梅文鼎 - 人物簡介
梅文鼎是中國清初天文學家、數(shù)學家。字定九﹐號勿庵﹐安徽宣城人。生于明崇禎六年,卒于清康熙六十年。少年時從私塾老師羅王賓學習天文知識,27歲跟隨倪正學習大統(tǒng)歷。
1675年以后專心致力于天文數(shù)學的研究。1679年曾在臬臺金長真幕下當教席。1689年到北京教書,五年后回家繼續(xù)研究天文數(shù)學,直至去世。據(jù)他自撰的《勿庵歷算書目》(1702),著有天文數(shù)學著作七十余種,其中數(shù)學著作二十余種。
梅文鼎 - 歷史背景
明代學者崇尚理學,不重視科學研究,以致許多傳統(tǒng)數(shù)學名著已經(jīng)失傳,流行的數(shù)學著作水平較低,對古代數(shù)學精華往往不得其解。
明末清初傳入的西方數(shù)學,由于中西之爭日趨劇烈,也很少人能進行實事求是的研究。而梅文鼎當時堅信中國傳統(tǒng)數(shù)學“必有精理”,不遺余力地表彰古代數(shù)學﹐使瀕于枯萎的老樹發(fā)出新芽。同時又能正確對待西方數(shù)學,認為“技取其長而理唯其是”,“法有可采何論東西﹐理所當明何分新舊”,應該“去中西之見,以平心觀理”。因此他又使移植過來的西方數(shù)學在中國國土上扎下根,促進了這個時期數(shù)學的發(fā)展。
梅文鼎 - 人物生平
梅文鼎生于明崇禎六年(1633 年)農(nóng)歷二月初七日(公歷3 月16 日),其父梅士昌,通《春秋》、《易經(jīng)》;母胡氏,為梅士昌側(cè)室。仲弟文鼐,季弟文鼏,皆通數(shù)學、天文學,有著述。
梅文鼎自幼聰穎,兒時隨父并塾師羅王賓仰觀天象,遂能了解運旋大意;9 歲熟五經(jīng),通史事,有“神童”之譽;14 歲入縣學,15 歲補博士弟子員(中秀才),以后屢應鄉(xiāng)試不第。27 歲從同里倪觀湖學習歷書《交食通軌》,發(fā)現(xiàn)書中立法之故,并為其訂訛補缺,撰《歷學駢技》2 卷,后增至4 卷。倪師“嘆服”,認“智過于師”。從此,梅文鼎堅定了研究歷算之學的志向。
元代中葉以前,中國數(shù)學、天文學研究居世界領(lǐng)先地位。但經(jīng)元末明初以來300 余年的荒廢,到了清初,出現(xiàn)了經(jīng)典散佚、算法失傳、歷法失修的嚴重局面,中國傳統(tǒng)的歷算學幾乎成了絕學。而在此期間,歐洲經(jīng)歷了文藝復興運動,科學技術(shù)突飛猛進。以利瑪竇為首的一批傳教士于明末進入中國,帶來了《幾何原本》和西洋歷法等科學知識,受到了以徐光啟為代表的部分知識分子的歡迎;但同時也遭到了以楊光先為代表的保守派的抵制和反對。到了清初,新舊歷法之爭更趨激烈,演成了長達10 年之久的“歷訟”。
梅文鼎深諳這場歷法爭議是“去數(shù)譚(談)理,聚訟徒紛;舉一廢多,抑揚失實”。因此,他首先廣泛搜尋古今中外歷算書籍,下工夫研讀,力求貫通,遇所疑處,廢寢忘食,必通貫才已”。
中國傳統(tǒng)歷法,以元代郭守敬《授時歷》最為精密,明代沿用更名《大統(tǒng)歷》。梅文鼎的研究即從大統(tǒng)歷、授時歷開始,上溯到歷代70 余家歷法,一一求其根本與源流;同時參閱考究西洋各家歷法,比較中西名實異同,求得中西歷法的會通。因著《古今歷法通考》58 卷,后屢有增補衍成70 余卷。又著其他歷算書50 多種,其中《歷學疑問》3 卷、《歷學疑問補》2 卷、《交食管見》1 卷、《交蝕蒙求》3 卷、《平立定三差解》1 卷等15 種,被乾隆欽定《四庫全書》收錄。
歷法的制定和修改離不開測算;歷理更需要用數(shù)學原理來闡明。梅文鼎為研究天文歷法的需要,對數(shù)學進行了深入的研究,取得了重大成就。
他的第一部數(shù)學著作是《方程論》,撰成于康熙十一年(1672 年)。當時正是楊光先“歷訟”失敗客死他鄉(xiāng)(1669 年)后不久,西洋教士趾高氣揚,蔑視中國傳統(tǒng)文化。梅文鼎抓住“方程”這一“非西法所有”的中國傳統(tǒng)數(shù)學精華首先發(fā)論,來顯示中華數(shù)學的驕傲,是頗有愛國情懷的。他在書成后給數(shù)學家、桐城人方中通的書信中透露了這一思想。他說:“愚病西儒(指傳教士)排古算數(shù),著《方程論》,謂雖利氏(指利瑪竇)無以難!
