不朽的數(shù)學(xué)家李冶

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


1251年,史天澤駐守真定,他興教育,勸農(nóng)桑,廣納賢士。在秋高氣爽的暮色中,一位59歲的儒士在學(xué)子們的簇?fù)硐绿ど狭苏娑窓璩强h的故土,他就是金元之際最偉大的數(shù)學(xué)家李冶。

李冶家學(xué)深厚,博覽群書,兼修文學(xué)、史學(xué)、數(shù)學(xué)、經(jīng)學(xué)。時(shí)人稱贊他“經(jīng)為通儒,文為名家”。

李冶(1192~1279),字仁卿,號(hào)敬齋,元代真定路欒城縣(今石家莊市欒城區(qū))人。他出生的年代,正是金朝由盛而衰的歷史時(shí)期。李冶父親李?是位博學(xué)多才的學(xué)者,在大興府尹胡沙虎手下任推官,母親姓王。

泰和八年(1208年),蒙古成吉思汗的軍隊(duì)開(kāi)始向金朝進(jìn)攻。李?的上司胡沙虎是金朝臭名昭著的大權(quán)奸,“聲勢(shì)炎炎,人莫敢仰視”,動(dòng)輒打罵同僚,甚至“虐殺不辜”。李?常據(jù)理力爭(zhēng),置個(gè)人生死禍福于度外。但行走于虎狼之室,不得不小心。他為防不測(cè),把妻兒送回故鄉(xiāng)欒城。少年李冶,就到欒城鄰縣元氏封龍書院求學(xué)。

至寧元年(1213年)胡沙虎篡權(quán)亂政,李?被迫辭職,隱居陽(yáng)翟(今河南禹縣),從此不再過(guò)問(wèn)政事。吟詩(shī)作畫,頗有名聲。父親的正直為人及好學(xué)精神對(duì)李冶深有影響。

李冶兒時(shí)本名李治,為什么改名李冶?后世有兩種解讀。一說(shuō)李冶成年后熟讀史書,感慨唐高宗李治助長(zhǎng)武則天專權(quán),導(dǎo)致大唐淪為武周,恥與李治同名,故改名李冶。一說(shuō)金朝曾推崇儒學(xué),禁止平民和古代帝王同名,李冶就把李治減去一點(diǎn),改名叫李冶。

李冶自幼聰敏,博覽群書,興趣廣泛,對(duì)文學(xué)、史學(xué)、數(shù)學(xué)、經(jīng)學(xué)都很感興趣!对际侣浴分姓f(shuō):“公(指李冶)幼讀書,手不釋卷,性穎悟,有成人之風(fēng)。”李冶常說(shuō):“積財(cái)千萬(wàn),不如薄技在身!庇终f(shuō):“金璧雖重寶,費(fèi)用難貯儲(chǔ)。學(xué)問(wèn)藏之身,身在則有余!彼贻p時(shí)曾與好友元好問(wèn)一起外出求學(xué),拜文學(xué)家趙秉文、楊文獻(xiàn)為師。

正大七年(1230年),李冶赴洛陽(yáng)應(yīng)試,被錄取為詞賦科進(jìn)士,一舉成名,時(shí)人稱贊他“經(jīng)為通儒,文為名家”。

國(guó)破家亡的命運(yùn),使李冶決絕了仕途,潛心研究學(xué)問(wèn)。

李冶得中進(jìn)士,本是走向成功的標(biāo)志,同年踏進(jìn)仕途,被授予高陵(今陜西高陵)主簿,但此時(shí)金王朝已日薄西山,而崛起于草原的蒙古汗國(guó)已日漸強(qiáng)大,成吉思汗之子窩闊臺(tái)即位后,出兵攻入陜西,李冶任職屬地被蒙古軍隊(duì)占領(lǐng),所以,他被調(diào)往鈞州(今河南禹縣)任知事。公元1232年正月,蒙古軍繞過(guò)軍事重鎮(zhèn)潼關(guān)(今陜西潼關(guān)縣北),東下汴京(今河南開(kāi)封),在三峰山大戰(zhàn),金軍大敗,不幾日,蒙古軍攻破鈞州城,李冶不愿投降,就換上平民服裝,北渡黃河進(jìn)入山西,這是他一生的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。仕途的悲涼,國(guó)土的淪喪,使得李冶從此走上了流亡之路。

李冶輾轉(zhuǎn)到了山西的忻縣、崞縣(今山西寧武、原平)之間,過(guò)著“饑寒不能自存”的生活

公元1234年正月,金哀宗完顏守緒傳位于完顏承麟后自縊而死。末帝完顏承麟也被亂兵所害,金朝滅亡。

國(guó)破家亡的命運(yùn),使李冶決絕了仕途,只能潛心研究學(xué)問(wèn)。年過(guò)四十歲的李冶經(jīng)過(guò)顛沛流離后,定居崞縣桐川。他雖生活艱苦,但有充足的時(shí)間研究學(xué)問(wèn)。漫漫人生路,何處是歸途?李冶就在各種學(xué)問(wèn)中充實(shí)自己,涉及數(shù)學(xué)、文學(xué)、歷史、天文、哲學(xué)、醫(yī)學(xué)等。李冶不僅有先進(jìn)的哲學(xué)思想,而且在極為艱苦的條件下堅(jiān)持做學(xué)問(wèn)。他在桐川的居室十分狹小,常常不得溫飽,要為衣食奔波。但他卻以著書為樂(lè),潛心學(xué)問(wèn)。他的學(xué)生焦養(yǎng)直說(shuō)他“雖饑寒不能自存,亦不恤也”,在“流離頓挫”中“亦未嘗一日廢其業(yè)”,“手不停披,口不絕誦,如是者幾五十年”。

