王孝通,中国唐代数学家、天文学家。限于史籍,他的籍贯、身世和生卒年代均未能详考。出身平民,少小学算,曾在隋朝任下级官吏,唐初为历算博士,后升任太史丞,精通天文历法。在数学方面,他通过研究《九章算术》和祖冲之父子的《缀术》等书,认为其中的体积算法尚有疏漏,因而“更作新术”,写成《缉古算经》一书,并且在进呈给朝廷的表文中十分自信地说:“请访能算之人考论得失, 如有排其一字, 臣欲谢以千金。” 唐显庆元年(656)这部著作被列为国子监算学馆“十部算经”之一,因而改称《缉古算经》, 并流传至今。
王孝通的数学成就,集中地反映在他的名著《缉古算术》之中,这部著作成书年代不详,也称《缉古算经》.从他的《上辑古算术表》可以看出,这部著作是在他晚年时,总结多年“钻寻秘奥”而得以撰成的,其上表时间大约在626年之后.所以,《缉古算经》编撰工作在此之前,成书可能在626年之后.现存《缉古算经》1卷,共20题.内容包括天文历算、土木工程以及勾股计算等问题.每道题都有答案,有解题步骤,还有自注.其中关于多面体体积计算公式和高次方程(尤其是三次方程)数值解法的成就最为显著.《缉古算经》中关于“堤积”计算是典型的多面体体积计算问题,而且相当复杂.不仅有根据工程具体情况计算体积和长、宽、高的尺寸问题,还有由已知某一部分体积返求其长、宽、高的尺寸问题.他提出了所谓“求堤积都术”,就是堤积的一般公式,这在当时堪称一绝.他在《上辑古算术表》中得意地写道:“臣昼思夜想,临书浩叹,恐一旦瞑目,将来莫睹,遂于本地之余,续狭斜之法,凡二十术,名曰辑古,请访能算之人,考论得失,如有排其一字,臣欲谢以千金.”可见,堤积问题是《缉古算经》精粹之作.《缉古算经》中的大部分问题,包括上述堤积问题都要用高次方程(主要是三次方程)来求解,这在当时是较为高深的数学理论.王孝通依据实际问题建立起高次方程,在没有符号代数的情况下,他在每一条有关高次方程的术文之下都用自注说明方程各项系数的来历.他相当于列出了28个形如
x3+px2+qx=r (p>0,q≥0, r>0)
的三次方程28个,在当时,由于没有通用的代数符号,也没有设立未知数列方程的一般方法, 列出一个高次方程是十分困难的。王孝通借助几何关系说明了每个方程各项系数的计算过程, 表现出高超的几何变换技巧, 同时对每个方程都给出了一个满足原题目要求的正根,书中没有记载求根过程,其方法应是由《九章算术》的开立方程序推广而来的。书中还给出一个体积公式,用以计算具有一对平行面的任何六面体,这是几何计算中的一个精彩结果。书中正确而熟练地运用了相似勾股形对应边的比例及一些恒等变换, 实际运用了许多多项式的乘法公式。
《缉古算经》的巨大价值在于:它是世界上现存最早系统地研究三次方程的著作。在中国,虽然祖冲之曾研究过二、三次方程,但其著作已经失传。古希腊数学家曾用几何方法求解过三次方程x3=2a3,公元10世纪阿拉伯人发展了三次方程的几何解法, 但都不能真正解决一般三次方程的正根计算问题。欧洲人直到13世纪初才由斐波那契给出了一个特殊三次方程的数值解, 已在王孝通之后600年了, 因此,王孝通对三次方程的研究是世界数学史上的辉煌成就, 在中国数学史上产生了深远的影响。656年唐代国子监内设数学科,搜集数学典籍时就包括《缉古算经》,直到宋代这部书仍为必修教本。1081—1085年间,出版《算经十书》时,也收了《缉古算经》.后来,此书外传到日本等亚洲国家。
古代数学经典著作。唐王孝通著。一卷。成书7世纪初。全书仅有20个问题,可分为天文(共1题)、土木工程(共6题)、地窖和仓库容积(共7题)和勾股(共6题)四类。每题均有答案和解题步骤,并写有自注。现传本后四题有残缺。所有问题均为前人没有研究或没有解决的,因此难度较大,许多题是一题多问,有的题目答案达25个之多,成就超越古人,书中最重要内容是关于修筑两端宽狭不等高低不同的堤坝之类的计算问题,给出了具有梯形底及两斜侧面的楔形体的体积公式,至今仍有价值。解题方法有二,一为将复杂几何体分成若干个简单的立体图形,然后再求出它们体积的总和,体现了“出入相补原理”,具有创造性的价值和贡献。二是将几何问题化为高次方程的代数解法。全书共有28个三次方程,给出了“实”、“方”、“廉”(三次方程中的常数项,一次项和二次项的系数)的数学概念,为后人所沿用,解法称为“从开立方除之”,即“带从开立方”法,为古代数学著作中首先记载该法的著作。由于《缀术》失传,其三次方程为流传至今的最早的三次方程,比数学较为发达的阿拉伯人早三个世纪。然而由于作者规定三次方程的三次项系数必须为“1”,其他各项系数均为正,且仅求正根,局限了方程理论的进一步发展,显庆元年(656),国子监立算科,该书列入“十部算经”,为钦定教材,且规定学习期限为3年。由于原书词旨深奥,细草评注甚多,著名的是清李璜在编纂《四库全书》时,为其撰写的《缉古算经考注》二卷。现传本中最古者为明藏书家汲古阁毛氏影印的南宋本,现藏于北京故宫博物院,其他还有清孔继涵刻的《微波榭本》(1774),鲍廷博的《知不足斋丛书》本(1780)。 查看详情>>
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