但他對于西算卻能采取正確的態(tài)度,主張“去中西之見,以平心觀理”。他在發(fā)掘整理中國古算的同時,潛心研讀《幾何原本》等西算書籍,力求會通中西算法。他把所著26 種數(shù)學書統(tǒng)名之曰《中西算學通》,以此來實踐他的主張。其中《籌算》(指西歐納貝爾籌算)7 卷、《筆算》5 卷、《度算釋例》2 卷、《平三角法舉要》5 卷、《弧三角舉要》5卷、《環(huán)中黍尺》5 卷、《塹堵測量》2 卷、《方圓冪積》2 卷、《幾何補編》5 卷,連同《方程論》6 卷等14 種,都被《四庫全書》輯錄。
梅文鼎一生以讀書、著書為事,以教書為業(yè),把學習研究和傳道授業(yè)結(jié)合為一體。他交游廣泛,足跡南至閩,北至京津、河北,中歷齊、楚、吳、越,一面設(shè)館授徒,一面尋師訪友,與清初歷算諸家及域外友人都有交流與交往。他向別人請教,虛懷若谷;為人答疑解難,則循循善誘,誨人不倦。他的著作,深入淺出,“往往以平易之語,解極難之法”,“使讀者不待詳求,而義可曉然”,足可導學者先路。
康熙八年至十六年間,梅文鼎與方中通在金陵(南京)四度相晤,交誼深厚,每次都討論辯難中西數(shù)學問題;其后又有多次書信來往。梅文鼎為方中通所撰算書《數(shù)度衍》作序;方則為梅著《中西算學通》作序。參與《方程論》討論,并為之撰序的學者還有潘來、孔興泰和袁士龍等。
康熙十二年梅文鼎應施潤章之請,撰《寧國府志分野稿》、《宣城縣志分野稿》各1 卷,后又應皖江陳默江太史函請,撰《江南通志分野擬稿》1 卷。
康熙二十八年,奉明史館諸公之召,梅文鼎到達北京,廣交學者名流,如昆山徐乾學、大興劉繼莊、武進楊道聲、鄞縣萬斯同、太原閻若璩,以及安溪李光地等。梅文鼎關(guān)于歷算的宏論,“史局服其精核”,一時名聲大振,“于是輦下諸公,皆欲見先生,或弟子從學,而書說也稍稍流傳禁中”。梅文鼎在北京、天津前后有5 年時間(1693 年南還),曾撰《明史歷志擬稿》3 卷。然而由于臺官的“畏忌”,他又素性恬淡,始終沒有進入“史局”,只是在李光地家和天津等處,設(shè)館授徒和研究學問而已。
康熙四十一年,康熙帝南巡至德州,撫臣李光地進所刻梅文鼎《歷學疑問》3 卷,康熙十分賞識,帶回宮細閱。次年春,康熙將御筆批閱過的本子發(fā)還李光地,說:“無疵謬,只算法未備!笔悄昝肺亩υ俅螒罟獾刂,攜弟弟爾素,兒子以燕、孫子瑴成至保定下榻李光地官署中,一方面教授李氏子弟和青年學者,一方面校訂所著《弧三角舉要》等書,準備付刻。
康熙四十四年農(nóng)歷閏四月,康熙帝于南巡途中,在德州運河舟中3 次召見梅文鼎,“從容垂問,至于移時”,臨行時親賜“積學參微”四字給以褒獎。越明年,又征召其孫梅玨成入內(nèi)廷蒙養(yǎng)齋學習歷算。
梅文鼎70 歲時撰《勿庵歷算書目》1 卷,介紹他所著書的內(nèi)容梗概和寫作緣起。晚年他還在家鄉(xiāng)孜孜不倦地整理校訂平生所著各書,以備刊印。
康熙六十年,梅文鼎卒于家鄉(xiāng)宣城,時年89 歲?滴醯厶孛瓕幙椩觳転橹螁适拢瑺I墓地;墓在柏枧山口外的達村(俗稱荷花塘)。
