天元術的貢獻者是誰 天元術的主要貢獻者


天元術的貢獻者是誰  天元術的主要貢獻者

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數學家李冶
李冶(1192年—1279年), 原名李冶, 字仁卿, 自號敬齋, 真定欒城(今河北省石家莊市欒城區)人 。 金元時期的數學家 。 金正大末進士, 辟知鈞州 。 相傳李冶原名叫李治, 因為朝廷禁止平民和古代帝王同名, 而他的名字又和唐高宗的名字相同, 于是就減去了一個點, 改名叫李冶 。
李冶在數學上的主要貢獻是天元術(設未知數并列方程的方法), 用以研究直角三角形內切圓和旁切圓的性質 。 與楊輝、秦九韶、朱世杰并稱為“宋元數學四大家” 。 作有數學著作《測圓海鏡》 。
01
李冶自幼聰敏, 喜愛讀書, 曾在元氏縣(今河北省元氏縣)求學, 對數學和文學都很感興趣 。 《元朝名臣事略》中說:“公(指李冶)幼讀書, 手不釋卷, 性穎悟, 有成人之風 。 ”
父親的正直為人及好學精神對李冶深有影響 。 在李冶看來, 學問比財富更可貴 。 他說:“積財千萬, 不如薄技在身”, 又說:“金璧雖重寶, 費用難貯蓄 。 學問藏之身, 身在即有余 。 ”他在青少年時期, 對文學、史學、數學、經學都感興趣, 曾與好友元好問外出求學, 拜文學家趙秉文、楊云翼為師, 不久便名聲大振 。
1230年, 李冶在洛陽考中詞賦科進士, 正大七年(1230), 李冶赴洛陽應試, 被錄取為詞賦科進士, 時人稱贊他“經為通儒, 文為名家” 。 同年得高陵(今陜西高陵)主簿官職, 但蒙古窩闊臺軍已攻入陜西, 所以沒有上任 。 接著又被調往陽翟附近的鈞州(今河南禹縣)任知事, 為官清廉、正直 。
1232年, 鈞州城被蒙古軍隊攻破 。 李冶不愿投降, 只好換上平民服裝, 北渡黃河避難 。 這是他一生的重要轉折點, 將近50年的學術生涯便由此開始了 。
李冶北渡后流落于山西的忻縣、崞縣之間, 過著“饑寒不能自存”的生活 。 一年以后(1233), 汴京(今河南開封)陷落, 元好問也棄官出京, 到山西避難 。 1234年初, 金朝終于為蒙古所滅, 李冶與元好問都感到政事已無可為, 于是潛心學問 。 李冶經過一段時間的顛沛流離之后, 定居于崞山(今山西崞縣)的桐川 。
金朝的滅亡給李冶生活帶來不幸, 但由于他不再為官, 這在客觀上使他的科學研究有了充分的時間 。 他在桐川的究工作是多方面的, 包括數學、文學、歷史、天文、哲學、醫學 。 其中最有價值的工作是對天元術進行了全面總結, 寫成數學史上的不朽名著——《測圓海鏡》 。 他的工作條件是十分艱苦的, 不僅居室狹小, 而且常常不得溫飽, 要為衣食而奔波 。 但他卻以著書為樂, 從不間斷自己的寫作 。 據《真定府志》記載, 李冶“聚書環堵, 人所不堪”, 但卻“處之裕如也” 。 他的學生焦養直說他:“雖饑寒不能自存, 亦不恤也”, 在“流離頓挫”中“亦未嘗一日廢其業” 。 經過多年的艱苦奮斗, 李冶的《測圓海鏡》終于在1248年完稿 。 它是我國現存最早的一部系統講述天元術的著作 。
02
所謂天元術, 就是一種用數學符號列方程的方法, “立天元一為某某”相當于今“設x為某某”是一致的 。 在中國, 列方程的思想可追溯到漢代的《九章算術》, 書中用文字敘述的方法建立了二次方程, 但沒有明確的未知數概念 。 到唐代, 王孝通已經能列出三次方程, 但仍是用文字敘述的, 而且尚未掌握列方程的一般方法 。 經過北宋賈憲、劉益等人的工作, 求高次方程正根的問題解決了 。 隨著數學問題的日益復雜, 迫切需要一種普遍的建立方程的方法, 天元術便在北宋應運而生了、洞淵、石信道等都是天元術的先驅 。 但直到李冶之前, 天元術還是比較幼稚的, 記號混亂、復雜, 演算煩瑣 。 例如李冶在東平(今山東省東平縣)得到的講天元術的算書中, 還不懂得用統一符號表示未知數的不同次冪, 它“以十九字識其上下層, 曰仙、明、霄、漢、壘、層、高、上、天、人、地、下、低、減、落、逝、泉、暗、鬼 。 ”這就是說, 以“人”字表示常數, 人以上九字表示未知數的各正數次冪(最高為九次), 入以下九字表示未知數的各負數次冪(最低也是九次), 其運算之繁可見一斑 。 從稍早于《測圓海鏡》的《鈴經》等書來看, 天元術的作用還十分有限 。