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秦九韶,字道古。宋宁宗嘉定元年(1208)三月,出生于普州(今四川省资阳市安岳县)天庆观街“秦苑斋”的一个书香门第、仕宦之家。
秦九韶之祖父秦臻舜,宋高宗绍兴三十年(1160)进士及第,官至通议大夫(正四品)。父亲秦季槱,宋光宗绍熙四年(1193)进士及第,累仕显谟阁直学士(从三品)。秦臻舜父子,同治春秋,政声亦佳。秦九韶之祖母和母亲,均出于书香门第。秦九韶出生于如此书香之家,受到长辈之熏陶,接受良好家庭教育。加之,秦九韶生活在父亲结交的忠臣良相、儒雅之士挚友圈中,师长之关爱教诲,为秦九韶之健康成长培植了优良环境。
嘉定九年(1216)秋,秦九韶随祖母、母亲离开普州,与知巴州军州事之父亲团聚。嘉定十二年(1219),兴元军士权兴等兵变犯巴州,守臣秦季槱失巴州。第二年,秦季槱出任工部郎中。秦九韶随父至临安,开始了“早岁侍亲中都,因得访习于太史”之励志年华。
宋理宗宝庆元年(1225)六月,秦季槱知潼川府军州事,秦九韶随之。秦九韶后擢升郪县县尉,24岁蟾宫折桂。宋理宗端平元年(1234)冬,秦九韶赴临安任国史院校正。
端平三年(1236)正月,秦九韶任蕲州通判。第二年,擢升和州军州事。后相继任职淮南西路、两浙路和广南东路、广南西路。宋理宗景定二年(1261)七月,秦九韶知梅州军州事,宋度宗咸淳四年(1268)三月卒于梅州。终年59岁。
秦九韶身处宋金、宋蒙战争乱世,仕途坎坷。他酷爱数学,虽置身政治,但对数学研究从未放弃。在政务之余,广泛收集历学、数学、星象、音律、营造等资料,进行分类研究。
宋理宗淳祐四至七年(1244—1247),秦九韶利用为母守孝的宝贵时光,把长期积累之数学知识及研究所得予以整理编辑,写出中外闻名巨著《数书九章》。早在汉、魏之间,《孙子算经》就提出了一个有名的数论科学算题,即某数除以8余7、除以5余3、除以7余2,求某数。当时虽已求出答案为23,但未从理论上阐释。秦九韶解此难题,创造了“大衍求一术”(一次同余式组解法),不仅在当时处于领先地位,在近代数学和现代电子计算中,亦起到重要作用,被称为“中国剩余定理”。秦九韶所论“正负开方术”(高次方程数值解法),被称为“秦九韶程序”。当今世界各国从小学、中学到大学课程,几乎都用到秦九韶定理、定律及解题原则。秦九韶在数学方面取得之成果比西方数学家取得同样成果早500多年,代表了中世纪世界数学发展之主流及最高水平,奠定了秦九韶在中国数学史上的崇高地位。此乃秦九韶一生最为伟大之成就和对世界数学发展之卓越贡献。
《数书九章》是一部堪与《九章算术》相媲美的世界数学名著。如果说《九章算术》标志着中国古代数学理论的形成,那么《数书九章》则标志着中国古代数学之顶峰、世界数学发展的主流与最高水平。
秦九韶所著《数书九章》,在比其年长27岁的收藏家、目录学家陈振孙所著《直斋书录解题》中记作《数术大略》9卷,陈振孙云此书本名《数术》;比其小24岁的周密所著《癸辛杂识续集》中记作《数学大略》。清乾隆中期开《四库全书》馆,从《永乐大典》中辑录此书抄入《四库全书》,亦称《数学九章》。后来有两个抄本。明神宗万历四十五年(1617),赵琦美为王应遴抄《数书九章》,此为赵琦美抄本。后来转入张敦仁、沈钦裴之手,沈钦裴予以校订,“以老病未卒业”,其弟子宋景昌受郁松年之托,“以赵本为主,参以各本,重加校订,成为《宜稼堂丛书》底本,流传较广”,《数书九章》遂成为现今通称。
《数书九章》18卷,9类,每类9题,共81题。
《数书九章》自序:“窃尝设为问答,以拟于用,积多而惜其弃,因取八十一题,厘为九类,立术具草,间以图发之,恐惑可备博学多识君子之余观。”九类:大衍第一,天时第二,田域第三,测望第四,赋役第五,钱谷第六,营建第七,军旅第八,市易第九。题面不只谈数学,还涉及自然现象、社会生活,为我国历代数学专著所仅见。
秦九韶集秦汉以来中国开方术之大成,提出一套完整的利用增乘方法(随乘随加)逐步求出任意高次方程正根的方法,亦称正负开方术,现称“秦九韶法”。在《数书九章》中,秦九韶列举了20多个解方程问题,最高达十次方。有人说,计算机发明以后,解方程变得有趣了。确实如此,秦九韶高次方程数值解法,可以毫无困难地转化为计算机程序。目前一些数学教科书已将这一解法明确为“秦九韶程序”。
在西方,关于高次方程数值解法的探讨,经历了漫长的历史过程,直到1819年7月1日,美国数学家霍纳在英国皇家学会发表论文《用
连续逼近法解任何次数字方程的新方法》,才提出与增乘开方法演算步骤相同的算法,后被