2014年1月5日星期日

评“五曹算经”

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 《五曹算经》是“算经十书”的一种,一般认为由北周甄鸾所作,李淳风等为之作注。

简介

  《五曹算经》 ,北周甄鸾所著。甄鸾通历法,曾编《天和历》,于566年颁行。“五曹”是指五类官员。其中"田曹"所收的问题是各种田亩面积的计算,“兵曹”是关于军队配置、给养运输等的军事数学问题,“集曹”是贸易交换问题,“仓曹”是粮食税收和仓窖体积问题,“金曹”是丝织物交易等问题。全书共收67个问题,其数学内容没有超出《九章算术》的内容。其南宋刻本,收藏于北京大学图书馆。

  唐代史料中多有“《五曹》、《孙子》等十部算经”一类说法,表明此书是“算经十书”中较受唐代官方重视的一部算书。作为唐宋官方数学教育的教材,《五曹算经》代有刊刻传抄,受到历朝很多数学家的重视,其历史影响不可低估。另一方面,与十部算经中其他算书相比,《五曹算经》的编排和卷名更显著地表明它服务于相应的社会经济制度。因此,对《五曹算经》的研究有助于我们了解中国数学史及相关社会背景问题。然而,由于此书所载算题“解题方法都很浅近,数字计算不须要分数的概念”,而被视为“稍为有些落后的”,从数学史“内史”角度来看,学者们容易认为其研究价值不高。此外,该书分为“田曹”、“兵曹”、“集曹”、“仓曹”、“金曹”五卷,每卷标题后又都有李淳风所作题解,似乎很容易就能把各卷算题同当时行政事务对应起来。所以,以往的数学史论著往往仅注意它在算法上粗略的一面。对于算题的社会背景,论说也很简略粗疏,还出现了一些误解。


作者简介

  甄鸾,字叔遵(535-566),无极(今河北省无极县)人,北周数学家,官司隶校尉、汉中太守。信佛教,擅长于精算,制天和历法,于天和元年(566年)起被采用颁行。曾注释不少古算书,著有《五经算术》等。 另有周天和年历一卷,《七曜算术》二卷。

  所谓《算经十书》,除《缀术》及后边的《缉古算经》外,都有他撰注的记载。他所撰的《五曹算经》、《五经算术》和《数术记遗》,今有传本。《五曹算经》是一部为地方官员撰写的应用数学书,内容浅近。《五经算术》对于《尚书》、《诗经》、《周易》、《周官》、《礼记》、《论语》等经籍中涉及数学、天文历法的内容,作了注释,在数学上并没有创新。《数术记遗》题“汉徐岳撰,甄鸾注”。近人认为此书是甄鸾自撰自注而伪托徐岳的作品,也有的学者认为确为徐岳撰、甄莺注。书中记载三种进位制度和14种记数法,其中“积算”即筹算,而“珠算”虽不是元、明之后的珠算盘,但开后者之先河,似无可疑。“计数”则介绍了一种别于古代传统的测望方法。其余算法则大都脱离实际。他对《周髀算经》的注释,水平不高,而关于其他算经的注释,都已失传。


《五曹算经》与北朝土地制度

  北魏初年推行“计口授田”制,实际上是一种民屯,其实施办法可见于太平真君五年(444年)下令“有牛家与无牛家一人种田二十二亩,偿以私锄功七亩,如是为差;至与小、老无牛家种田七亩,小、老者偿以锄功二亩。皆以五口以下贫家为率。各列家别口数,所劝种顷亩,明立簿目”,太和元年(477年)又规定“一夫制治田四十亩,中男二十亩。”这种“授田”制度可以追溯到战国时期的魏、秦等国。《九章算术》记载了多种形状田地的面积计算方法,与春秋战国时代统计土地数量、收取地租、大量开垦土地、土地买卖等活动需要测量多种形状的土地面积有密切的关系,也与当时的授田制有一定的关系。由于当时数学有理论化的倾向,这就引导人们追求方法的普遍性并使获得普遍性和精确性高的算法成为可能,而在当时适应变法求强的各种要求严格的法律和规章制度,也使寻求精确度高的算法成为必要因此《九章算术》有多种表述上具有普遍性、精度较高的田地面积计算,是不奇怪的。晋代也颁布了诸如“男子一人占田七十亩,女子三十亩”之类占田、课田等土地制度。但东汉至六朝时期,国家无力遏制豪族兼并土地,行政工作中计算土 《五曹算经》地面积的需求就降低了,这一时期对土地的丈量更多体现在买卖田地的契约中,但在晋代以前,地契中对土地各项信息的记录并不规范,各项信息往往记载非常模糊。故从实用角度而言,成书于晋代的《孙子算经》并无详细记载田地面积的计算方法的迫切需要。同样理由也适用于反映5世纪前期中原地区社会经济状况的《张丘建算经》,因为北魏前期授田制基本只推行于边境及首都平城附近。但从北魏开始,国家控制土地的力量又增强了,由此就能更有力地推行朝廷颁布的土地条令。在这一背景下,有的算书中计算田地面积的题目应当会重新增多。不过“授田”制更多的是对前朝制度的继承,将田地面积计算方法恢复到《九章算术》的数量或许就够了,为什么《五曹算经》中会增加这么多描述土地形状的术语和相应的算法呢?

  这种情形应该与均田制有密切关系。均田制初行于北魏,后代累有采用,到唐中后期废止。均田制以长期战乱造成的大量无主田、荒地为前提,虽少有触犯大官僚和士家大族的利益,但为广大下层农民获得合法土地提供了一定的保证,而且涉及的地域甚广。北魏均田制的标志性事件是太和九年(485年)颁布均田令,规定了农民在各种情况下受露田、桑田的数量,其中数字最大的是“诸男夫十五以上,受露田四十亩,妇人二十亩,奴婢依良。丁牛一头受田三十亩,限四牛。所授之田率倍之,三易之田再倍之,以供耕休及还受之盈缩”,男夫受“桑田”二十亩。而在人多地少的“狭乡”,如农民不愿迁移,所受田地数量就会少些。由于是政府主持,地方籍帐中出现大量授田及还田的记录,都对各块土地的标的、“四至”及面积有详细描述。算书中对田地面积计算法求多求全,与这种由国家对土地管理的增强带来的规范化不无关系。另一方面,在均田制下,农民死后或年逾七十原则上要将所受露田归还给政府,实际操作中往往采取更灵活的方法,如后代可以继承前代所受桑田作为露田(“倍田”),从而使部分田地的还受在家庭内部解决等等。但无论还田采取何种形式,对于重新受田,官府依然要在户籍中进行记录。而既然对田地的各项信息都要详细记载,那么也应对田地面积进行丈量。这与此前少有涉及还田的土地制度相比,丈量田地面积不但在工作量上大大增加,而且成为地方行政部门的一项日常工作。

  均田制对于土地面积的计算带来的具体影响,可概括为两方面。一方面,对土地面积的计算更频繁了,最初可能只需把大块土地划分成小块授予农民,太和九年令规定民户所受田地“不得隔越他畔”,即每户所受田地应连成一片,但由于这些田地带有桑田、露田等不同性质,往往又被细分为若干段。经过农民还田官府再授田,或经过多次后代分割继承前代所分桑田等过程,这些小块土地可能会变得越来越细碎,而每块土地的面积都要被丈量出来,因此不仅开始时计算量大,而且频繁的计算会长期出现。另一方面,由于土地被划分为细碎的小块,由于地貌等原因,就容易出现各种形状不规则的田地。

