第三十七章 “物不知數(shù)”與剩余定理
“先秦時期的算題?”
作為燕大數(shù)學(xué)系的高材生,辛子秋私下里對中國數(shù)學(xué)史很有興趣,研究也不少,卻從未見到過漢代以前數(shù)學(xué)資料。
包公這句話,頓時勾起了他的興趣。
眾人見到辛子秋和賈憲兩人反應(yīng)很大,都有些不解。
蔣平資格老,替大家問道:
“賈老爺子,你還不知道這算題問的是什么,怎會忽然如此吃驚?莫非其中有古怪?”
賈憲笑道:
“讓諸位見笑了,老朽并無輕視古人之意,實(shí)在是老朽鉆研術(shù)數(shù)多年,卻是第一次見到先秦時期的算題,難免有些失態(tài)。”
他見到周圍眾人仍是一臉不解地看著自己,想了想,繼續(xù)解釋道:
“其實(shí),早在武王伐紂之后,周公制禮作樂,那時術(shù)數(shù)之學(xué)已經(jīng)就是‘六藝’之一,也是當(dāng)時名門貴族子弟的必修課。我等所修習(xí)《算經(jīng)十書》中的《周髀算經(jīng)》,便是借用周公與商高之間的問答,來解釋許多術(shù)數(shù)學(xué)問中的至理。不過,此書經(jīng)后人考證,并不是周公所作,而是漢代寫成,不過假托周公之名而已?!?p> “除此之外,關(guān)于先秦列國年間術(shù)數(shù)之學(xué)的發(fā)展,幾乎只有些一鱗片爪的零星片段而已,從未有真正成體系的著作傳于后世。因此老朽聽聞此金牘來自先秦,而且居然記載著一道算題,心中確實(shí)大為驚訝?!?p> 辛子秋聽他這般解釋,頻頻點(diǎn)頭,十分贊同。
……
其實(shí)先秦時期,在古人自野蠻走向文明社會的過程中,數(shù)學(xué)扮演了非常重要的角色。
早在殷商時期,在甲骨文中便已經(jīng)記錄有十進(jìn)制的計(jì)數(shù)之法。
而在戰(zhàn)國時期,華夏大地出現(xiàn)了前所未有之大變革,諸侯國由奴隸制轉(zhuǎn)變?yōu)榉饨ㄖ?,生產(chǎn)水平有了大幅提高,數(shù)學(xué)的應(yīng)用極其廣泛,包括土地測量,買賣交換,甚至城池設(shè)計(jì)建造,水利,賦稅等等,不一而足。
加上其時諸子百家爭鳴,一大批思想家和實(shí)干家涌現(xiàn),數(shù)學(xué)的發(fā)展非常迅速。
可惜由于連年戰(zhàn)亂,以及后來秦始皇的焚書坑儒,其間并沒有數(shù)學(xué)著作流傳于世。
但這一時期的數(shù)學(xué)發(fā)展為之后西漢的數(shù)學(xué)大成之作《九章算術(shù)》奠定了基礎(chǔ)。
……
賈憲熟讀《周髀算經(jīng)》,《九章算術(shù)》,《孫子算經(jīng)》等前朝術(shù)數(shù)著作,但從未見過先秦時期的算題,因此對金牘上的問題十分向往,可他也不認(rèn)識戰(zhàn)國文字,看不懂上面寫了些什么。
東周列國時期,各國都有自己的文字,直到秦始皇一統(tǒng)六國之后,才統(tǒng)一了度量衡和文字。
因此即使博學(xué)如賈憲,也不可能面面俱到,連千年之前的六國文字都認(rèn)識。
不過他不認(rèn)識,并不代表文字失傳,大宋朝文人大儒極多,仁宗皇帝集中了幾位專門研究先秦著作的老學(xué)究,花了不少時間,終于翻譯了金牘上面的文字。
包拯從書柜中又拿出了一張紙,上面寫著解譯好的算題。
眾人觀看時,只見題目是這樣的:
今有物不知其數(shù),以八十四數(shù)之剩二十三,以百六十?dāng)?shù)之剩七,以六十三數(shù)之剩二,問物幾何?