梅文鼎 - 數(shù)學人生
作為當時“世界三大科學家”之一的梅文鼎,畢生都在追求數(shù)學事業(yè)。梅文鼎出身于書香門第,其先祖可遠溯至北宋名儒梅堯臣。曾祖、祖父亦相繼為明朝官吏。父梅士昌于明亡后隱居耕讀。梅文鼎自幼聰穎,兒時隨父并塾師羅王賓仰觀天象,遂能了解運旋大意。9歲熟五經(jīng),通史事,有“神童”之譽。14歲入縣學,15歲補博士弟子員(中秀才),以后屢應鄉(xiāng)試不第。27歲師從竹冠道長倪觀湖學習天文歷法,并將學習心得寫成《歷學駢技》二卷,以后又廣搜天文、數(shù)學方面的各種中、西算書,“值天學書之難讀者,必求其說,至廢寢忘食”,倪師“嘆服”,認為“智過于師”?滴跏哪,42歲的梅文鼎在金陵購得明版《崇禎歷書》一部分,同時抄得波蘭教士穆尼閣的《天步真原》等書,從此開始系統(tǒng)鉆研當時傳入的西方天文、數(shù)學知識。
為開闊眼界,50歲的梅文鼎到人文薈萃的北京尋師訪友,結(jié)交名流,獲讀歷算大師王錫闡所著《圓解》、《測食》和其他歷算專著,并對其所定“大統(tǒng)法”和“三辰儀晷”進行研究和討論,寫成《王寅旭書補注》?滴醵四,奉明史館諸公之召,到北京廣交學者名流。梅文鼎關(guān)于歷算的宏論,使“史局服其精核”,一時名聲大振,“于是輦下諸公,皆欲見先生,或弟子從學,而書說也稍稍流傳禁中”?滴醵拍,梅文鼎應李光地之邀,將其研習天文歷法心得以問答形式撰成一書,取名《歷學疑問》?滴跛氖荒辏滴醯圩x到李光地進呈的《歷學疑問》,對書中觀點非常欣賞?滴跛氖哪辏滴醯塾谀涎餐局,在德州運河舟中3次召見梅文鼎,“從容垂問,至于移時”,并說“歷象算法,朕最留心,此學今鮮知者,如梅文鼎實僅見也”。
在御舟中,康熙帝賜御書扇幅及珍饌,并賜“績學參微”四個大字,成為清代數(shù)壇佳話。梅文鼎一生以讀書、著書為事,以教書為業(yè),把學習研究與傳道授業(yè)合為一體。他交游廣泛,足跡南至閩,北至京津、河北,中歷齊、楚、吳、越,一面設(shè)館授徒,一面尋師訪友,與清初歷算諸家及域外友人都有交往。他向別人請教,虛懷若谷;為人答疑解難,則循循善誘,誨人不倦。他的著作深入淺出,“往往以平易之語,解極難之法”,“使讀者不待詳求,而義可曉然”,足可導學者先路。
梅文鼎的人生追求始終與振興祖國數(shù)學事業(yè)緊密相聯(lián)。元代中葉以前,中國數(shù)學、天文學研究居世界領(lǐng)先地位。但經(jīng)元末明初以來300余年的荒廢,到清初出現(xiàn)了經(jīng)典散佚、算法失傳、歷法失修的嚴重局面,中國傳統(tǒng)歷算學幾乎成了絕學。
而在此期間,歐洲經(jīng)歷了文藝復興運動,科學技術(shù)突飛猛進,以利瑪竇為首的一批傳教士于明末進入中國,帶來了《幾何原本》和西洋歷法等科學知識,清初,新、舊歷法之爭更趨激烈,演成了長達10年之久的“歷訟”。梅文鼎深諳這場歷法爭議是“去數(shù)譚(談)理,聚訟徒紛;舉一廢多,抑揚失實”。因此,他首先廣泛搜尋古今中外歷算書籍,下工夫研讀,力求貫通,遇所疑處,廢寢忘食,必通貫才已”。