  为应付均田制带来的划分、丈量田地面积的繁重计算量,需要编辑相应的算书,提供形状足够多的田地的计算法,以便地方官吏碰到某种形状的田地,就能马上依术计算。《五曹算经》“田曹”卷当以为适应这种需要而编辑的算书为原型。田曹共有19个问题涉及19块田,其中面积超过1顷(100亩)的只有3块(最大的2顷60亩奇100步)。其他的田地中,超过北魏实行均田法时一个适龄男性劳动力所受桑田20亩的只有两块,大于10亩小于20亩的田5块,大于1亩小于10亩的田地6块,低于1亩的田地3块,其中最小的为63步。考虑到北魏时还有一些大户、官员受田都以顷计,《五曹算经》中出现3块超过一顷的田地是可以理解的。余下的16块田地,最大的也只有63亩奇80步,只比一对壮年夫妇所受露田之和60亩稍多一点,还不及一对有牛夫妇所应受的露田数;次大的只有23亩奇150步,也只略多于一壮年妇女所应受露田额20亩、而远小于一个壮年男子所应受的露田额40亩。其他的14块田都小于20亩。如果根据距离《五曹算经》编成年代更近的西魏大统十三年瓜州籍帐,则可看出民户所受每段田地面积都小于20亩,大多数都在10亩以下,而“田曹”卷的19块田中20亩以下面积的田地就有14块,从题目涉及数量上看,这些算题和相应的方法适合于官吏进行学习并付诸应用。同时“田曹”卷收集了形状种类尽可能多的田地计算法,可以满足北魏授田与均田法需要关于各种形状田地的面积算法之要求。范围广泛、频繁进行的计算工作,也使得所需要的大量官吏无暇在精细算法上下功夫,而均田制在北朝还属初创阶段,由于战乱又时废时兴,在工作中难免带有一些粗放和原始的特点,因此《五曹算经》中有些算法不太精确,是可以理解的。

  下面,我们将对这些精确度不高的算法进行具体讨论。

  1. 由半对角线求正方形田的面积。“田曹”卷第11题,由正方形田的中心到一个顶点的距离(对角线之半)求其面积,其方法为先求对角线,再求正方形的边长,然后自乘。这个问题与《孙子算经》卷上第14题的题设、数字和解法都相同,只是文字稍异。在《九章算术》的“少广”章,专门介绍了开方术,可由面积求出正方形的边长。《孙子算经》卷上第19题和《张丘建算经》卷中的倒数第4题也是由方田(正方形)面积用开方法求其边长。这种利用开方的方法原则上可以求出精确值。但《五曹算经》和《孙子》在求边长时,没有用到开方术,而是根据边长与对角线之比为5:7的近似比率,用比例方法求出边长。对于这类问题,古代可能想到的精确算法有两种。一种是利用勾股定理,由对角线用开方法求出边长,再由边长自乘,得到面积。另一种是利用出入相补原理,可以得知对角线上的正方形面积(对角线的平方)等于两个边长上的正方形的面积(边长的平方)之和,因此可以由对角线自乘,再除以2得到这块田的面积。《五曹》和《孙子》所用算法求出的面积(一顷八十三亩奇一百八十步)比实际面积(一顷八十亩奇十八步)大三亩奇一百六十二步。不使用早几百年就已出现,且时代稍早的算书、甚至同一部算书中仍在使用的精确算法,这种做法说明《五曹》和《孙子》记载的是一种更原始的算法,而其编者并没有根据早已改进的算法来纠正它。我们上面所述的第二种精确算法,需要较多的抽象化和理论化方面的考虑,不容易想到。第一种精确算法需要用到开方,无疑比较复杂、难以掌握,远不如书中所载近似算法那么直截了当,易为一般基层官吏所掌握。

  2.四不等田。土地方位通常用“四至”来描述,如果土地面积较大,对丈量精确度又要求不高,一些形状与矩形相去不太远的田地,就能将其近似地作为矩形来处理,这样方田的计算方法通常就能够满足需求。但现实中肯定还存在大量与矩形相差很远的田地,从早期出土文献中能够发现关于不规则四边形的记录。例如汉代买地券中有“南广九十四步,西长六十八步,北广六十五,东长七十九步,为田二十三亩奇百六十四步”,买地券中出现的土地未必真实存在,但从计算结果来看汉代恐怕还没有推行后代计算四不等田面积的通用公式,因为用包括《五曹算经》在内的后世几部算书中统一的算法去计算前述土地面积,并不能算出相同得数;不过,既然东汉已经有了对这种四不等田及其面积的描述,那么《五曹》、《敦煌算书》“均田法”和《夏侯阳》都统一采用的算法(两组对边平均值的乘积),很可能在早于这些算书的时代就已经出现,只是未见于现存的几部更早的算书而已。

  3.在曲边形田地的面积计算上,《五曹算经》较前代算书,几乎没有任何进展。即使这类土地本来难以有所变化,也应把一大原因归结为在土地丈量的实际操作中,碰到曲边形土地的机会要远小于四边形土地,而精确计算此类图形面积的方法对于有些地方行政工作者来说,不仅有些高深,而且比较麻烦费事。故《五曹算经》将弧田、覆月田中的曲边,都按直边对待,而将这两种图形,都近似化为三角形来计算面积。这种做法无疑降低了计算的准确性,却简化了运算步骤,方便文化程度不高的下级官吏掌握。

  4.对于六边梯形,《五曹算经》有3种,在上列算书中是包含类别最多的,而这在早于它的算书中一种都没有,晚于它的《敦煌算书》和《夏侯阳算经》只分别有2种和1种。在现实中,这种长条形状的田是很多的。它们本可以通过分为两个梯形分别计算其面积、然后求和来解决,但《五曹算经》却采用了另一条思路:先算出三广的平均值,再乘以从。这种算法说明造术者的思路是把这种图形化为矩形来计算,这与三角形田和梯形田的求积法有相似性:对特殊的广进行平均(对梯形是把两广求其平均,对三角形则视为一广为零的梯形来处理,对六边梯形则是三广平均),可以代替各广,他(们)还没有认识到这种代替只适用于一些特殊形状的图形。《五曹》关于这些图形的求积法的思想基础,是面积由一系列线段积累而成的观念。这种观念是很自然的思想,在先秦文献中已经存在,在《九章》及其刘徽注也用到了。当考虑不严密时,古人很容易想到用几条特殊的广的平均值作为诸广的代表。因此,尽管《五曹》中六边梯形的求积法不见于现存早于它的其他算书,但它们未必都由《五曹》那些问题的作者首先提出。《五曹》提出或采用这些精度不高的六边梯形的面积算法,说明它适应现实急务的需要:毕竟这种算法比分为两个梯形来计算,要简便得多,也便于大量基层官吏学习和掌握。

  总之,《五曹算经》中出现的形状种类繁多的田地面积计算法,是北朝田地制度下行政部门需要频繁划分、丈量土地的形势对相应的计算工具的必然要求,而其中采用一些精度不高的算法,则不仅与均田制刚刚创立、还不够完善有关,而且也由于这些算法比更精确的算法简单便捷、更易于基层官吏掌握,同时又可以满足大范围的频繁测量与计算有关。唐代田曹的职能“掌园宅、口分、永业及荫田”,需要测算各种田地面积,正与《五曹算经》“田曹”中的问题所讨论的对象非常吻合,由于北周与唐代制度有密切联系,而均田制从北魏到唐中期都有施行,在服务于行政管理的算书中,将计算田地面积的题目列于“田曹”名目之下,是非常恰当的。


