方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨

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原文标题:岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨


(湖南大学岳麓书院)
岳麓书院藏秦简《数》的整理工作已基本完成,但对少数算题和术文,学者们有不同的解读,主要集中在以下几个问题:
1740和简1746记载的“刍童”算题

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尺,积尺万五千六百┕。术(术)曰:上后(厚)乘上袤,下后(厚)乘 1740
下袤,并之,有(又)并上下袤相乘也,同之二千六百,以高乘之,六成一。 1746
利用“积尺万五千六百”和“同之二千六百,以高乘之,六成一”几个数据可算出高为三丈六尺。

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我推测算题所述为“刍童”形体,如图所示。其体积算式可表示为多种形式,下面列出的算式①是与术文描述接近的表述之一:

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在《九章算术》的“商功”章,“刍童”的体积求解方法是:“术曰:倍上袤,下袤从之;亦倍下袤,上袤从之;各以其广乘之;并,以高若深乘之,皆六而一。”
依术列式:

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“广”与 “后(厚)”可视为同一量,算式②经变形后可得到与算式①相同的形式。
因算题不完整,上袤、下袤、上后、下后四个数据缺失。复原方案可以有多种,例如:
[数据复原方案一]
上袤一丈,下袤二丈,上后二丈,下后三丈六尺,高三丈六尺。计算式为:

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[数据复原方案二]
上袤二丈五尺,下袤三丈二尺,上后一丈,下后二丈,高三丈六尺。计算式为:

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(数据复原方案二为武田时昌先生的意见。)
数据复原方案还会有很多种,不逐一列举。
对于算题1740+1746所记的“术(术)”有多种解释方式。总的来说,一部份意见主张对原文不补字,只设法从句读、语言表述方面阐释;另一部份意见主张补字以修正原简文,使得文意通畅,符合算法、算式。
彭浩先生和武田时昌先生认为应当维持原简文不补字,他们的意见如下:
彭浩先生的意见
彭浩先生认为,术文“上后乘上袤,下后乘下袤,”中的“上后”、“下后”对后面的文字起支配、引领作用,这一支配作用的範围并不限于“上后乘上袤,下后乘下袤,”而是一直支配到“有(又)并上下袤相乘也”,也就是说,“有(又)并上下袤相乘也”不是表示“×(上袤+下袤)”,而是受到前文“上后”、“下后”的支配,还有前文“并之”的继续影响,因而其含义应阐释为“(上后+下后)×(上袤+下袤)”。如此,则不需改动原简文而又能很好的理顺题意。
武田时昌先生的意见
武田时昌先生认为,算题术文“术曰:上后(厚)乘上袤,下后(厚)乘下袤,并之,有(又)并上下袤相乘也,同之二千六百,以高乘之,六成一。”其中“并之”是理解题意的关键,“并之”指的是“(上后+下后)”。这就是说,在“上后(厚)乘上袤,下后(厚)乘下袤”步骤之后,“上后”、“下后”仍然对“并之”起作用,得到“(上后+下后)”,再与后面“有(又)并上下袤”得到的“(上袤+下袤)”相乘。按此解释写出算式就是前面列出的的算式①。武田时昌先生指出,“并之”不是要将前面两项乘积“上袤×上后,下袤×上后”合计,后面的“同之”才表示将它前面三项乘积“上袤×上后,下袤×下后,(上后+下后)×(上袤+下袤)”合计。
邹大海先生、林力娜先生、徐义保先生主张补字以修正原简文,他们的意见如下:
邹大海先生的意见
邹大海先生认为原简文有脱字,1746号简应补全为“下袤,并之,有(又)并上下袤〔与上下后各〕相乘也,同之二千六百,以高乘之,六成一。”补上这五个字后,术文所提供的方法与《算数书》“刍”条所提供的方法在本质上相同。简文叙述的算式应写为:

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此式与算式①本质相同,而表述上稍异。
《算数书》的“刍”原文是:“刍童及方阙下广丈五尺、袤三丈,上广二丈、袤四丈,高丈五尺,积九千二百五十尺。术(术)曰:上广袤、下广袤各自乘,又上[144]袤从下袤以乘上广,下袤从上袤以乘下广,皆并,乘之,六成一。[145]”依术文列出算式:

方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨很明显,《算数书》的“刍”条描述的算式④与邹先生复原的《数》算题的算式③是相同的。
K. Chemla(林力娜)先生的意见
K. Chemla(林力娜)先生提出两种意见,其一是补入五个字:“……有(又)并上下袤〔,亦幷上下后〕,相乘也,……”。这种意见与邹大海先生的观点实质是相同的。其二是补入一个字:“……有(又)并上、下袤〔,后〕,相乘也,……”。这样补字后,简文可以视为“有(又)并上、下袤,并上、下后,相乘也”的省略叙述,可写成算式①的形式。
K. Chemla先生提出这一意见的依据是:刘徽注“刍童”这个立体时,他建议跟《九章》不同的一个算法,而且加一种推理方式,即“爲术又可令上下广袤差相乘,以高乘之,三而一,亦四阳马;上下广袤互相乘,并而半之,以高乘之,即四面六壍堵与二立方,并之,爲刍童积。”其中的“上下广袤差相乘”意思就是把“上下广差”和“上下袤差”这两个数量相乘。以此为证据,可能《数》上面所引用的这个算法仅仅脱了一个“后”字。
刘徽的注给出的另外两种“刍童”体积算法列式:

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刘徽使用了有限分割求和法得到上面两个算式,对推导过程的分析参见郭书春先生所着《九章算术译注》[1]。
徐义保先生的意见
徐义保先生认为,在简1746加两字“〔、后互〕”,即:“下袤,并之,有并上、下袤〔、后互〕相乘也,同之二千六百,以高乘之,六成一。”
徐先生也指出,此算题不一定要按“刍童”形体来考虑,或可能找到一几何体,它的体积可以按照简文中的“术”计算。(以上各位先生对算题1740+1746的意见是参照各位先生于2010年9月和10月的电子邮件转述。)
0940和简0845记载的“救(求)隄”算题
救(求)隄广袤不等者,同袤半之,亦同广半之,乃各以其徐广袤相乘,高乘即成。广袤等者,径令广袤 0940
相乘高即成。 0845
我对算题的理解如下:
隄,同堤。《礼记·月令》:“修利隄防,道达沟渎。”
同,意为相加,《数》里常见的表述方式,如:“少广。下有半,以为二,半为一,同之三,以为法。”
同袤半之,即把不相等的两袤相加除以二。
同广半之,即把不相等的两广相加除以二。
徐,此题中可能是展开、延展的意思。
术文(0940+0845)记载的“堤”的体积计算方法里,前部份说的“广袤不等者”,后部份说的“广袤等者”。
据《九章算术》之“商功”章记载:“城、垣、堤、沟、堑、渠皆同术。术曰:并上下广而半之,以高若深乘之,又以袤乘之,即积尺。”记上广为a1,下广为a2,袤为b,高为h,依术文写成算式:

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对照《九章算术》的记载,《数》术文(0940+0845)里前部份叙述的“广袤不等者”可能分别指“广不等”与“袤不等”两种情况。袤不等时,“同袤半之”,广不等时,“亦同广半之”,然后根据不同情形“乃以其徐广袤相乘”,“各”强调针对两种不同情况。“徐广袤”的“徐”字有延展的意思,若“广不等”时,隄的横剖面为梯形,纵向的“袤”可视为横剖面的延展;若“袤不等”时,隄的纵剖面为梯形,横向的“广”可视为纵剖面的延展;最后“高乘即成”,求得体积。写成算式:
广不等
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袤不等
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术文后部份叙述的“广袤等者”,实际为一长方体,体积算式如术文所记:“径令广袤相乘高即成”,写成算式就是:
广袤等
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邹大海先生有不同意见,他认为简文有缺字,当在“相乘”后补“三成一,以”,或“三而一,以”。“相乘”前可加逗号(不加亦通)。下面是一种复原方案:
救(求)隄广袤不等者,同袤半之,亦同广半之,乃各以其徐广袤,相乘,【三而一,以】高乘即成┕。广袤等者,径令广袤 0940
它描述的立体相当于“刍童”,示意图如下:

方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨、
方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨,上、下袤为
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方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨,高为
方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨。
“乃各以其徐广袤”中的“徐”字通“除”,是除去、减的意思,如:马王堆帛书《经法·论》“化则能明德徐害”;《九章算术》“均输”章:“置四分日之三,除三分日之一”,刘徽注曰:“除,即减也。”“徐”在《数》简0940中表示减。“其”为代词,表示“同广半之”与“同袤半之”所得结果(
方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨与
方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨)。“各以其徐广袤”即分别用“同广半之”所得的结果和“同袤半之”得到的结果与广和袤相减:
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方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨(或
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方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨,都等于
方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨),
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方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨)。简文相当于公式:[
方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨×
方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨+ (
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方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨或[
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方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨。这与《九章算术》的刍童公式(相当于[(2
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方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨]×
方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨÷6)是等价的。
0830和简0818记载的“方亭”术文
方亭乘之,上自乘,下自乘,下壹乘上,同之,以高乘之,令三而成一。0830
乘方亭述(术)曰:上方耤之下各自乘也,而并之,令上方有(又)相乘也,以高乘之,六成一。0818
对于简0830术文的理解并无异议。方亭,其形为方棱锥平头截体,即正四棱台。设方亭上边长为a,下边长为b,高为h,依术列式如下:

方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨
此“方亭”求积公式与《九章算术》“商功”章的方亭公式相同。
简0818则是较难解读的。依据武田时昌先生的意见,0818号简的术文可理解为:“上方耤之,下〔方耤之〕,各自乘也,而并之,令上方有〈下〉相乘也,〔同之〕,以高乘之,六成一。”
分析如下:
“上方耤之,下”后面省略了“〔方耤之〕”。
“而并之”的含义应理解为“(上方+下方)”。
“令上方有〈下〉相乘也”中的“有”字可能是误写,正确的该是“〈下〉”字。这一步骤表示用“上方”、“下方”分别乘前面“并之”步骤得到的“(上方+下方)”。
“以高乘之”之前实际省略了“〔同之〕”的表述,做出这一推断的依据是0830号简的术文。
依据补全后的术文列出算式:

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此“方亭”求积公式与《数》简0830所记术文以及《九章算术》“商功”章的“方亭”公式等价。
邹大海先生又提出另一种校改方案:在“各”前补“方耤之”,“令上”之后补“下”字,改爲“六”爲三。校勘后的文字爲“乘方亭述曰:上方耤之,下方耤之,各自乘也,而幷之,令上、下方有相乘也,以高乘之,三成一”。
(编者按: (责任编辑:admin)

原文出处:http://his.newdu.com/a/201711/05/513905.html

以上是关于方亭-岳麓书院藏秦简《数》疑难算题研讨的介绍,希望对想了解历史故事的朋友们有所帮助。