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杨辉算法 名震东亚的算学专著*

 飘影23号 2016-08-25


“算法”,又名演算法,指准确而完整的解题方案描述,代表着用系统方法描述解决问题的策略机制。算法对于我们今天的生活十分重要,从金融机构到交友网站,现实和虚拟世界中无处不在。

我国第一部提到算法的数学名著是公元前1世纪成书的《周髀算经》。经过一千多年的发展,11~14世纪约300年时间,算法再度受到数学家们的关注。这期间出现了一批著名的数学家和数学著作。金元四大数学家——秦九韶、李治、杨辉和朱世杰都对算法有不同程度的研究,其中最有代表性的是杨辉。杨辉于1274年至1275年先后完成了《续古摘奇算法》、《乘除通变本末》、《田亩比类乘除捷法》三本书。由于这三本书影响巨大,后人便统称之为《杨辉算法》。


关于《杨辉算法》的三本书(网络图)


《续古摘奇算法》有2卷,主要记载前人著作和流传于民间的一些图形算法,如“五五图”、“六六图”、“衍数图”、“易数图”、“九九图”、“百子图”等类似的算图。这20个图,古人叫做幻方,意思是变幻莫测的方格,《杨辉算法》中首次称它们为纵横图。其中第一个为河图,第二个为洛书,四行、五行、六行、七行、八行纵横图各两个,九行、十行纵横图各一个,最后才是难度最大的“聚五”“聚六”“聚八”“攒九”“八阵”“连环”等图。

自《杨辉算法》之后,明清两代关于纵横图研究的著作相继不断。一直以来,人们把纵横图当作纯粹的数学游戏,没有给予应有重视。随着近代组合数学的发展,纵横图显示了越来越强大的生命力,在图论、组合分析、对策论、计算机科学等领域中,终于有了用武之地。《杨辉算法》可以说是世界上第一部呈现“百子”以上纵横图,并讨论其构成规律的数学专著。



明朝洪武版的《杨辉算法》


《杨辉算法》以其杰出成就,在数学史上奠定了不可动摇的地位。因为这部书,后世的不少数学家把杨辉称为“中国数学的鼻祖”。

第一,《杨辉算法》极大地丰富了我国古代数学宝库,为我国数学科学的发展做出了卓越贡献。

第二,《杨辉算法》在很大程度上加快了运算工具改革的步伐。随着《乘除通变本末》中“筹算歌诀”的推广,人们的运算速度大大加快,后来人们发觉摆弄算筹居然比不上口诀。在这种背景下,算盘应运而生;元朝末年,算盘终于“飞”到寻常百姓家。

第三,《杨辉算法》为后世学者了解宋末元初的社会面貌提供了重要的资料。这部书所反映的南宋社会经济现象,内容丰富,其中包括山田的几何形状与计算方法、民间借贷关系等等。这些,对社会学家们研究宋末历史提供了足够的依据。


 

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