评“张丘建算经”

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《张邱建算经》

  《张邱建算经》(约公元5世纪)现传本有92问,比较突出的成就有最大公约数与最小公倍数的计算,各种等差数列问题的解决、某些不定方程问题求解等。「百鸡问题」是《张邱建算经》中的一个著名数学问题,它给出了由三个未知量的两个方程组成的不定方程组的解。百鸡问题是:「今有鸡翁一,值钱五;鸡母一,值钱三;鸡雏三,值钱一。凡百钱买鸡百只,问鸡翁母雏各几何。」依题意即解

  自张邱建以後,中国数学家对百鸡问题的研究不断深入,百鸡问题也几乎成了不定方程的代名词,从宋代到清代围绕百鸡问题的数学研究取得了很好的成就。

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张丘建,北魏清河(今山东邢台市清河县)人,中国著名之数学家。著有《张丘建算经》。自小聪明好学,酷爱算术。一生从事数学研究,造诣颇深。

“百鸡问题”是南北朝时期,一个关于不定方程整数的典型问题,收录于《张丘建算经》中,张丘建对此有精湛和独到的见解。其著作《张丘建算经》的体例为问答式,条理精密,文词古雅,是中国古代数学史上的杰作,也是世界数学数据库中的一份重要遗产。后世学者如:北周甄鸾、唐李淳风皆相继为该书作注释。刘孝孙则为算经撰了细草。



评“五经算术”

卷上

《尚书》定闰法:

“帝曰:咨汝羲暨和,期三百有六旬六日。以闰月定四时成岁。”孔氏注云:“咨,嗟;暨,与也。匝四时曰期。一岁十二月,月三十日,正三百六十日。除小月六为六日,是为一岁。有余十二日,未盈三岁足得一月,则置闰焉。以定四时之气节,成一岁之历象。”

甄鸾按:一岁之闰惟有十日九百四十分日之八百二十七。而云余十二日者,理则不然。何者?十九年七闰,今古之通轨。以十九年整得七闰,更无余分。故以十九年为一章。今若一年有余十二日,则十九年二百二十八日。若七月皆小,则剩二十五日;若七月皆大,犹余十八日。先推日月合宿,以定一年之闰,则十九年七闰可知。

推日月合宿法:

置周天三百六十五度于上,四分度之一于下‧又置月行十三度十九分度之七。除其日一度,余十二度。以月分母十九乘十二度,积二百二十八;内子七得二百三十五为章月。以度分母四乘章月得九百四十日为法。又以四分乘度三百六十五,内子一,得一千四百六十一。乃以月行分母十九乘之,得二万七千七百五十九为周天分。以日法九百四十除之,得二十九日,不尽四百九十九。即是一月二十九日九百四十分日之四百九十九。与日合宿也。

求一年定闰法:

置一年十二月。以二十九日乘之,得三百四十八日。又置十二月,以日分子四百九十九乘之,得五千九百八十八。以日法九百四十除之,得六日。从上三百四十八日,得三百五十四日,余三百四十八。以三百五十四减周天三百六十五度,不尽十一日。又以余分三百四十八减章月二百三十五。而章月少,不足减。上减一日,下加法九百四十分,得一千一百七十五。以实余三百四十八乃减下法,余八百二十七。是为一岁定闰十日九百四十分日之八百二十七。

求十九年七闰法:

置一年闰十日,以十九年乘之得一百九十日。又以八百二十七分,以十九年乘之得一万五千七百一十三。以日法九百四十除之,得十六日,余六百七十三。以十六加上日,得二百六日。以二十九除之,得七月,余三日。以法九百四十乘之,得二千八百二十。以前分六百七十三加之,得三千四百九十三。以四百九十九命七月分之,适尽。是谓十九年得七闰月,月各二十九日九百四十分日之四百九十九。
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以一年=365.2425天为准,19年=6939.6075天

阴历一年=354天,19年7闰,总计=19x354+7x30或29=6726+(203--210)=(6929---6936)天
无论这7个闰月是大月-30天-还是小月-29天,误差都是很大的。

假如7个闰月都是大月,19个阴历年=6936天,距离真正的19年=6939.6075天,差了3.6075天。

这种立法使用760年差144.3天,季节完全颠倒,7月成了冬天,12月成了夏天。

支那古人只知道一年=365.25天,世界其它国家很早就算出一年=365.2425天,支那直到元朝的郭守敬才得出这一结果,实际上这个数据更可能是元朝时从外面传进来的。


《尚书》、《孝经》“兆民”注数越次法:

“天子曰兆民,诸侯曰万民。”甄鸾按:吕刑云:“一人有庆,兆民赖之”注云:“亿万曰兆。天子曰兆民,诸侯曰万民。”又按周官:乃经土地而井,牧其田野。九夫为井,四井为邑,四邑为邱,四邱为甸,四甸为县,四县为都。以任地事而令贡赋。凡税敛之事,所以必共井者,存亡更守,入出相同,嫁娶相媒,有无相贷,疾病相忧,缓急相救,以所有易以所无也。兆民者,王畿方千里,自乘得兆井。王畿者,因井田立法,故曰兆民。若言兆井之民也。如以九州地方千里者九言之,则是九兆,其数不越于兆也。诸侯曰万民者,公地方百里,自乘得一万井。故曰万民。所以言侯者,诸侯之通称也。

按注云:“亿万曰兆”者,理或未尽。何者?按黄帝为法,数有十等。及其用也,乃有三焉。十等者,谓亿、兆、京、垓、秭、壤、沟、涧、正、载也。三等者,谓上、中、下也。其下数者,十十变之。若言十万曰亿,十亿曰兆,十兆曰京也。中数者,万万变之。若言万万曰亿,万万亿曰兆,万万兆曰京也。上数者,数穷则变。若言万万曰亿,亿亿曰兆、兆兆曰京也。若以下数言之,则十亿曰兆;若以中数言之,则万万亿曰兆;若以上数言之,则亿亿曰兆。注乃云“亿万曰兆”者,正是万亿也。若从中数,其次则需有十万亿、次百万亿、次千万亿、次万万亿曰兆。三数并违,有所未详。按尚书无此注,故从孝经注释之。
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亿、兆、京的大小,各持一词,实际上也不重要。

古代人根本用不到这么大的数,现在的一亿=一万万,一兆=一百万,日本的一兆还是循古制=一万亿



《诗》伐檀毛、郑注不同法:

“不稼不穑,胡取禾三百亿兮;不狩不猎,胡瞻尔庭,有县特兮。”注云:“万万曰亿。兽三岁曰特。”笺云:“十万曰亿。三百亿,禾秉之数也。”

甄鸾按:黄帝为法,数有十等。及其用也,乃有三焉。十等者,谓亿、兆、京、垓、秭、壤、沟、涧、正、载。三等者,谓上、中、下也。其下数者,十十变之。若言十万曰亿,十亿曰兆,十兆曰京也。中数者,万万变之。若言万万曰亿,万万亿曰兆,万万兆曰京也。上数者,数穷则变。若言万万曰亿,亿亿曰兆、兆兆曰京也。据此而言,郑用下数,毛用中数矣。
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这里的亿是形容词,无论是指三千万还是三百亿,都是虚指。



《诗》丰年毛注数越次法:

“丰年多黍多稌,亦有高廪,万亿及秭。”毛注云:“丰,大;稌,稻。廪所以藏斋盛之穗。数万至万曰亿;数亿至亿曰秭。”笺云:“丰年,大有之年。万亿及秭,以言谷数多也。”

甄鸾按:毛注云数万至万曰亿者,此即中数,万万曰亿也。又云数亿至亿曰秭者,或有可疑。何者?按黄帝数术云:中数者,万万曰亿,万万亿曰兆,万万兆曰京,万万京曰垓,万万垓曰秭。此应云数亿至垓曰秭,而言数亿至亿曰秭者,有所未详。
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无聊,考证这玩意。

《周易》策数法:

“天地之数五十有五,此所以成变化而行鬼神也。干之策二百一十有六;坤之策百四十有四。凡三百有六十,当期之日。二篇之策,万有一千五百二十,当万物之数也。是故四营而成易,十有八变而成卦;八卦而小成。引而申之,触类而长之,天下之能事毕矣。”

甄鸾按:天以一生水,地以二生火,天以三生木,地以四生金,天以五生土。天数奇,二十五;地数耦,三十。并天地之数,合五十五,谓之大衍之数。揲蓍得干者,三十六策然后得九一爻。爻有三十六策。合二百一十六。揲蓍得坤者,二十四策然后得六一爻。爻有二十四策。合一百四十四。并乾坤之策,三百六十。当一期之日者,举全数也。上、下经有六十四卦,卦有六爻,合三百八十四爻。阴阳各半,阳爻称九,阴爻称六。九、六各百九十二也。阳爻以三十六策乘之,得六千九百一十二;阴爻以二十四乘之,得四千六百八。并阴阳之策,合得一万一千五百二十也。四营者,仰象天,俯法地,近取诸身,远取诸物也。十八变者,三变而成爻,十八变而六爻也。八卦而小成者,言虽成易,犹未备也。
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全是胡扯!



《论语》“千乘之国”法:

“子曰:'导千乘之国。…'”注云:“司马法:六尺为步,步百为亩,亩百为夫,夫三为屋,屋三为井,井十为通,通十为成,成出革车一乘。然则千乘之赋,其地千成也。”今有千乘之国,其地千成,计积九十亿步。问为方几何?

答曰:三百一十六里六十八步一十八万九千七百三十七分步之六万二千五百七十六。

术曰:置积步为实,开方除之即得。

按千乘之国,其地千成。方十里,置一乘地十里,以三百步乘之,得三千步。重张相乘,得九百万步。又以千成乘之,得积九十亿步。以开方除之,即得方数。

开方法曰:借一算为下法。步之常超一位,至万而止。置上商九万于实之上。又置九亿于实之下,下法之上,名曰方法。命上商九万以除实毕。倍方法九亿得十八亿。乃折之:方法一折,下法再折。又置上商四千于上,以次前商之后。又置四百万于方法之下,下法之上,名曰隅法。方、隅皆命上商四千以除实毕。倍隅法得八百万。上从方法,得一亿八千八百万。乃折之:方法一折,下法再折。又置上商八百于上,以次前商之后。又置八万于方法之下,下法之上,名曰隅法。方、隅皆命上商八百以除实毕。倍隅法得十六万。上从方法,得一千八百九十六万。乃折之:方法一折,下法再折。又置上商六十于上,以次前商之后。又置上商六十于上,以次前商之后。又置六百于方法之下,下法之上,名曰隅法。方、隅皆命上商六十以除实毕。倍隅法得一千二百。上从方法,得一百八十九万七千二百。乃折之:方法一折,下法再折。又置上商八于上,以次前商之后。又置八于方法之下,下法之上,名曰隅法。方、隅皆命上商八以除实毕。倍隅法得一十六​​。上从方法,下法一亦从之,得一十八万九千七百三十七分步之六万二千五百七十六。以里法三百步除之,得三百一十六里。不尽六十八步。即得三百一十六里六十八步一十八万九千七百三十七分步之六万二千五百七十六也。
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开平方而已。
“六尺为步,步百为亩,亩百为夫,夫三为屋,屋三为井,井十为通,通十为成,成出革车一乘。然则千乘之赋,其地千成也。”
千乘之国的面积=1000x10x10x3x3x100x100=9000000000平方步=100000平方里

开平方根,边长为=316.23里

周官车盖法:

“参分弓长,以其一为尊。”注云:“尊,高也。六尺之弓,上部近平者二尺。爪末下于部二尺。二尺为句,四尺为弦,求其股。股十二。开方除之,面三尺几半。”

甄鸾按:句股之法,横者为句,直者为股,斜者为弦。若句三,则股四而弦五。此自然之率也。今此车盖,句二弦四则股三,此亦自然之率矣。求之法,句、股各自乘,并而开方除之,即弦也。股自乘,以减弦自乘,其余开方除之,即句也。句自乘,以减弦自乘,其余开方除之,即股也。假令句三自乘得九,股四自乘得十六,并之得二十五,开方除之得五,弦也。股四自乘得十六;弦五自乘得二十五,以十六减之,余九。开方除之得三,句也。句三自乘得九,弦五自乘得二十五,以九减之,余十六。开方除之得四,股也。今车盖崇二尺,弓四尺。以崇下二尺为句,弓四尺为弦,为之求股。求股之法,句二尺自乘得四,弦四尺自乘得十六。以四减十六,余十二。开方除之,得三,即股三尺也也。余三,倍方法得六;又以下法一从之得七。即股三尺七分尺之三。故曰几半也。
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二尺为句,四尺为弦,求其股。股十二。开方除之,面三尺几半。

开方12=3.46




《仪礼》丧服绖带法:

“苴绖大搹,左本在下。去五分一以为带。齐衰之绖,斩衰之带也,去五分一以为带。大功之绖,齐衰之带也,去五分一以为带。小功之绖,大功之带也,去五分一以为带。缌麻之绖,小功之带也,去五分一以为带。”注云:“盈手曰搹。搹,扼也。中人之扼围九寸。以五分一为杀者,象五服之数。”今有五服衰绖,迭相差五分之一。其斩衰之绖九寸,问齐衰、大功、小功、缌麻绖各几何?

答曰:齐衰七寸五分寸之一、大功五寸二十五分寸之十九、小功四寸一百二十五分寸之七十六、缌麻三寸六百二十五分寸之四百二十九。

甄鸾按:五分减一者,以四乘之,以五除之。置斩衰之绖九寸,以四乘之得三十六为绖实;以五除之得齐衰之绖七寸五分寸之一。以母五乘七寸得三十五;内子一得三十六。以四乘之得一百四十四为实。以五乘下母五得二十五为法。除之得大功绖五寸二十五分寸之十九。以母二十五乘五寸得一百二十五,内子十九,得一百四十四。以四乘之得五百七十六为实。以五乘下母二十五得一百二十五为法。以除之,得小功绖四寸一百二十五分寸之七十六。以母一百二十五乘绖四寸,得五百。内子七十六,得五百七十六,又以四乘之得二千三百四为实。以五乘下母一百二十五得六百二十五为法。以除之,得缌麻之绖三寸六百二十五分寸之四百二十九。
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开始长9寸,逐次减去五分之一,答案如上。
9x0.8x0.8x0.8x0.8x0.8=略
很简单的分数乘法。




丧服制食米溢数法:

“朝一溢米,夕一溢米。”注云:“二十两曰溢,一溢为米一升二十四分升之一。”