由于中國傳統(tǒng)歷法以元代郭守敬《授時歷》最為精密,明代沿用更名《大統(tǒng)歷》。梅文鼎的研究即從大統(tǒng)歷、授時歷開始,上溯到歷代70余家歷法,一一求其根本與源流,同時參閱考究西洋各家歷法,比較中西名實異同,求得中西歷法的會通。歷法的制定和修改離不開測算,歷理更需要用數(shù)學原理來闡明。梅文鼎為研究天文歷法需要,對數(shù)學進行了深入的研究,取得了重大成就。他的第一部數(shù)學著作是《方程論》,撰成于康熙十一年(1672年)。當時正是楊光先“歷訟”失敗客死他鄉(xiāng)后不久,西洋教士趾高氣揚,蔑視中國傳統(tǒng)文化。面對這種局面,梅文鼎以科學態(tài)度進行回應,他抓住“方程”這一“非西法所有”的中國傳統(tǒng)數(shù)學精華首先發(fā)論,來顯示中華數(shù)學的驕傲。
梅文鼎 - 治學特點
梅文鼎最突出的特點是勤奮。遇到難讀的書,他從不輕易繞過,而是反復鉆研,一定要弄懂其中的意義。對于暫時不理解的問題,也總是耿耿不忘,時時刻刻掛在心上,力求弄懂。為此廢寢忘食是經(jīng)常的事。有時讀別的書的時候,無意中觸發(fā)心中的疑團,豁然開朗,便趁夜秉燭,立刻記了下來。有時找到的書,殘缺不全,就設(shè)法抄補,不錯一字,不漏一句。
有時聽說某地有位在天文、數(shù)學方面很有修養(yǎng)的人,他就不顧旅途勞累,步行登門求教。后來他曾客居北京,與他同住的朋友見他如此勤奮鉆研,大為驚異。這位朋友說,梅文鼎“嘗午夜篝燈夜讀,昧爽(天將亮)則興,頻年手抄雜帙,不下數(shù)萬卷”。梅文鼎中西天文學的造詣都很深,天文學著作有40多種,糾正了前人的許多錯誤。梅文鼎非常注重天象觀測,創(chuàng)造了不少兼收中西方特色的天文儀器。他在這些方面的貢獻,對當時和后世融會貫通中西方天文學具有很大作用。
梅文鼎 - 治學目的
梅文鼎治學目的明確,就是要追求科學真理,獻身社會。他研究天文、數(shù)學不是為了做官、求功名,而是為了使這些學問能夠“斯世共明”,讓大家了解。他認為只要天文、數(shù)學這種“古之絕學”不致失傳,有所發(fā)展,自己就“死而無憾”,“不必身擅其名”。在那個時代,絕大多數(shù)讀書人都以學古崇儒為時尚,并且為了參加科舉考試而皓首窮經(jīng),東奔西走。梅文鼎淡薄功利,無意于仕途,潛心于天文、數(shù)學的研究。中年喪妻,為便于專心從事研究、著述,梅文鼎決心不再娶。到了老年,他仍是好學不輟,繼續(xù)博覽群書,觀察天象,演算數(shù)學,致力于寫作。
梅文鼎努力追求數(shù)學最高境界,他認為要成為一名真正的數(shù)學家,除了勤奮、智慧之外,尚需對數(shù)學的悟性。正如梅文鼎所言:“且夫數(shù)者所以合理也,歷者所以順天也,法有可采何論東西,理所當明何分新舊,在善學者知其所以異,又知其怪同,去中西之見,以平心觀理,則弧三角之詳明,郭圖之簡括,皆足以資探討而啟深思。務(wù)集眾長以觀其會通,毋拘名相而取其精粹。” 1721年,88歲高齡的梅文鼎,坐在臨窗的書桌前,停止了呼吸。他把自己的畢生精力,獻給了祖國的科學事業(yè)。
