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勾股定理竟然来自周髀算经中国最古老的 [复制链接]

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《周髀算经》,原称《周髀》,唐初加“算经”两字。它同其他九部算书共同被列入唐朝官学的算学教科书,总称十部算经。卷首借周公与商高的回答讲述勾股之义。据考证,成书于公元前1世纪的西汉末或东汉初年,但其中也有更早的一些资料。《汉书艺文志》中没有此书,《隋书经籍志》天文类首列《周髀》一卷,赵婴注,又一卷甄鸾重述,《唐书艺文志》有李淳风释《周髀》二卷,与赵婴、甄鸾之注列在天文类,但在历算类中又有李淳风注《周髀算经》二卷,其实本为一书。从这一演变可知原著只一卷,又经各家注释,遂成为二卷,内容涉及天文、历算,故在唐书中分列于天文、历算两类中。

四库全书周髀算经书影

《周髀算经》是我国最早的一部天文学著作,也是最早的一部算学著作,但关于算学的内容只占小部分。本书从勾股定理(商高定理)开始,叙述了勾股测量,天地尺寸,日月运动,盖天学说,历法,二十八宿距度,各节气晷影,北极璇玑等等。对于了解多年前的天算知识,实为最可宝贵的资料。但不少研究者也指出,书中的许多数据和立论常有矛盾之处,读者不可不详加鉴之。

中国的勾股定理,称直角三角形两直角边分别为勾、股,斜边为弦,发现了勾三股四弦五、勾股平方和为弦之平方的关系,故已知其中二项可求第三项。利用这一定理,在测量中可完成许多任务,“平矩以正绳,偃矩以望高,覆矩以测深,卧矩以知远,环矩以为圆,合矩以为方”。用立表测影的方法可度量天地,给盖天学说以数量化的概念,这里用了二项假设,即地面是平的和南北二地相距千里影长相差一寸。这样的假设是靠不住的,因此在《周髀算经》中有关盖天说的天高地广尺寸都发生了自相矛盾之处,其中大地是平的这一假设就同盖天说本身关于地体中高外低的形状相矛盾,至于“寸差千里”之说,也为后代人的实际测量所否定。

《周髀》中关于北极四游的测量数据和阳城冬夏至影长数据也互相矛盾,使人费解。此外,太阳在不同节气的出没方位,昼夜交替,四季昼夜长短变化的原因,在《周髀》书中有一种巧妙的解释,这反映了那时以前人们的思想和认识水平,是煞费苦心的,但仔细推敲其论据也有许多不合理之处,这在本书的第五章中将详细论及。

《周髀》书中还有利用一根定表和一个游表在地面上测量二十八宿距度的方法,虽然这个方法测得的是二十八宿地平经度差,而书中误为赤道经数差,但这一方法可能是古代的留传,而书中的二十八宿距度值也是早些时候留下来的测量值,这为我们研究秦汉之前的赤道坐标系统和测量方法乃至浑仪的发展提供了信息。

在星图发展史上,《周髀》也有重要地位,这是因为书中提到“青图画”和“黄图画”二样东西,其中的黄图画上有冬夏至和春秋分日道,又画有二十八宿和其他星象。这实际上是一幅以北天极为中心的全天星图,后人称这种形式的星图为“盖图”,西汉末年杨雄就提到这种盖图,而中国古代全天星图以盖图的形式流传最广。

《周髀》与《三统历》有什么不同?

《周髀》历法其数据与战国秦汉间的四分术相同,而比太初《三统历》为早。年长天,19年七闰共月,故一月长天。注重冬至日在牵牛初度,与秦及汉初行用的颛顼历注重立春日在营室显然不同。因此这也是关于先秦历法的重要资料。

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