甄鸾按:一溢为米一升二十四分升之一法:置一斛米,重一百二十斤。以十六乘之,为积一千九百二十两。以溢法二十两除之,得九十六溢为法。以米一斛百升为实。实如法得一升。不尽四升,与法具再半之,名曰二十四分升之一。称法:三十斤曰钧,四钧曰石。石有一百二十斤也。所以名斛为石者,以其一斛米重一百二十斤故也。
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20两米=1又1/4斤=1又1/24升
一斛米=120斤=125升

所以一斛米也称为一石米,一石=四钧=120斤





《礼记》王制国及地法:

凡四海之内有九州。大界方三千里。三三而九,计方一千里者有九也。今为里田之法,方一千里为广一里,则长一百万里也。分方一千里为畿内,余为八州。州各得方一千里。各以方里自乘为积里。诸国皆仿方一百里国三十。一国万里,三十国合三十万里。方七十里国六十。一国四千九百里,六十国合二十九万四千里。方五十里国一百二十。一国二千五百里,一百二十国合三十万里。上法一州有二百一十国,合地八十九万四千里。以减一州之地大数一百万里,余一十万六千里为闲田。此据一州而言。若八州则地七百一十五万二千里,以减八州八百万里,余八十四万八千里为闲田。

畿内方百里国九。一国万里,九国合九万里。方七十里国二十一。一国四千九百里,二十一国合十万二千九百里。方五十里国六十三。一国二千五百里,六十三国合十五万七千五百里。上法畿内有九十三国,计地三十五万四百里。以减一百万里,余六十四万九千六百里为闲田。以八州之地七百一十五万二千里,并畿内三十五万四百里,九州之国合地七百五十万二千四百里。以减九州之地大数九百万里,余一百四十九万七千六百里为闲田。此商制也。

郑注云:“周公制礼,九州大界方七千里。七七四十九,即四千九百万里。计方一千里者,四十九也。”分方千里为畿内,余为八州。州各得一千里者六。一州合地六百万里。方五百里国四。一国二十五万里,四国合一百万里。方四百里国六。一国十六万里,六国合九十六万里。方三百里国十一。一国九万里,十一国合九十九万里。方二百里国二十五。一国四万里,二十五国合一百万里。方一百里国一百六十四。一国一万里,一百六十四国合一百六十四万里。上法,一州二百一十国,计地五百五十九万里。以减一州之地大数六百万里,余四十一万里,为附庸闲田。

按《周礼》据千里为法,则公国四,侯国六,伯国十一,子国二十五,男国一百六十四。合二百一十国者,非周之数矣。据地方一千里为地一百万里。五国合为地五百万里。方百里者五十九。方百里为地一万里。五十九国合为地五十九万里。上二法,计得地五百五十九万里。容前二百一十国,余方百里者四十一。方百里为地一万里;百里之国四十一,为地四十一万里。上据地以下三法,合地六百万里。一州之大数。

“古者以周尺八尺为步,今以周尺六尺四寸为步。古者百亩当今东田百四十六亩三十步。古者百里当今百二十一里六十步四尺二寸二分。”注云:“周尺之数,未之详闻。按礼制,周犹以十寸为尺。盖六国时多变乱法度。或言周尺八寸,则步更为八八六十四寸。以此计之,古者百亩当今百五十六亩二十五步。古者百里当今百二十五里也。”

甄鸾按:“古者以周尺八尺为步,今以周尺六尺四寸为步。古者一百亩当今东田一百四十六亩三十步。”计之法:置古步八尺,以八寸乘之为六十四寸。自相乘得四千九十六寸为古步法。又置今步六尺,以八寸乘之,内四寸,得五十二寸。自相乘得二千七百四寸为今步法。置田一百亩,以百步乘之得一万步。以古步法乘之,得四千九十六万寸为实。以今步法二千七百四寸除之,得一万五千一百四十七步。不尽二千五百一十二寸,约之得一百六十九分步之一百五十七。以亩法一百步除积步,得一百五十一亩,余四十七步及分。以经中东田一百四十六亩三十步减之,计剩五亩一十七步及分。此即经自不合。

求经云:“古者百里当今一百二十二十一里六十步四尺二寸二分”法:置百里,以三百步乘之,得三万步。以古一步六十四寸乘之,得一百九十二万寸。以今步法五十二寸除之,得三万六千九百二十三步,余四寸。以里法三百步除积步,得一百二十三里,不尽二十三步四寸。以经中一百二十一里六十步四尺二寸二分减之,计剩一里二百六十二步一尺三寸八分。亦经自不合。

求郑氏注云:“古者百亩当今一百五十六亩二十五步。”依郑计之法:置经中古者八十寸,今六十四寸相约。古步率得五,今步率得四。古步率五自乘得二十五为古步法;今步率四自乘得十六为今步法。置田一百亩为一万步。以古步法二十五乘之得二十五万。以今步法十六除之得一万五千六百二十五步。以亩法一百步除之,得一百五十六亩,不尽二十五步。

求郑注云:“古者百里当今一百二十五里”法:置一百里,以三百步乘之,得三万步。以古步率五乘之,得一十五万为实。以今步率四乘里法三百步,得一千二百为法。实如法而一,得一百二十五里。按经自不合;郑注又不与经同。未详所以。
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古今长度尺度的变化,里、步、亩是历朝历代基本的尺度。

评“夏侯阳算经”

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《夏侯阳算经》


  《夏侯阳算经》,略称《夏侯阳》,算经十书之一,三卷。此书於《隋书·经籍志》记爲「二卷」,《新唐书·艺文志》则称:「《夏侯阳算经》一卷,甄鸾注」。另据《张邱建算经序》(约公元五世纪中叶),中有「夏侯阳之方仓,孙子之荡杯」等语,则可知此书当成於五世纪之前。但现传本《夏侯阳算经原序》中,又有「五曹、孙子,述作滋多;甄鸾、刘徽,爲之详释」等语,则今本似又成於甄鸾(北周)之後。现在数学史界一般认爲,唐时《夏侯阳算经》列爲国子监算学诸生必读的「十部算经」之一,那是成书较早的原着。但後来原着失传,而宋时刊刻的「十部算经」,又误把《新唐书·艺文志》所载《韩延夏侯阳算经》收入。实际上,此书乃唐时韩延所着,因其开头有「夏侯阳曰」并徵引了一段《夏侯阳算经》的原文,才被误作《夏侯阳算经》收入。书中又有关於「两税米」和「两税钱」的题目,则其成书当在唐朝中期「两税法」施行前後。通行本有:清《四库全书》本、《微波榭算经十书》本、《武英殿聚珍版丛书》本、近代《丛书集成》本、一九六三年中华书局版钱宝琮校点《算经十书》本等。


  今本《夏侯阳算经》卷首有「原序」一篇,全书按实际应用的不同共分爲十二个门类。卷上六门,是爲「明乘除法」、「辨度量衡」、「言斛法不同」、「课租庸调」、「论步数不等」、「变米谷」;卷中五门,是爲「求地税」、「分禄料」、「计给粮」、「定脚价」、「称轻重」;卷下一门,是爲「说诸分」。全书共给出八十三个例题,其中一小部份与《孙子算经》、《五曹算经》中的题目相同,其他都是切合当时社会实际需要的算题。特别是在一些题目的乘除演算过程中,改变了过去筹算乘除法要分上、中、下三层排列的繁复做法,使其变爲可在一个横列里演算乘除,从而使筹算乘除简约易行,爲宋以後简便算法的发展开了先河。

