘中國古代算學(xué)中的精華,一面潛心研讀西算冊本,力圖將中西算法融匯貫通。
梅文鼎像( 網(wǎng)絡(luò)圖)
公元1672 年初夏,梅文鼎應(yīng)邀到池州參加算學(xué)交流活動。活動在一個教堂里舉行,主持人是一個西洋布道士。會場兩邊的桌上,擺滿中文版的西方算學(xué)典籍,其中包括歐幾里得的《幾何原本》。
“各位尊敬的科學(xué)家,歡迎大家來了解西方科學(xué)文化,”一位高鼻子藍(lán)眼睛的布道士在臺上用中文講話,“50多年前,偉大的意大利國科學(xué)家利瑪竇等人把西方的天文、數(shù)學(xué)帶到這里,讓中華的科學(xué)進(jìn)步了幾百年。”
梅文鼎越聽越氣,但又感到無奈。他心里很清楚,元代以前,中華的歷算都領(lǐng)先西方。但元、明朝300 多年間,朝廷很不重視歷算,到清朝初年,歷算典籍散失很多,研究歷算的人也越來越少。而在西方,經(jīng)過文藝復(fù)興運(yùn)動后,科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)。以利瑪竇為首的布道士來到中國,不但帶來了《幾何原本》等西洋歷算典籍,也帶來了晚明士大夫?qū)W習(xí)西學(xué)的風(fēng)氣。
對此,朝臣徐光啟持歡迎態(tài)度,并與西洋布道士共譯西算。然而,由于時政混亂,并沒持續(xù)多久。清朝康熙年間,隨著布道士的增多,朝臣對西洋歷算和布道士的態(tài)度分為兩派:一派以朝臣南懷仁為首,深受徐光啟影響,主張全面學(xué)習(xí)西方歷算;另一派以前明遺老楊光先為首,反對引進(jìn)西方歷算。這起著名的“歷訟”事件持續(xù)了幾十年,最后以楊光先一派落敗告終。西洋布道士遂趾高氣昂,得意忘形,到處宣揚(yáng)說中華的歷算不如西方。來參會之前梅文鼎已經(jīng)想到這一層,但沒料到布道士竟如此囂張!
利瑪竇(左)與明朝科學(xué)家徐光啟討論科學(xué)(網(wǎng)絡(luò)圖)
“西洋算學(xué),高深莫測,你們要好好學(xué)習(xí)。據(jù)我所知,中華就沒有方程這個概念……”布道士繼續(xù)濤濤不絕。
“請等等!”梅文鼎站了起來,大聲地說,“據(jù)我所知,我中華早在一千多年前就有方程及解法。我國有一古書,叫《九章算術(shù)》,書中第八卷的卷名,就叫‘方程’。”
“書上是不是用 X 來代表未知數(shù)?”布道士對中華歷史比較了解,“是不是有一元方程的解法?”
“沒有 x 這個字母。我們把求 x 的過程叫‘一元術(shù)’。”梅文鼎強(qiáng)調(diào),“方程非西法所有。”
“你有這方面的專業(yè)研究記錄嗎?”布道士也較起真來。
“我梅文鼎當(dāng)眾發(fā)誓,一年內(nèi)我要寫一部關(guān)于方程的書。到時,請你當(dāng)眾朗讀!”在布道士的一臉驚愕中,梅文鼎大步走出教堂。
回到梅府,梅文鼎強(qiáng)壓怒火,先把書房里所有的算學(xué)古籍翻出來,把其中關(guān)于方程的內(nèi)容輯成冊。接著,他對冊子內(nèi)容進(jìn)行勘誤,并結(jié)合西方算學(xué)得出新解法。做完這一切后,他把書稿寄給當(dāng)時的算學(xué)學(xué)者潘來、袁士龍等,請他們校正。
半年后,一部名叫《方程論》的數(shù)學(xué)典籍初稿完成。書中不但討論了“方程”一詞的涵義,按符號的排列情況對線性方程組進(jìn)行了分類,還糾正了前人著作中關(guān)于方程解法的一些錯誤。
梅文鼎的第一部算學(xué)著作,《方程論》(網(wǎng)絡(luò)圖)
《方程論》對外發(fā)行后,梅文鼎只是給當(dāng)初宣讀的布道士寄去一部書和一封信,信中沒要求對方當(dāng)眾朗讀。因?yàn)樗驹趯W(xué)術(shù),不愿也沒有時間去計(jì)較。所以,他加緊傳信給好友方中通 (注一) 與薛鳳祚 (注二) ,通知兩位同行好友來府中賞書。他給方中通的信這樣寫:“西方布道士自以為數(shù)學(xué)比中華發(fā)達(dá),我特寫此書,以求讓天堂的利瑪竇也無話可說。”(愚病西儒排古算數(shù),著《方程論》,謂雖利氏無以難。)
原來,他與方、薛有個十年之約。
十年之約
公元1673 年仲夏,大清朝康熙年間。
宣城東南柏枧山口的梅府里,擺了一桌酒席。主人梅文鼎站在門口,迎接來自遠(yuǎn)方的客人。時年四十的他精神頭十足。
“梅兄好。薛兄傳書說,你最近出版算學(xué)大作,我們特相約來慶祝。”一位身材魁梧的中年漢子邁進(jìn)府門,后面的仆人背了一包東西。此人正是方中通,廣東浮山人氏, 對算學(xué)、物理 等 頗有研究 ,尤喜算學(xué)。他口中的薛兄,自然是算學(xué)高才薛鳳祚。
“過獎,過獎。方兄遠(yuǎn)道而來,請?zhí)弥袛⒉琛?rdquo;梅文鼎招呼道。
“梅兄,這是我新出的書,去年請你寫的序言。”方中通一面拱手,一面讓仆人從包里拿出一部新書,卻是《數(shù)度衍》 (注三) 。
四庫全書珍本《數(shù)度衍》全八冊( 來源于孔夫子舊書網(wǎng))
“盼星星盼月亮,終于盼來了,”梅文鼎問,“怎么不早傳給我呢?”
