宋元四杰【宋元四杰】“宋元四杰”,是指宋元时期最杰出的四位数学家:秦九韶、李冶、杨辉、朱世杰 。他们所取得的数学成就,有许多领先于世界上其它国家,为数学研究做出了突出的贡献 。
基本介绍中文名:宋元四杰
时间:宋元时期
姓名:秦九韶、李冶、杨辉、朱世杰
作品:《数学九章》
秦九韶秦九韶(1208年—1261年)字道古,鲁郡(今山东曲阜)人,是一位多才多艺的才子 。他的数学成就,体现在他的《数学九章》中 。其中最突出的有两项:一项是“正负开方术”;另一项是“大衍求一术” 。“大衍求一术”为求解同余式题目找到了一条科学的途径,从而诞生出了“中国剩余定理” 。在西方,这一定理是德国着名数学家高斯于1801年出版的《算术探究》中提出的,比秦九韶晚了五百多年 。所以,英国传教士伟烈亚力1852年将它命名为“中国剩余定理” 。李冶李冶(1192年—1279年)原名李治,字仁卿,号敬斋,真定栾城(今河北栾城)人 。李冶原好文学,与着名文学家元好问是密友,人称“小元李” 。蒙古攻破钧州后,李冶微服出逃,从此始攻数学,长期隐居,屡次推却元朝的徵召 。李冶一生着述甚丰,数学着作有《测圆海镜》(1248年成)与《益古演段》(1259年成) 。李冶自己最看重的着作,就是《测圆海镜》 。李冶在数学上的最大贡献,就是总结、发展并完善了“天元术” 。天元术就是现代的列方程,即根据题意列出一个包含未知数的数学题式 。天元相当于现代的X 。古代还没有引进X这个字母,就用“元”字表示(但只写在数字边上),或者用一个“太”字表示常数项(也只写在数字边上) 。x3+336x2+4184x+2488320=0列方程式,在现代是很普通、很浅显的数学问题,但在古代并不容易 。李冶发明的用“元”表示含未知数项的方法,具有了半符号代数学的性质 。在西方,半符号代数是16世纪后才出现的,比李冶要晚三百多年 。杨辉杨辉(出生年月不详),字谦光,钱塘(今杭州)人 。杨辉的数学着作甚多,有《详解九章算法》(12卷,1261年成)、《日用算法》(2卷,1262年成)、《乘除通变本末》(3卷,1274年成)、《田亩比类乘除捷法》(2卷,1275年成)、《续古摘奇算法》(2卷,1275年成) 。杨辉在数学上的造诣极深,涉猎极广,许多优秀的前人成果,都由于杨辉的记载而得以保存下来(如贾宪三角与增乘开方法) 。他在北宋沈括“隙积术”的基础上,又发展出“垛积术”,在高阶等差级数的计算上达到了新的高度 。而他最为世人注目的,则是对“纵横图”的收集与研究 。“纵横图”,又称幻方、方阵等 。纵横图的特点,就是每行、每列及对角线上各数之和都相等,用现代数学的公式来表示,就是Nn= n(n2+1)[n表示每行上的数字个数] 。有n个数,也就称为n阶的纵横图 。我国汉代的《大戴礼记·明堂篇》中,就有着名的九宫数,将它排列起来,也就是一个三阶纵横图(如图),这是世界上最早见于记载的纵横图 。┏━━┳━━┳━━┓┃ 4 ┃ 9 ┃ 2 ┃┣━━╋━━╋━━┫┃ 3 ┃ 5 ┃ 7 ┃┣━━╋━━╋━━┫┃ 8 ┃ 1 ┃ 6 ┃┗━━┻━━┻━━┛杨辉在《续古摘奇算法》中,收集了从3阶到10阶的方形纵横图共有13幅,另外还有“洛书数”、“四四阴图”、“聚数图”、“连环图”等等,使纵横图的形态更加丰富多彩 。明代的一些数学家更发展出“瓜瓞图”、“立方图”、“浑三角图”、“六道浑天图”等等,将这类图推到了新的高峰 。纵横图几乎没有什幺实用的意义,只有些趣味性,在古代还具有某种宗教的意味,但它对于数学家们的头脑锻鍊颇有益处 。因此,一直有不少的科学家在进行纵横图的研究 。朱世杰朱世杰(出生年月不详),字汉卿,号松庭,燕山一带人 。朱世杰在数学上的造诣很深,声望很高,可以说在宋元四杰中是成就最高、声望最高的一位 。连国外的学者也认为,朱世杰的数学着作《四元玉鑒》是“中世纪最杰出的数学着作之一” 。朱世杰在1299年撰成《算学启蒙》,这是一部普及性的数学教科书 。1303年撰成《四元玉鑒》,则是当时最高水平的数学专着 。就在这部着作中,朱世杰向世人贡献了他最主要的数学成就:“四元术” 。在“四元术”中,用“天”、“地”、“人”、“物”这4个字分别表示4个未知数,以“太”字表示常数项 。但实际使用中,则是将“天”、“地”、“人”、“物”这四项按下、左、右、上的位置排出,将常数项排在中间,用“太”字表示 。这样,实际上只要注明常数项就可以了 。幂次由它们与“太”字的距离来决定,离开愈远的,幂次愈高 。相邻两元幂次之积则记入各行列的交叉处 。一个方程列一个筹式,有几元,就列几个筹式 。这是古代时期的多元高次方程分离係数表示法 。在实际的演算中,十分便捷 。“四元术”的消元法,与现代数学基本相同,逐级消元,最终变为一个一元高次方程来求解 。朱世杰创造的“四元术”,西方到18世纪才达到这样的水平,比朱世杰落后近五百年 。