  《夏侯阳算经》不仅简要实用,而且因其例题切合当时实际,故作爲考核当时经济政治制度的史料亦颇有价值。清《四库全书总目提要》评价说:「其书务切实用,虽《九章》古法,非官曹民事所必需者,亦略而不载。於诸算经中,最爲简要。且於古今制度异同,多资考证,尤足宝重云。」

评“海岛算经”

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海岛算经

  《海岛算经》由刘徽于三国魏景元四年(公元263年)所撰,本为《九章算术注》之第十卷,题为《重差》。


《海岛算经》简介

  《海岛算经》由刘徽于三国魏景元四年(公元263年)所撰,本为《九章算术注》之第十卷,题为《重差》。唐初开始单行,体例亦是以应用问题集的形式。研究的对象全是有关高与距离的测量,所使用的工具也都是 利用垂直关系所连接起来的测竿与横棒。有人说是实用三角法的启蒙,不过其内容并未涉及三角学中的正余弦概念。所有问题都是利用两次或多次测望所得的数据,来推算可望而不可及的目标的高、深、广、远。此卷书被收集于明成祖时编修的永乐大典中,现保存在英国剑桥大学图书馆。刘徽也曾对九章算数重编并加以注释。全书共9题,全是利用测量来计算高深广远的问题,首题测算海岛的高、远,故得名。《海岛算经》是中国最早的一部测量数学事着 ,亦为地图学提供了数学基础。



作者简介

  刘徽(生于公元250年左右),是中国数学史上一个非常伟大的数学家,在世界数学史上,也占有杰出的地位.他的杰作《九章算术注》和《海岛算经》,是我国最宝贵的数学遗产。

  《九章算术》约成书于东汉之初,共有246个问题的解法.在许多方面:如解联立方程,分数四则运算,正 刘徽负数运算,几何图形的体积面积计算等,都属于世界先进之列,但因解法比较原始,缺乏必要的证明,而刘徽则对此均作了补充证明.在这些证明中,显示了他在多方面的创造性的贡献.他是世界上最早提出十进小数概念的人,并用十进小数来表示无理数的立方根.在代数方面,他正确地提出了正负数的概念及其加减运算的法则;改进了线性方程组的解法.在几何方面,提出了“割圆术”,即将圆周用内接或外切正多边形穷竭的一种求圆面积和圆周长的方法.他利用割圆术科学地求出了圆周率π=3.14的结果.刘徽在割圆术中提出的“割之弥细,所失弥少,割之又割以至于不可割,则与圆合体而无所失矣”,这可视为中国古代极限观念的佳作。

  《海岛算经》一书中,刘徽精心选编了九个测量问题,这些题目的创造性、复杂性和富有代表性,都在当时为西方所瞩目。

  刘徽思想敏捷,方法灵活,既提倡推理又主张直观.他是我国最早明确主张用逻辑推理的方式来论证数学命题的人。

  刘徽的一生是为数学刻苦探求的一生.他虽然地位低下,但人格高尚.他不是沽名钓誉的庸人,而是学而不厌的伟人,他给我们中华民族留下了宝贵的财富。

2014年1月4日星期六

评“九章算术”

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《九章算术》

《九章算术》现存最早的中国古代数学著作之一,是《算经十书》中最重要的一种。其作者已不可考。一般认为它是经历代各家的增补修订,而逐渐成为现今定本的。

1 历史
2 体例
3 影响
4 译本


历史

根据研究,西汉的张苍、耿寿昌曾经做过增补和整理,其时大体已成定本。最后成书最迟在东汉前期,但是其基本内容在东汉后期已经基本定型。九章算术将书中的所有数学问题分为九大类,就是“九章”。

1984年,在湖北出土了《算数书》书简。据考证,它比《九章算术》要早一个半世纪以上,书中有些内容和《九章算术》非常相似,一些内容的文句也基本相同。有人推测两书具有某些继承关系,但也有不同的看法认为《九章算术》没有直接受到《算数书》影响。

三国时期魏元帝景元四年(263年),刘徽为《九章》作注,加上自己心得体会,使其便于了解,可以流传下来。唐代李淳风又重新做注(656年),作为《算数十经》之一,版刻印刷,作为通用教材。


体例

《九章算术》共收有246个数学问题,分为九大类,在一个或几个问题之后,列出这个问题的解法。

方田章:主要是田亩面积的计算和分数的计算,是世界上最早对分数进行系统叙述的著作。

粟米章:主要是粮食交易的计算方法,其中涉及许多比例问题。

衰分章:主要内容为分配比例的算法。

少广章:主要讲开平方和开立方的方法。

商功章:主要是土石方和用工量等工程数学问题,以体积的计算为主。

均输章:计算税收等更加复杂的比例问题。

盈不足章:双设法的问题。

方程章:主要是联立一次方程组的解法和正负数的加减法,在世界数学史上是第一次出现。

勾股章:勾股定理的应用。


影响

《九章算术》总结了自周朝以来的中国古代数学,它既包含了以前已经解决了的数学问题,又有汉朝时新发现的数学成就。一般认为,它在数学史上,标志着中国古代数学体系的形成,是中国古代数学体系的初期代表作。

在九章算术中有许多数学问题都是世界上记载最早的。例如,关于比例算法的问题,它和后来在16世纪西欧出现的三分律的算法一样。关于双设法的问题,在阿拉伯曾称为契丹算法,13世纪以后的欧洲数学著作中也有如此称呼的,这也是中国古代数学知识向西方传播的一个证据。

《九章算术》对中国古代的数学发展有很大影响,这种影响一直持续到了清朝中叶。《九章算术》的叙述方式以归纳为主,先给出若干例题,再给出解法,不同于西方以演绎为主的叙述方式,中国后来的数学著作也都是采用叙述方式为主。历代数学家有不少人曾经注释过这本书,其中以刘徽和李淳风的注释最有名。

《九章算术》还流传到了日本和朝鲜,对其古代的数学发展也产生了很大的影响。

祖冲之的圆周率是清朝人戴震伪造的!

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汉代以前,圆周率一直采用“径一周三”。这一数值很不精确。随着生产和科学的发展,汉代一些学者开始探求比较精确的圆周率值。

从新莽嘉量可得出西汉末刘歆所采用的圆周率为3.1547,东汉末的张衡则采用π=≈3.1623,三国时期吴人王蕃得出π=3.1556的数值。但他们求圆周率,都是以经验为基础,没有科学的论证。

魏晋之际,杰出的数学家刘徽创立了“割圆术”,他用这一方法分割到圆内接正192边形时,得出π值等于3.14124,后来又求得圆内接正3072边形,得出π值等于3.1416。

祖冲之并不满足于刘徽的结果,他希望求得更精确的圆周率值。要推算更精确的圆周率值,刘徽的“割圆术”是个很好的方法,祖冲之要采用刘徽的方法去超越刘徽的结果,工作量极其巨大:要从圆内接正6边形、12边形、24边形,一直算到12288边形和24576边形,要分别算出它们的边长和面积。

这中间要进行系列的加减乘除和乘方开方运算,涉及的运算步骤有一百多步,有效数字高达十七八位。而在当时,人们还不会用纸和笔进行列式演算,所有这些计算都是通过布列算筹而得以完成的。可以想像这在当时是需要何等的精心和超人的毅力,祖冲之经过艰巨的运算,终于求得了比刘徽的结果精确度更高的圆周率值。他计算出圆周率的准确值介于3.1415926和3.1415927之间,从而首次把圆周率值准确推算到了小数点后7位。