這題目用現(xiàn)代漢語表述,便是這樣的:
有一堆物件,不知道個數(shù),每84個一數(shù),剩下23個;每160個一數(shù),剩下7個;每63個一數(shù),剩2個,問物件有幾個。
換句話說,就是求被84除余23,被160除余7,被63除余2的最小數(shù)。
賈憲讀罷題目,頓時陷入了沉思之中。
在場眾人,除了賈憲和辛子秋外,都不是術(shù)數(shù)專家,蔣平粗通文墨,看完題目之后一拍大腿,罵道:
“這種題目有何意義,純屬脫褲子放屁,以八十四數(shù)之,以百六十?dāng)?shù)之,以六十三數(shù)之,難道不能一個一個地?cái)?shù)么?”
辛子秋和賈憲同時瞧了他一眼,嘴上沒說,但心里都有點(diǎn)鄙夷。
真是對牛彈琴,這種人根本不懂?dāng)?shù)學(xué),也不懂這種題目的意義所在。
這不是科考,數(shù)學(xué)題目重要的不是答案,而是解決問題所提煉出的一般性思路。
抽象出來的解題方法和步驟,這才是精華所在。
就好像那個很有名的小學(xué)數(shù)學(xué)題目:
一個水池,注水灌滿要十分鐘,完全放水要二十分鐘,問同時注水和放水,多久能灌滿水池。
很多人都開玩笑地批判說這種題毫無意義,干嘛要一邊放水一邊注水呢?現(xiàn)實(shí)中根本沒有這么蠢的人嘛。
這已經(jīng)成了個流傳很廣的笑話。
但實(shí)際上數(shù)學(xué)從來都不是為了解決一個兩個問題存在的。
數(shù)學(xué)是哲學(xué),是世界觀和方法論的學(xué)問。
數(shù)學(xué)家們通過解決這些看似簡單而脫離現(xiàn)實(shí)的問題,從中提煉出行之有效的方法,用來解決更加復(fù)雜和實(shí)際的問題,同時完善人們對世界的認(rèn)識。
譬如水池注水問題,看似無關(guān)緊要,多此一舉,但在解決過程中所形成的微分方程的思想,卻是現(xiàn)代工業(yè)賴以生存的基礎(chǔ)。
實(shí)際上,說句題外話,這種水池注水的問題在現(xiàn)實(shí)中其實(shí)也不乏例子,譬如水壩的防洪控制,水塔的輸水進(jìn)水等等,不必贅述。
同樣的道理,這道計(jì)數(shù)題目,看似多此一舉,但解決它的同時,也揭示了數(shù)論中的剩余定理,或者線性不定方程組的解法。
而剩余定理,就不再是無關(guān)緊要的結(jié)論了。
即便在二十一世紀(jì)的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,剩余定理也應(yīng)用極廣,比如信號處理,雷達(dá)探測等等,不勝枚舉。
……
包公看到賈憲在凝神思考,似乎有些心得,不由得發(fā)聲問道:
“賈老先生有何見解?這道題目,之前司天監(jiān)和國子監(jiān)的幾位學(xué)問家共同研習(xí),花了不少時間,一個一個的數(shù)字試驗(yàn)過去,從一開始,一直試驗(yàn)到了七千多,還沒有找到答案,因而暫時放棄了這個辦法??磥泶鸢笐?yīng)該是個很大的數(shù)目。不知你老人家有何看法?”
賈憲點(diǎn)頭道:
“《孫子算經(jīng)》之中,有一條題目,稱為‘物不知數(shù)’題。題曰‘今有物不知其數(shù),三三數(shù)之剩二,五五數(shù)之剩三,七七數(shù)之剩二。問物幾何?’與此題十分相似?!?p> 包公奇道:
“原來如此,賈老先生果然博聞強(qiáng)記,那么,書中可曾給出解題的術(shù)文?”
……