“若早傳了,我們的十年之約,豈不空手而來?”方中通口的十年之約,本是一段科壇佳話。
十年前,年輕的梅文鼎研讀歷算之余,四處游歷,結(jié)交高手。一天,他到金陵(今江蘇南京)鐘山游玩時,碰到外地來的方中通、薛鳳祚。三人可謂相見恨晚。當(dāng)夜,他們到山腳的客棧住下,共同商討數(shù)學(xué)問題。
天下沒有不散的宴席。三天后分別,三人約定,以十年為限,看誰在歷算學(xué)上成就最大;誰有佳作,定要給另二人進(jìn)行賞析。
這時,從府門進(jìn)來一位中年讀書人。他正是薛鳳祚。梅文鼎與方中通迎了上去。
三人在桌上剛坐下,薛鳳祚高聲說:“梅兄,請把你的新著拿出來吧,我已等不及了。”
很快,各自手中有了《方程論》和《數(shù)度衍》兩部書。
“梅兄,聽說你怒寫《方程論》的事兒了。兄之高義,令我等佩服。”方中通起身說。
“二位兄臺都有名著問世,可喜可賀。只是我的作品還沒出來。”薛鳳祚道,“尤其是梅兄,依我之見,你完全可以到京城一展身手……”
“薛兄好意心領(lǐng)了!斗匠陶摗分皇俏业牡谝徊克銓W(xué)著作。我要以此書為起點(diǎn),全心研究中西算學(xué),撰書留言后世。十年之內(nèi),不會到京城!”梅文鼎鄭重地說。
梅文鼎用行動兌現(xiàn)了自己的諾言。此后,他研究并撰寫的內(nèi)容 遍及初等數(shù)學(xué)的方方面面 : 算術(shù)方面主要有《筆算》、《籌算》 等 ;幾何方面主要有《勾股舉偶》、《幾何通釋》、《方圓冪積》 等 ;代數(shù)方面主要有《平三角舉要》、《弧三角舉要》、《環(huán)中黍尺》等。 其中, 《平三角理論》和《弧三角理論》 兩部典籍被公認(rèn)為世界上 最早的三角學(xué)科教書, 而書中 球面三角形 的 圖解法 對后人影響極大 。 從《方程論》開始,他共寫了26 部數(shù)學(xué)著作,并把這些著作收入《中西算學(xué)通》中,以此實(shí)現(xiàn)“去中西之見,以平心觀理”(出自《科學(xué)技術(shù)簡史》)的理想。
此外,在他的影響下,梅氏家族先后出現(xiàn)其弟文鼐,堂弟文鼏,兒子以燕,孫子轂成、玕成,曾孫玢、鈁等十多位通曉數(shù)學(xué)的名家,從而形成了祖孫四代名揚(yáng)千古的“宣城數(shù)學(xué)派”。
梅文鼎紀(jì)念館(網(wǎng)絡(luò)圖)
梅文鼎生前萬萬沒想到,在他的積極努力下,不但使瀕于枯萎的“老樹”——古代算學(xué)發(fā)出新芽,還使“移植”過來的西方數(shù)學(xué)在中國國土上扎下根。從這方面講, 他 可謂 中國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)處于沉寂和交接時期的一位 承 前啟后,融 會 中西的數(shù)學(xué)大師。
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