他还明确指出了圆周率的上限和下限,准确说明了圆周率的取值范围,实际上确定了其结果的误差范围。祖冲之的结果是在当时世界数学史上最先进的成就,直到15世纪,阿拉伯数学家卡西和16世纪法国数学家F·韦达才得出更精确的圆周率值。

祖冲之还给出了两个用分数形式表示的圆周率近似值:约率π=22/7;密率π=355/113。密率是分子分母都在1000以内的分数形式的圆周率最佳近似值。该数值的分数表现形式直到16世纪才被德国人V·奥托和菏兰人A·安托尼兹重新发现,在西方数学史上,π=355/113常被称为“安托尼兹率”。鉴于密率是祖冲之在世界上最先提出来的,日本著名数学史家三上义夫曾建议把“密率”称作“祖率”。


“古之九数,圆周率三,圆径率一,其术疏舛。自刘歆、张衡、刘徽、王蕃、皮延宗之徒,各设新率,未臻折衷。宋末,南徐州从事史祖冲之,更开密法,以圆径一亿为一丈,圆周盈数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽,朒数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽,正数在盈朒二限之间。密率,圆径一百一十三,圆周三百五十五。约率,圆径七,周二十二。又设开差冪,开差立,兼以正圆参之。指要精密,算氏之最者也。所著之书,名为《缀术》,学官莫能究其深奥,是故废而不理。”-《隋书·律历上》

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隋书是唐朝魏征、长孙无忌主编,多人参与编写,其中的天文、律历志是唐朝天文学、数学家李淳风所写,但李淳风自己明显不知道355/113这个密率的存在。


唐李淳风等对刘徽注本九章算术作了一些解释,原有刘注意义十分明确的不再补注,盈不足、方程二章就没有他们的注释。九章算术所有与圆面积有关的问题,都取圆周率三计算,刘徽注以为应取五十分之一百五十七,李淳风等补注认为可以用七分之二十二计算,这是对的。但七分之二十二是祖冲之的所谓「约率」,而李淳风等引用此率,称它为「密率」。后世人误认七分之二十二为「密率」的很多,这是李注的谬种流传。
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李批评刘徽的注解,认为刘徽所计算的157/50的圆周率不准确,真正的密率应该是22/7,完全不知道祖冲之355/113的密率,由此可见,隋书中的那一段,根本不是李淳风所写,而是后人添加进去的。
Madhava of Sangamagramma

1350 - 1425

Madhava was a mathematician from South India. He made some important advances in infinite series including finding the expansions for trigonometric functions.

13 Madhava 1400 11 3.14159265359
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1400年,印度数学家把圆周率推算到了小数点后11位。



Ghiyath al-Din Jamshid Mas'ud al-Kashi

1390 - 1450


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Jamshid al-Kashi was an Islamic mathematician who published some important teaching works and anticipated Stevin's work on decimals.

14 Al-Kashi 1430 14 3.14159265358979
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1430年,伊斯兰数学家Jamshid al-Kashi把圆周率推算到了小数点后14位。


而日本数学史家三上义夫,号称在东京一家图书馆见过有一本1530年左右印刻的隋书,其中有祖冲之圆周率的记载,但这家图书馆在哪里,叫什么名字根本不提,也没有影印照片为证,这个证言的可信性等于零。

《南史·祖冲之传》 卷七十二 列传第六十二 

  祖冲之字文远,范阳遒人也。曾祖台之,晋侍中。祖昌,宋大匠卿。父朔之,奉朝请。 

  冲之稽古,有机思,宋孝武使直华林学省,赐宅宇车服。解褐南徐州从事、公府参军。 

  始元嘉中,用何承天所制历,比古十一家为密。冲之以为尚疏,乃更造新法,上表言之。孝武令朝士善历者难之,不能屈。会帝崩不施行。

  历位为娄县令,谒者仆射。初,宋武平关中,得姚兴指南车,有外形而无机杼,每行,使人于内转之。升明中,齐高帝辅政,使冲之追修古法。冲之改造铜机,圆转不穷,而司方如一,马钧以来未之有也。时有北人索驭驎者亦云能造指南车,高帝使与冲之各造,使于乐游苑对共校试,而颇有差僻,乃毁而焚之。晋时杜预有巧思,造欹器,三改不成。永明中,竟陵王子良好古,冲之造欹器献之,与周庙不异。文惠太子在东宫,见冲之历法,启武帝施行。文惠寻薨又寝。


  转长水校尉,领本职。冲之造安边论,欲开屯田,广农殖。建武中,明帝欲使冲之巡行四方,兴造大业,可以利百姓者,会连有军事,事竟不行。 

  冲之解锺律博塞,当时独绝,莫能对者。以诸葛亮有木牛流马,乃造一器,不因风水,施机自运,不劳人力。又造千里船,于新亭江试之,日行百馀里。于乐游苑造水碓磨,武帝亲自临视。又特善算。永元二年卒,年七十二。着易老庄义,释论语、孝经,注九章,造缀述数十篇。子暅之。 
 
 暅之字景烁,少传家业,究极精微,亦有巧思。入神之妙,般、倕无以过也。当其诣微之时,雷霆不能入。尝行遇仆射徐勉,以头触之,勉呼乃悟。父所改何承天历时尚未行,梁天监初,暅之更修之,于是始行焉。位至太舟卿。 

  暅之子皓,志节慷慨,有文武才略。少传家业,善算历。大同中为江都令,后拜广陵太守。 

  侯景陷台城,皓在城中,将见害,乃逃归江西。百姓感其遗惠,每相蔽匿。广陵人来嶷乃说皓曰:“逆竖滔天,王室如毁,正是义夫发愤之秋,志士忘躯之日。府君荷恩重世,又不为贼所容。今逃窜草间,知者非一,危亡之甚,累棋非喻。董绍先虽景之心腹,轻而无谋,新克此州,人情不附,袭而杀之,此一壮士之任耳。今若纠率义勇,立可得三二百人。意欲奉戴府君,剿除凶逆,远近义徒,自当投赴。如其克捷,可立桓、文之勋;必天未悔祸,事生理外,百代之下,犹为梁室忠臣。若何?”皓曰:“仆所愿也,死且甘心。”为要勇士耿光等百余人袭杀景兖州刺史董绍先,推前太子舍人萧勉为刺史,结东魏为援。驰檄远近,将讨景。景大惧,即日率侯子鉴等攻之。城陷,皓见执,被缚射之,箭遍体,然后车裂以徇。城中无少长,皆埋而射之。
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南齐书-祖冲之传,是南梁萧子显(487年--537年)所写,和祖冲之(429-500)几乎同时代,整篇传记没有一个字提到圆周率,历法、指南车、千里船等等发明,都一字不漏详细记载。

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朱载堉已经是明朝后期的人,依然不知道祖冲之的圆周率。

他自己计算的圆周率是:sqrt2/0.45=3.14269

隋书里如果真有祖冲之的密率,不至于这个博学多才的朱家后人一点不知道。


这个例子发生在乾嘉学派大儒钱大昕、阮元以及杰出数学家李锐身上。钱大昕先是从《隋书律历志》,获知祖冲之的圆周率π值的估计:  

