清朝中葉的閉關自守(西元1723年),到鴉片戰爭 (西元1840年) 爆發後,這段期間幾乎沒有新的西方數學知識傳入,但是《數理精蘊》的刊行,反而有系統的介紹明末以來傳入的西方數學知識,加上傳統中算的復興,使得當時的算學家能夠融合中西算學而取得優異的成果。本文的主角項名達,即為在這樣的學術環境下,進行中西會通工作的一個代表人物。
清代的疇人面對中西方不同的數學知識與研究課題,產生不同的學術傾向(中法與西法)。項名達(1789~1850)是當時名重一時的數學家,歷經了中西算學相互較勁的階段,他在當代的學術氛圍中一向被視為西學的代表,由他與中法派羅士琳的對話,正意味著傳統中算已漸漸淡出歷史的舞台。同時,項名達在割圓術、勾股術、三角術、開方術的成就,也反映著當時算學的關懷主題。
本文會探討項名達的著作《象數一原》、《勾股六術》、《三角和較術》、《開諸乘方捷術》,其中《象數一原》是項名達的代表作,承接了明安圖與董祐誠在割圓術的成就-杜氏九術和董氏四術。《象數一原》著重「象」「數」的對應關係,其中的「象」,指的是一系列相似的等腰三角形,「數」指的是遞加數,遞加數起源於中國傳統的賈憲三角形,最後卻演變成有理指數冪的二項式定理係數表。項名達製造出來的「象」與「數」,始終取得一個完美的對應,他利用此得到兩個公式,揭示了杜氏九術與董氏四術的立法之原。而《象數一原》中所介紹的橢圓求周術,更是一項了不起的成就,它與《開諸乘方捷術》皆應用到遞加數。概括的說,項名達的算學主軸,環繞在冪級數展開式與遞加數。
項名達身處在傳統中算邁向西學的過渡時期,其算學著作與學術傾向,可以窺見當時的學術風氣與數學的發展歷程,同時《象數一原》中豐富的辯證思想,也提供了探究清代算學家的學術思想上,一個極佳的研究對象。
一、史料
〈清.項名達傳包〉,編號701005076,收藏在台北:故宮博物院圖書館。
〈清.項名達傳包〉,編號701004330,收藏在台北:故宮博物院圖書館。
〈清.項名達傳包〉,編號701004423,收藏在台北:故宮博物院圖書館。
清.諸可寶,〈項名達〉,《疇人傳三編》卷三,收入阮元等《疇人傳彙編》下(台北:世界書局印行,1962年),頁768~770。
清.趙爾巽等編篡,〈項名達〉,《清史稿》〈列傳二百九十四.疇人二〉(台北:洪氏出版,1981年),頁13988。
徐世昌,〈項名達〉,《清儒學案小傳》卷十五,收入周駿富編《清代傳記叢刊》第七冊(台北:明文書局印行,1985年),頁007-098。
清.國史館原編,〈項名達〉,《清史列傳》卷七十三(台灣:中華書局印行,1962年),頁33~34。
閔爾昌,〈項名達〉,《碑傳集補》卷四十二(疇人)(台北:文海書局,1973年),頁2287~2293。
顧廷龍,《清代硃卷集成》275冊,頁335。
清.《數理精蘊》,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》數學卷第三分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年)。
汪萊,《衡齋算學》,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》數學卷第四分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年)。
董祐誠,《董方立遺書》,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年)。
項名達,〈橢圜術〉,收入清.楊尚文編,《連筠簃叢書》第4662冊。
明安圖,《割圓密率捷法》,《續修四庫全書》子部,天文算法類。
梅文鼎,《少廣拾遺》,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》數學卷第四分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年)。
李銳,《勾股算術細草》,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年)。
項名達,《象數一原》,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年)。
項名達,《下學盦算術三種》,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年)。
項名達,〈對數簡法序〉,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年)。
項名達,〈續對數簡法序〉,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年)。
戴煦,〈續對數簡法自序〉,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年)。
閔爾昌,〈羅士琳〉,《碑傳集補》卷四十二,頁2298。
閔爾昌,〈戴煦〉,《碑傳集補》卷四十二,頁2308。
夏鸞翔,〈外切密率序〉,收入《續修四庫全書》子部,天文算法類。
近人著作
李儼,〈明清算家的割圓術研究〉,收入杜石然主編,《李儼、錢寶琮科學史全集》第七卷(瀋陽:遼寧教育出版社,1998年)。
李儼,〈三角術和三角函數表的東來〉,收入杜石然主編,《李儼、錢寶琮科學史全集》第七卷(瀋陽:遼寧教育出版社,1998年)。
李儼,〈三角函數展開式的研究〉,收入杜石然主編,《李儼、錢寶琮科學史全集》第五卷(瀋陽:遼寧教育出版社,1998年)。