同時(shí)代的學(xué)者硯堅(jiān)評(píng)價(jià)李冶,只要目睹世間之書,無(wú)不熟讀,從不遺漏。

數(shù)學(xué)雖被古人排在六藝之末,但李冶認(rèn)為,數(shù)學(xué)是最有用的學(xué)問(wèn),于是他致力于數(shù)學(xué)研究。

1248年,李冶寫成了中國(guó)古代數(shù)學(xué)名著《測(cè)圓海鏡》,這是中國(guó)古代代數(shù)學(xué)具有劃時(shí)代意義的著作,是用“立天元一為某某”(即當(dāng)代數(shù)學(xué)設(shè)x為某某)解析高次方程的數(shù)學(xué)專著。后世學(xué)者們研究認(rèn)為,李冶這部代數(shù)學(xué)著作,比歐洲代數(shù)高次方程理論要早300多年,是13世紀(jì)世界最先進(jìn)的代數(shù)學(xué)理論專著。

金元之際,正是天元術(shù)啟蒙的時(shí)代。天元術(shù)是用數(shù)學(xué)符號(hào)列方程的方法。中國(guó)列方程的思想可追溯到東漢的《九章算術(shù)》。其中第8章《方程》,用文字?jǐn)⑹龇椒ń⒍畏匠,但沒(méi)有明確的未知數(shù)。唐代王孝通《緝古算術(shù)》已能列出三次方程,但完全用幾何方法推導(dǎo)方程,難度很大,不易被一般人掌握。

宋代以前的方程理論一直受幾何思維束縛,方程次數(shù)不高于三次,高于三次方程就難以用幾何解析了。宋仁宗時(shí)任左班殿直賈憲寫成《黃帝九章算經(jīng)細(xì)草》9卷、《算法?古集》2卷,改進(jìn)了傳統(tǒng)開(kāi)方法,創(chuàng)造了開(kāi)方作法本源和增乘開(kāi)方法,對(duì)古代數(shù)學(xué)理論做出了杰出貢獻(xiàn)。在歐洲,法國(guó)數(shù)學(xué)家帕斯卡在17世紀(jì)初創(chuàng)造了類似的代數(shù)學(xué),但是比賈憲晚了600年左右。

李冶治學(xué),不泥古,不唯書,既善于借鑒前人的成就,又勤于思考。有人問(wèn)學(xué)于李冶,李冶回答:“學(xué)有三:積之之多不若取之之精,取之之精不若得之之深!眻(jiān)持去其糟粕,取其精華,善于發(fā)現(xiàn),勤于思考。

由于李冶擺脫了幾何思維的束縛,在方程解析方面取得了突破,他利用天元術(shù)熟練地列出六次方程,并完整解決了分式方程問(wèn)題,用純代數(shù)方法降低方程次數(shù),他還發(fā)明了負(fù)號(hào)和一套相當(dāng)簡(jiǎn)明的小數(shù)記法。在國(guó)外,直到16世紀(jì)末,小數(shù)才有了更好的記法。由于李冶掌握了一套完整的數(shù)字符號(hào)及性質(zhì)符號(hào),他的方程已能用符號(hào)表示,改變了用文字描述方程的舊面貌,可稱為“半符號(hào)代數(shù)”。大約300年后,類似的半符號(hào)代數(shù)才在歐洲產(chǎn)生。

李冶的《測(cè)圓海鏡》共12卷,收入170多個(gè)問(wèn)題,都是已知直角三角形中各線段、利用天元術(shù)求內(nèi)切圓和旁切圓的直徑問(wèn)題。第一卷開(kāi)頭,李冶列出了一幅“圓城圖式”,提出了170個(gè)與“圓城圖式”有關(guān)的問(wèn)題,根據(jù)已知條件,分別計(jì)算出15個(gè)直角三角形各邊之長(zhǎng),繪出各三角形的容圓公式,計(jì)算出勾股和、勾股差,然后計(jì)算出勾弦和、勾弦差等。其中19題列出三次方程,13題列出四次方程,還有些題列出六次方程,還成功地用代數(shù)方法降低方程次數(shù)!稖y(cè)圓海鏡》的成書標(biāo)志著天元術(shù)的成熟,李冶也正是因其在天元術(shù)方面的貢獻(xiàn),被后人譽(yù)為“宋元數(shù)學(xué)四大家”。

元代數(shù)學(xué)家朱世杰說(shuō):“以天元演之,明源活法,省功數(shù)倍!鼻宕钤f(shuō):“立天元者,自古算家之秘術(shù);而《海鏡》者,中土數(shù)學(xué)之寶書也。”

李冶既是一代鴻儒,又有實(shí)用數(shù)學(xué)的杰出成就。他曾在封龍書院講學(xué),學(xué)子紛至沓來(lái),以聆聽(tīng)李冶教誨為樂(lè)事。

李冶寫成《測(cè)圓海鏡》后,到太原住了一個(gè)時(shí)期,藩府的官員曾請(qǐng)他出仕為官,他堅(jiān)決謝絕了。后來(lái),他到了山西平定,在那里,李冶與一代詞人元好問(wèn)受到當(dāng)?shù)厝说木囱。平定侯?也很尊重李冶和元好問(wèn),他經(jīng)常把他們接到自己府邸做客。時(shí)人常常將二人并稱“元李”。至元二年(1265年),平定州創(chuàng)建“四賢堂”,以祭祀金元時(shí)期文壇領(lǐng)袖,“四賢”就是指楊云翼、趙秉文、元好問(wèn)和李冶,可見(jiàn)李冶在當(dāng)時(shí)名聲之高、影響之大。


本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/646474.html

相關(guān)閱讀:高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)技巧----方法指導(dǎo)