 古之九数,圆周率三圆径率一,其术疏舛,自刘歆、张衡、刘徽、王蕃、皮延宗之徒,各设新率,未臻折衷。宋末南徐州从事史祖冲之更开密率,以圆径一亿为一丈,圆周盈数三(刻本作二,误)丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽,朒数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽,正数在盈朒二限之间,密率圆径一百一十三,圆周三百五十五,约率圆径七,周二十二。又设开差幕、开差立,兼以正圆参之,指要精密,算氏之最者也。

圆周径率,自刘徽、祖冲之以来,虽小有同异,大要皆径一周三一四而已。溉亭独创为三一六之率,与诸家之说迥殊。余考秦九韶《数学九章》「环田三积术」,其求周以径幂进位为实,开方为圆积,是九韶亦以三一六为圆率,与溉亭所创率正同,盖精思所到,闇合古人也。江宁谈教谕秦,今之算学名家,曾作一丈径木板,以篾尺量其周,正得三丈一尺六寸奇,以为溉李之说,至当不可易也。

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南宋数学家秦九昭认为圆周率=3.16,明朝数学、音律学家朱载堉认为圆周率=sqrt(2)/0.45=3.1427

一直到清朝,还有数学家用测量的办法测量圆周率=3.16,直到这时,清朝数学家钱大昕才第一次引用了隋书中的祖冲之圆周率!

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《隋书》最早刻于北宋天圣二年(1024),已失传。另有南宋嘉定间刻本残卷六十五卷及南宋另一刻本残存五卷传世。元朝大德年间饶州路刻本是比较好的版本,涵芬楼百衲本《隋书》即据此影印。清乾隆年间武英殿刊本是较为流行的版本。1973年中华书局影印的校点本即依据以上数种版本校勘整理而成,是目前最好的通行本。
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宋朝、元朝的刻本都是残缺不全,乾隆年间的武英殿刻本最全、最流行,篡改的时间就是此时!

可以肯定,乾隆年间武英殿翻刻隋书时,添加进去了这么一段话。
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355/113的圆周率,是欧洲数学家1570年左右发现,传入中国应该是明朝末期的事。
    
  Ptolemy (c. 150 AD) 3.1416
  Zu Chongzhi (430-501 AD) 355/113
  al-Khwarizmi (c. 800 ) 3.1416
  al-Kashi (c. 1430) 14 places
  Viète (1540-1603) 9 places
  Roomen (1561-1615) 17 places
  Van Ceulen (c. 1600) 35 places
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  1600年,欧洲人已经把圆周率算到小数点后35位数,355/113的密率也早出来了。
  
  这才为乾隆时的武英殿刻本造假,提供了数据来源。
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《隋书》最早刻于北宋天圣二年(1024),已失传。另有南宋嘉定间刻本残卷六十五卷及南宋另一刻本残存五卷传世。元朝大德年间饶州路刻本是比较好的版本,涵芬楼百衲本《隋书》即据此影印。清乾隆年间武英殿刊本是较为流行的版本。1973年中华书局影印的校点本即依据以上数种版本校勘整理而成,是目前最好的通行本。
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南宋嘉定刻本只存65卷(列传第三十),另一南宋刻本只存五卷(肯定没有卷十六),元朝大德九路刻本只有十九至二十三,共计五卷,也没有卷十六。

现在的隋书都是以乾隆武英殿刻本翻印,这就是戴震篡改过的版本。
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《隋书》最早付梓应在宋天圣二年(1024年),天圣二年刊刻《隋书》时,纪传题魏征撰,志题长孙无忌撰,以后各本多从此说,《四库全书总目》提要等则将全书题为魏征撰。国家图书馆藏一部宋刻残本,共5卷,为李盛铎旧藏,李跋称之为南宋建阳所刻,学界对此普遍认同,习称宋中字建本。卷八十五末有天圣二年隋书刊本原跋,可以视为天圣二年刊刻《隋书》的佐证。然天圣本今已不传,国家图书馆收藏的这部《隋书》为宋刻递修本,全书存六十五卷:一至九、十三至十五、十九至二十六、三十二至七十六,从所避宋讳看,应刊刻于南宋之初。学界习称小字本。此本为内阁大库散出之书,著名藏书家傅增湘先生曾经眼于宝应刘翰臣家,原为蝴蝶装,傅氏称之“厚茧纸禙封,黄绢为衣,尚是宋代宫装,惜虫蚀过甚,版心尽失,不可复治,爰命工重加装订,别选佳纸为衣,而以蜕衣附焉。”后已改为线装。
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上面帖子有个小失误。

南宋刻本有两种,一种只存五卷,肯定没有卷十六。

一种现存六十五卷(不是只有第六十五卷),全书共八十五卷,这本南宋刻本保留有1-9卷,13-15卷,19-26卷,32-76卷。

关键的卷十六 律历上 还是没有。

由此可以看出,南宋的两种隋书刻本加上元大德九路的隋书刻本,都不存在卷十六。

由此也可以看出,祖冲之圆周率一段最早就是出现在武英殿-四库全书刻本里。

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隋书八十五卷 (唐)魏徵等撰 宋刻本 李盛铎 袁克文跋 国家图书馆
存五卷(二十四至二十五、八十三至八十五)
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南宋建阳刻本的隋书现存五卷,是24-25,83-85,没有卷十六。
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有人提到汲古阁版本隋书,这本隋书是日本人1905年从大清国购入的所谓汲古阁版本隋书,实际上是一本伪造的古书,是以四库全书版本为蓝本伪造。

这本隋书现存于早稻田大学图书馆。

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早稻田大学收藏汲古阁版隋书
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红色印章上说明:明治三十八年八月(1905年8月)诸同仁悼山田一郎君集资所购以赠

四库全书的编纂写是1772-1782年,据此已经100多年了。

黑色图章:琴川毛鳳苞氏審定宋本

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中国历史上的pi:

《周髀算经》:周三径一,即pi=3

汉朝,刘歆(约公元前50—公元23年),pi=3.1547

张衡(78-139),pi有几个近似值:pi = 730/232 = 3.1467,pi = 92/29 = 3.172413,pi = 根号10 = 3.162

汉朝,蔡邕,pi = 3.125

魏晋,刘徽(3世纪),pi = 157/50 = 3.14,pi=3927/1250=3.1416

东晋与南北朝,何承天(370—447),pi = 3.1429或3.1432

三国,王蕃(228—259),pi= 142/45 = 3.155


!!!祖冲之(429—500),pi = 22/7,pi = 355/133,pi=3.141592


宋朝,秦九韶,pi = 根号10 = 3.162

明朝中叶,陈尽谟,pi = 3.1525

明朝,朱载堉,首创全世界通用的音律之十二平均律,pi = 3.1427

明朝,邢云路(明神宗年间),pi=3.1213,pi=3.126

明朝,方以智(1611—1671), pi = 52/17 = 3.0588,

明朝,程大位,被尊为算盘之神《算法统综》的作者,pi = 25/8 = 3.125

清朝,王元启(1714—1786),钱塘(康熙年间),pi = 根号10 = 3.162

清朝,顾长发,袁士龙,庄亨阳,pi = 3.125

注:我们说某某人用了某个数字作为圆周率,并不是说此人认定圆周率就是那个数字,上面列举的数字有很多只是说某人曾经使用某个数作为圆周率而已。有的人在不同的场合用的圆周率可能是不同的。
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宋朝李籍的《九章算术音义》和王应麟的《玉海》、赵友钦《革象新书》也引了祖冲之的圆周率
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有人提出这个证据,但分析一下就发现了问题,这三本书现存的版本都是戴震编纂的四库全书版本,真实性如何,已经不言而喻了。