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比九章算術還要古老的數學著作秦簡數

生活 更新时间:2024-11-26 02:03:18

2007年12月,湖南大學嶽麓書院從香港文物市場搶救性地購藏了一批珍貴秦簡,這批珍貴秦簡是對已有秦簡牍的極大補充。嶽麓秦簡的内容經反複探讨最終厘定為六大類:《質日》《為吏治官及黔首》《占夢書》《數》《為獄等狀四種》《秦律、令》。

《數》一共有220餘枚簡,共有13類算題,包括計算矩形、箕形、圓形三種平面圖形土地面積、兵卒數量計算、買各種糧食所需錢數等算例,經比對研究,這是現在所知最早的數學算題集。這些算題保存了很多古算法的最早例證,涉及大廣術、啟從(縱)術、裡田術、少廣術、圓面積割補術等計算方法。例如“啟縱術”,“曆來認為這種算法是劉徽在《九章算術注》‘經分’中提出的”,但《數》中的“宇方”算題證明了“啟縱術”在周秦之際已被運用。再如,從《數》的“勾股”算題可以看出,中國數學史上發現勾股定理的一般定義的時間可能不晚于周秦之際,或者也有可能是當時人們已掌握了相似三角形相應線段成比例的原理。

其中有這樣一道應用題:有婦三人,長者一日織五十尺,中者二日織五十尺,少者三日織五十尺,今威有功五十尺,問各受幾何?

翻譯過來就是:三個女子織布,年紀大的一天織50尺,中等年紀的人每兩天織50尺,年紀小的每三天織50尺,如果三人共同織出50尺,請問每人織幾尺?

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嶽麓秦簡《數·婦織》局部

還挺繞的,不過簡中給了解題思路:術曰:各置一日所織……(後續竹簡殘損,解題思路僅存這幾個字)

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“各置一日所織”就是首先算出每個人一天織多少布,即單日工作量。長者一天織50尺,單日工作量還是50尺。中者兩天織50尺,單日工作量是50/2尺。少者三天織50尺,單日工作量是50/3尺。總工作量是50尺,用50尺除以三個人的單日工作量之和,就能得到工作時間:隻要6/11天就能完成50尺布。再用每個人的單日工作量乘以6/11天,就能得到每個人分别織了多少布。曰:長者受廿七尺十一分尺三,中者受十三尺十一分尺七,少者受九尺十一分尺一。

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還有這道買糧題:稻十鬥九錢,秶(音資,小米)十鬥七錢,菽(音叔,大豆)十鬥五錢,今欲買三物共十鬥,用八錢,問各幾何?

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還有根據士兵數量安排軍營布置的題:

營軍之述(術)曰:先得大卒數,而除兩和各千二百人而半棄之。有(又)令十而一。三步直(置)戟,即三之。四直(置)戟,即四之。五步直(置)戟,即五之。令卒萬人,問延幾可(何)裡?

按照現代學者的理解,簡文“先得大卒數而除兩和各千二百人而半棄之”,翻譯成現代漢語即“先要知道士卒總數(即‘卒萬人’),然後從中減去‘兩和’之卒各1200人(共2400人),再将所得結果的一半棄置”,用算式表示就是:

(10000一2 x 1200) = 2=3800 或者(10000一1200 x 2)一(10000一2 x 1200) =2=3800“有(又)令十而一”,即取上述計算結果(3800)的十分之一,據士卒數求出作為常數的戟數。

用算式表示即:3800 x1/10=380

依步數的不同,分别乘以上述戟的常數,算出各自所延的裡數。具體如下:

(1)“生步直(置)戟即三之”,意即若三步直(置)戟就用三乘以上述戟的常數380,用算式表示即:380 x 3=1140步

步為長度單位。古以三百步為裡(《谷梁傳》宣公十五年‘古者三百步為裡)因此,以300步折合1裡,對上述三步直(置)戟的結果進行折算:1140 /300=3裡240步

同理“四【步】直(置)戟即四之”:

380 x4=1520步,1520 /300 = 5裡20步。“五步直(置)戟即五之”:

380 x 5=1920步,1920 /300 = 6裡120步。

有專家依照算題畫出了軍營布置的示意圖

比九章算術還要古老的數學著作秦簡數(比九章算術還要古老的數學著作秦簡數)5

這樣的竹簡還有兩百多枚,它們合在一起,秦人在其中一枚竹簡的背面,寫下一個樸素的書名:《數》。

《數》是中國數學史上的重要著作,比我們熟知的漢代《九章算術》還要古老,保存了許多古代算法的最早例證,改變了我們對周秦數學發展水平的認識。

嶽麓秦簡是研究中國秦代數學、曆史、地理難得的曆史資料,特别是《數》中先進的數學思想,這一批竹簡得以被定為國家一級文物。2012年被國家文物局規定為第三批禁止出國(境)展覽文物。

本文為中國大百科全書數據庫原創,轉載須授權。

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