李儼,〈中算家的圓錐曲線說〉,收入杜石然主編,《李儼、錢寶琮科學史全集》第七卷(瀋陽:遼寧教育出版社,1998年)。
何紹庚,〈項名達對二項展開式研究的貢獻〉,《自然科學史研究》第1卷第2期(1982年),頁104~114。
徐傳胜,〈中國傳統數學思想對冪級數理論的研究〉,《西安電子科技大學學報》社會科學版第16卷第2期(2006年3月)。
特古斯,〈試論清代割圓連比例方法〉,《自然科學史研究》第15卷第4期(1996年)。
特古斯,〈晚清算家對遞加數性質的認識〉,《內蒙古師大學報》自然科學漢文版1997年第2期,頁62~67。
特古斯,〈清代中算家的遞加數〉,《自然科學史研究》第14卷第4期(1995年),頁337~348。
牛亞華,〈項名達的橢圓求周術研究〉,《內蒙古師大學報》自然科學版1990年第3期,頁53~61。
王榮彬、郭世榮,〈戴煦、項名達、夏鸞翔對迭代法的研究〉,《自然科學史研究》第11卷第3期(1992年),頁209~216。
王輝、特古斯,〈關於割圓連比例解的項氏定理探析〉,《純粹數學與應用數學》第16卷第2期(2000年6月)。
特古斯、郭世榮,〈晚清割圓術的飽和傾向〉,《自然科學史研究》第17卷第4期(1998年)。
甘向陽,〈項名達遞加圖與牛頓二項式定理〉,《湘潭師範學院學報》第12卷第3期(1991年6月),頁1~7。
柴慧琤,〈項名達的數學思想述評〉,《自然科學史研究》第11卷第2期(1992年),頁120~126。
特古斯,〈項名達構造遞加數的方法分析〉,收入《數學史研究文集》第3輯(1992年7月),頁83~89。
洪萬生,《中國 的一頁滄桑》(台北:自然科學文化事業公司,1981年)。
郭世榮,〈羅士琳《三角和較算例》簡介〉,收入《中國數學史論文集》。
李兆華,〈董祐誠的垛積術與割圓術述評〉,收入《中國數學史論文集》。
李兆華,〈戴煦關於二項式和對數展開式的研究〉,收入《中國數學史論文集》,頁98~108。
羅見今,〈論明安圖級數反演中的計數結構〉,《內蒙古師大學報》自然科學版1992年第3期,頁91~101。
李兆華,《中國數學史》(台北:文津出版社,1994年)。
韓琦,《康熙時代傳入的西方數學及其對中國數學的影響》(北京:中國科學院自然科學史研究所博士論文,1991年)。
李迪,《中國數學通史》明清卷(南京:江蘇教育出版社,2004年)。
田淼,《中國數學的西化歷程》(山東教育出版社,2005年10月)。
吳文俊,《中國數學史大系》第八卷(北京:北京師範大學出版社,1999年)。
洪萬生,《談天三友》(台北:明文書局,1993年)。
李繼閔,《九章算術及劉徽注研究》(九章出版社,1992年)。
洪萬生,〈初探劉徽的窮盡法〉,收入《數學史論文集(l)》。
洪萬生,〈《書目答問》的一個數學社會史考察〉,收入《數學史論文集(Ⅱ)》。
郭書春、劉鈍,《算經十書》(九章出版社,2001年4月)。
李儼、杜石然,《中國古代數學簡史》(台北:九章出版社,1992年)。
洪萬生,《此零非比0》(台灣商務印書館,2006年7月)。
陳啟文,《清代算學家戴煦及其算學研究》(國立台灣師範大學數學系教學碩士班碩士論文,2002年)。
阮錫琦,《清代算學家徐有壬及其算學研究》(國立台灣師範大學數學系教學碩士班碩士論文,2001年)。
韓琦,〈《數理精蘊》提要〉,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》數學卷第三分冊(鄭州,河南教育出版社,1993年)。
劉鈍,〈《勾股算術細草》提要〉,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》第五冊(鄭州:河南教育出版社,1993年)。
洪萬生,《孔子與數學》(台北:明文出版社,1999)。
陳鳳珠,《清代算學家駱騰鳳及其算學研究》(國立台灣師範大學數學系碩士論文,2000年)。
何绍庚,〈清代無窮級數研究中的一個關鍵問題〉,《自然科學史研究》第8卷第3期(1989年7月),頁205~214。
陳彥宏,《清代算學家安清翹之《矩線原本》內容分析》(國立台灣師範大學數學系碩士論文,2002年)。
何紹庚,〈象數一原提要〉,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五冊(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁5-469~5-472。
張佳平,〈清詞人項廷紀家世、生平、著述考〉,南洋師範學院學報(社會科學版)第5卷第1期(2006年1月)。
羅見今,〈明安圖公式辨正〉,內蒙古師大學報(自然科學版) 1988年第1期,頁42~48。
李兆華,〈戴煦關於對數研究的貢獻〉,《自然科學史研究》第4卷第4期(1985年),頁353~362。
韓琦,〈《數理精蘊》對數造表法與戴煦的二項展開式研究〉,《自然科學史研究》第11卷第2期。
羅見今,〈明安圖計算無窮級數的方法分析〉,《自然科學史研究》第9卷第3期(1990年),頁197~207。
韓琦,〈《務民義齋》算學提要〉,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》第五冊(鄭州:河南教育出版社,1993年)。
王鍻熙,《清代算學家梅啟照及其算學研究》(國立台灣師範大學數學系教學碩士班碩士論文,2002年)。
郭慶章,《羅士琳及其算學研究》(國立台灣師範大學數學系教學碩士班碩士論文,2005年)。
黃清揚,《中國1368-1806年間的勾股術發展之研究》(國立台灣師範大學數學系碩士論文,2001年)。