清代算学,顺康间仅消化西法,乾隆初仅杂释经典。其确能独立有所发明者,实自乾隆中叶后,而嘉、道、咸、同为盛。推厥所由,则皆天元、四元两术之复活有以牖之。徐文定所谓”会通以求超胜“,盖实现于百余年后矣。今刺举其发明之可纪者如下。
一
明静庵安图之割圜密率捷法。梅玉汝《亦水遗珍》,载有西士杜德美用连比例演周径密率及求正弦、正矢之法,惟所以立法之原则秘而不宣。至汪考婴疑其数为偶合。静庵积思三十年,创为此法与解,用连比例术以半径为一率,设弧共分为二率:二率自乘,一率除之,得三率;以二率与三率相乘,一率除之,得四率。由是推之,三率自乘,一率除之,得五率。——虽至亿万率,胥如是。罗茗香评之曰:”西法之妙,莫捷于对数“;”对数之用,莫便于八线。——考对数之由来,亦起于连比例,又安知当日立八线表时,不暗用此法推算耶?“
二
孔巽轩之三乘方以上开方捷法及割圜四例。巽轩为戴东原高弟子,研究秦李之书,精通天元。梅定九着《少广拾遗》,云三乘方以上不能为图。巽轩独抒新意,取幂积变为方根,使诸乘皆可作平方观,制诸乘方廉隅图,俾学者知方广稠叠所由生。又立割圜四例,其说在明氏捷法未显之先,而间与暗合,所着书名《少广正负术内外篇》六卷
三
李四香之《方程新术草》。因梅氏未见古九章,其所着《方程论》,囿有西学,致悖直除之旨,乃寻究古义,采索本根,变通简捷,以成新术,辨天元与借根之异同。梅玉汝言借根即天元,大致固不谬。四香更辨析天元之相消,有减无加,与借根方之两边加减微异发明开方正负定律。梅氏言开方,专宗《同文算指》《西镜录》之西法,初不知立方以上无不带纵之方。故所着《少广拾遗》,立开一乘方以至开十二乘方法,枝枝节节,窒碍难通。四香读秦道古书,阐明超步退商、正负加减、借一为阳诸法,为《开方说》三卷
四
黎见山应南之求句股率捷法。见山,四香弟子。此捷法乃推阐天元通分而成。任设奇偶两数,各自乘,相并为弦,相减为句,或为股;副以两数相乘倍之为股,或为句。若任设大小两奇数或偶数,各自乘,则相并半之为句,或为股,其两数相乘即为股,或为句,所得句股弦皆无零数
五
汪孝婴之发明天元一正负开方之可知不可知。四香发明正负开方定律,少广之学大明。孝婴读秦李书,知有不可知之数,乃自二乘方以下推之得九十五条。其说与四香似立异,故当时有汪李齮龁之谣,焦里堂既辨之矣。四香后读其书而为之跋,括为三例以证明之,谓偶实同名者不可知,偶实异名而从廉正负不杂者可知;偶实异名而从廉正负相杂,其从翻而与隅同名者可知,否则不可知。又谓己所言”一答与不止一答“,与汪言之”可知不可知“,义实相通云
六
董方立之发明割圜连比例术。此亦因杜德美之圜径求周术语焉不详,欲更创通法,使弦矢与弧可以径求。时明静庵之密率捷法未传于世。方立覃思独创,与明氏同归而殊涂,盖以圜容十八觚之术,引申类长,求其累积,实兼差分之列衰,商功之堆垛,而会通以尽句股之变。自谓奇偶相生,出于自然,得此术而方圆之率通云
七
徐君青之发明屡乘屡除的对数。对数表传自西人,云以屡次开方而得其数。君青以屡除屡乘法御之,得数。巧合而省力百倍研究测圜密率,以屡乘屡除法,递求正负诸差,而加减相并,便得所求发明开圜求周术。椭圆求周,无法可驭。借平圜周求之,则有三术。项梅侣、戴鄂士各立一术。君青以椭周为圜周,求其经以求周,即为椭圜之周。最直捷。李壬叔谓其驾过西人远甚发明造各表简法。君青以对数表等为用最大。惜创造之初,取经纡徊,布算繁赜,不示人以简易之方,如八线对数表,至今无人知其立表之根,因读《四元玉鉴》,究心于垛积招差之法,推诸割圆诸术,无所不通。盖垛积者递加数也,招差者连比例也。合二术以施之割圜,六通四辟,而简易之法生焉。乃集杜德美、董方立、项梅侣、戴鄂士、李壬叔诸家之说而折衷之,简益求简,凡立五术
八
戴鄂士之发明对数简法。其术在舍开方而求假设数;复有续编,专明对数根之理。徐君青为之序,谓与李壬叔《对数探原》同为不朽之业发明外切密率。此亦割圜率中之一种。自杜、董递启割圜之秘,项梅侣、李壬叔皆有所增益。惜杜氏有弦矢术而无切割术,李氏有其术而分母分子之源未经解释。鄂士谓弦矢与切割本可互为比例,……以比例所得之率数乘除法,乘除弧背,其求得之数,必仍为比例所得之切割。乃本此意以立术发明假数测圆。专以负算阐对数,发前人未发之蕴
九
邹特夫之发明乘方捷术。此亦研究对数之书,隐括董方立、戴鄂士之说,立开方四术。其于讷白尔表,以连比例乘除法,迳开一无量数乘方以求之,又立求对数较四术以求之,亦用连比例一以贯之,立术最为简易。盖以徐君青、李壬叔之术,操数各殊,惟夏紫笙略近而更为精密云创造对数尺。因对数表而变通之为算器,画数以两尺相并而伸缩之,使原有两数相对,而今有数即对所求数补古格术。格术之名及其术之概略,仅见于宋沈括《梦溪笔谈》,后人读之亦莫能解。特夫知其即光学之理,更为布算以明之。以算学释物理自特夫始
第37章