梅文鼎 - 研究領(lǐng)域
在傳統(tǒng)數(shù)學研究方面,梅文鼎比較系統(tǒng)地整理和研究了一次方程組解法,勾股形解法以及求高次冪正根的方法。在《方程論》中,他糾正了當時一些流行著作的錯誤;對系數(shù)為分數(shù)的一次方程組提出新的解法。他又最先對數(shù)學進行分類,把傳統(tǒng)數(shù)學分為算法和量法。在《勾股舉隅》中,已知勾、股、弦、勾股和、勾股較、弦和和、弦和較以及勾股積等十四事中任兩事,可求解勾股形,梅文鼎舉出若干例題來說明這種算法。在《少廣拾遺》中﹐他依據(jù)二項定理系數(shù)表,舉例說明求平方、立方到十二乘方的正根的方法,雖未能恢復和發(fā)展增乘開方法,但已使明代逐漸消失的求高次冪正根的方法重新發(fā)展起來。
對當時傳進來的西方數(shù)學﹐梅文鼎進行了全面的﹑系統(tǒng)的整理和會通工作﹐并且有所創(chuàng)造!豆P算》是介紹《同文算指》的算法,《籌算》是介紹納皮爾算籌的計算,《度算釋例》是介紹伽利略比例規(guī)的算法。根據(jù)中國書寫的特點和傳統(tǒng)的習慣,他把《同文算指》的橫式算式改為直式,把直式的納皮爾算籌改為橫式。在介紹比例規(guī)的算法中,改正了羅雅谷在其《比例規(guī)解》中的訛誤!镀饺桥e要》和《弧三角舉要》是系統(tǒng)整理當時傳入的平面三角和球面三角,并對“不詳其理”的公式和定理進行推導與證明。羅雅谷的《測量全義》記有四面體、六面體、八面體、十二面體和二十面體的體積公式并算出邊長為 100的上述多面體的體積。梅文鼎在《幾何補編》中證明了除六面體外的其他四種多面體的體積和內(nèi)切球半徑的公式,糾正了《測量全義》計算二十面體體積的錯誤。他還研究了許多復雜的有關(guān)正多面體的作圖問題﹐例如在一個正六面體內(nèi)作一個正二十面體﹐使其十二個頂點都在六面體的六個面上。
對于《幾何原本》,梅文鼎認為此書“以點線面體為測量之資,制器作圖頗為精密”,但“篇目既多﹐而取徑紆回,波瀾闊遠,枝葉扶疏,讀者每難卒業(yè)”。因此他用傳統(tǒng)的勾股算法進行會通,證明了《幾何原本》卷二、卷三、卷四、卷六中15個定理!秹q堵測量》是用勾股算法會通球面直角三角形的邊角關(guān)系公式!董h(huán)中黍尺》是用直角射影的方法證明球面三角學的余弦定理。結(jié)合球面三角計算的需要,梅文鼎在此書中還用幾何方法證明平面三角學的積化和差公式。
梅文鼎 - 個人貢獻
梅文鼎一生著述豐厚,成就巨大。其數(shù)學研究遍及初等數(shù)學各方面,是中國傳統(tǒng)數(shù)學處于沉寂和復蘇交接時期的一位承前啟后、融會中西的數(shù)學大師,在發(fā)掘、整理古代傳統(tǒng)數(shù)學和傳播、疏散引進西方數(shù)學上作出了巨大的貢獻。
