数学天才

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  汪莱(1768年-1813年),字孝婴,号衡斋,安徽歙县瞻淇人。他在数学、天文学、经学、训诂学、音韵学和乐律等方面都有很高的造诣,其中,在数学方面的成就最为显著。
  汪莱在P进位制、方程论、弧三角术和组合计算方面取得了重要的研究成果。当时人们普遍采用十进位制,汪莱则认为不必“尽立数于十”,对于具体问题,究竟采用何种进位制为宜,原则上应当“审法与数相宜”。该思想比20世纪40年代随着电子计算机的出现才兴起的P进位制早了150余年。
  中国古代对方程的研究,多侧重于研究解法(如开方术)及布列法(如天元法),当时,人们只会求解方程的一个正根,对于方程根的个数及性质的认识比较模糊。汪莱指出,二次方程有两个根,并论证了三次方程的正根与系数的关系,找出了三次方程有正根的條件。汪莱对方程的认识、根的存在与判别的研究,是我国方程理论研究的发端。汪莱说“弧三角之算,穷形固难,设形亦难,稍不经意,动乖其方”。他分别得出已知三边、三角、二角夹边或二边夹角、二角对一边或二边对一角等情况下三角形有解的条件,其成就在梅文鼎、戴震、焦循诸家之上。汪莱将组合计算公式建立在中国传统的贾宪三角形规律上,证明了组合运算式及若干性质。所得出的递兼(现在称为组合)的定义、性质、计算公式以及恒等式均与现代组合运算结果相同。
  汪莱毕生致力于数学研究,其算学造诣曾为当时的同行所认可,焦循的《加减乘除释》、张敦仁的《辑古算经细草》都是汪莱作的序,其序文收录在其最有代表性的著作《衡斋文集》中。在该著作中,汪莱对球面三角形的解法作了比较详细的论述,还提出了“量角度新法”。汪莱认为,在求解方程时,方程的根不只有一正根,亦有负根,并设96道例题加以证明,这是中国数学史上关于方程根的研究的一个新的突破。汪莱对弧三角形、勾股形、平圆形、弧矢关系、代数方程理论等都作了详细的阐述。
  汪莱的主要著作有《衡斋算学》《馨氏倨句解》《参两算经》《校正九章算术及戴氏订讹》《四边形算法》《十三经注疏正误》《禹贡图考》《说文声类》《乐津逢源》《衡斋诗集》等。
  汪莱天资聪颖,一些重要的论著多成稿于其青年时期,谓“其学由自得,不假师授”(民国《歙县志·卷七》),这或许与其刻苦、自律有关。汪莱多才多艺,除善天算外,还通晓经史、音韵、训诂、乐律、金石之学,工篆书,亦能诗,曾参与编辑国史《天文志》《时宪志》。
  乾隆五十七年(1792年),汪莱在故里制成浑天、简平等仪器,用以观测天象。同年,撰写以阐述第谷体系的行星及日月运行规律的《覆载通几》。这是一部天文学著作,其中的一些示图是依靠一些几何定理来作说明的,创立了天文与算术相结合的研究模式,实为难得。之后,他又多次前往扬州,设馆授课。苏、扬是当时经济文化发达、人文荟萃的地区,汪莱结识了不少名士,如焦循、李锐等人,他与焦循的友谊最为深厚。焦循说:“当时精九数之学者,惟莱及锐(李锐,出自吴派大家钱大昕门下,其数学造诣享誉学林)。锐善言古人所已言,而阐发得其真;莱善言古人所未言,而引申得其间。锐,精实,如诗之有少陵;莱,超异,如诗之有太白。”
  嘉庆十年(1805年),夏銮来到徽州担任新安训导,到任后四处访贤,正好汪莱返乡,夏銮便举荐他参加岁试。汪莱成廪生后,夏銮又举荐其为优行督学。
  嘉庆十一年(1806年),为治理黄河水害,汪莱受命测量云梯关(今江苏淮安县东北200里)、六塘河入海口的高程。嘉庆十二年(1807年),他考取八旗官,入史馆纂修《天文志》《时宪志》。
  汪莱于嘉庆十八年(1813年)去世。当时,石埭(今安徽石台县东南二十五里,秋浦河上游管溪与琏溪、鸿陵溪合流处)的百姓出资送其归葬于故乡歙县梅岭。
  汪莱的性格坚毅、顽强,虽然终生不得志,但是始终坚持严谨治学。其主要著作一直流传至今,使得在两百多年后的今天,我们还得以窥见其才华和风采。
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