梅文鼎既學中國古算,又學西方新學,他寫的《古今歷法通考》是我國第一部歷學史;他的數(shù)學巨著《中西數(shù)學通》,幾乎總括了當時世界數(shù)學的全部知識,達到當時我國數(shù)學研究的最高水平;在《句(勾)股舉隅》中提出了勾股定理的三種新證法;他獨立發(fā)現(xiàn)“理分中未線(即黃金分割法)”;著《平三角舉要》、《弧三角舉要》等我國最早的三角學和球面三角學專著;又著《環(huán)中黍尺》五卷,論述球面三角形解法,并將此法應用于天文學,解答有關(guān)天球赤道、黃道的問題;著《少廣拾遺》,闡發(fā)“楊輝三角形”;著《仰觀儀式》,將我國固有星圖與西方傳入的星圖相互比較,把我國星圖有名而外國無名。我國無名而外國有名的星,都—一注明,并列出我國古代28宿與近代星座對照表;著《交食管見》、《交食蒙求》等,提出了更加準確的交食預報方法。
而在《籌算》、《度算》、《比例數(shù)解》等書中,解釋和介紹了西洋的對數(shù)、伽利略的比例規(guī)等方法。梅文鼎的《梅氏叢書輯要》收錄了他的數(shù)學著作13種40卷,天文著作10種20卷,還著歷算書80余種;叢書收入《四庫全書》,流傳日、英、法等國,對世界數(shù)學天文學產(chǎn)生了巨大影響。梅文鼎著作在他生前就已刊刻多種,他死后兩年(1723年)柏鄉(xiāng)魏荔彤兼濟堂刊本《梅勿庵先生歷算全書》出版,收歷算書29種,計74卷。梅文鼎還做了大量拾遺補闕、匡正謬誤工作,如著《庚午元歷考》匡正《元史》、《志》之訛;作《交食圖法訂誤》糾正楊光先《日食圖》之誤。著《回文法補注》、《西域天文書補注》、《渾蓋通憲圖說訂補》、《七政草補注》等30余種。梅文鼎生當西方歷算東漸、中國古代科學衰微之時,他獨樹一幟,積60年之精力,專功歷算,冶中西于一爐,集古今之大成,述舊傳新,繼往開來,開清代歷算中興的先河。
其影響及于整個清代,所謂“自征君以來,通數(shù)學者后先輩出,而師師相傳,要皆本于梅氏”。其聲譽播于海外,《全書》刊出不久,即東傳日本諸國,正是一代宗師,流景仰!肚迨犯濉肪砦逡灰,有梅文鼎傳!懂犎藗鳌芬3卷篇幅評述梅文鼎及其家族中疇人的生平和成就。梁啟超在《清代學術(shù)概論》中,把梅文鼎列為清代六大儒一,譽為清代天文算法“開山之祖”。清代著名數(shù)學家焦循贊揚梅文鼎的學術(shù)成就時曰:“千秋絕詣、自梅而光。”我國近現(xiàn)代數(shù)學史家李儼和錢寶琮先生分別為梅文鼎編著年譜。我國著名數(shù)學史家嚴敦杰先生說:“在17至18世紀我國數(shù)學研究,主要為安徽學派所掌握,而梅氏祖孫為中堅部分!
梅文鼎晚年主要在家著書授徒,四方慕其名者不少親赴宣城向其問學,自撰《勿庵歷算書目》共88余種,其中,《勿庵歷算書目》1卷,介紹他所著書的內(nèi)容梗概和寫作緣起?滴醯垡苍ㄟ^在宮中任《律歷淵源》匯編官的梅文鼎之孫瑴成代為致意。梅文鼎亦擅詩文,作詩2000多首,《積學堂詩鈔》僅收368篇,施閏章評他的詩“不尚華麗,格老氣清”。梅文鼎之弟文鼐、堂弟文鼏、子以燕、孫轂成、傘⒃鑭、畋K