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一论华罗庚的《从杨辉三角谈起》 ——完全是文不对题 倪则均,2015年1月30日。

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发表于 2015-1-30 13:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
1,        连得数学老师也未必都能看懂的学生课外读物!
上个世纪六十年代,华罗庚曾为中国数学会所创办的数学竞赛,特意给中学生们写了几本小册子,作为他们的课外读物,《从杨辉三角谈起》和《从祖冲之的圆周率谈起》就是其中的两本。七十年代初,北京市数学会出版了一套“数学小丛书”,华罗庚的这两本小册子,分别被选为了这套“数学小丛书”的第一册和第三册。
华罗庚为什么要写这两本小册子?我认为应该是由于此时已经是反右运动前夕,华罗庚或许已经感受到了十分巨大的政治压力,于是他要装出一副非常关心青年学子的姿态,想要写出一点崇扬我国古代数学的东西。然而,他只是在清华大学旁听了二年高等数学,以后又在哈代那里学了几年“概念造型”艺术,对于博大精深的我国古代数学,根本没有作过什么深入系统的研究。
我国古代数学里的许多非常简洁明了的算理算法,反而被华罗庚搅得极其晦涩复杂,有些东西华罗庚完全是在不懂装懂,他不知道杨辉的“垛积术”,与沈括的“隙积术”到底有何区别,更不知道沈括的酒坛堆计数公式,只能运用刘徽的“出入相补术”得到,不能运用后来的杨辉的“垛积术”去得到。尽管沈括在他的《梦溪笔谈》里,已经说:“刍童求见实方之积,隙积求见合角不尽,益出羡积也”,然而,华罗庚似乎根本没有理解这句话的意思。
顾名思义,《从杨辉三角谈起》应该是介绍一些,我国宋元时期的数学成就,因为宋元时期的数学是我们中国数学的第三个巅峰时期,遥遥领先于当时的世界各国。然而《从杨辉三角谈起》的最后一节,却讲的是无理数的逼近,似乎是扯得太远了,大概这就是华罗庚从哈代那里所学的“概念造型”艺术。全体自然数二次方的倒数之和,欧拉已经运用十分简洁的方法,推导出其和为π2/6,华罗庚根本没有必要也搞出一个极其繁琐复杂的无理数的逼近,其实,我已经发现在无限情况下,由于三角形的三个内角之和不再是一百八十度,三角函数似乎已经不再适用,因此欧拉所得到的其和为π2/6,可能也是有问题的。
在华罗庚的《从杨辉三角谈起》里,甚至还出现了推导过程和结果的错误,这种情况不管是对于中学生,还是他们的老师,都是万万不会想到的,他们决不会怀疑我们的数学大师,竟然也会出现这种低级错误。应该说象我这样总是怀疑,大家公认的数学大师可能也会出错,他们的所谓经典也会有问题的人是不多的,绝大多数的人,都只能是为看不懂他们的东西而苦恼。
2,        只有杨辉垛积,何来杨辉三角?
有人说杨辉的“垛积术”,是沈括“隙积术”的发展,其实,杨辉的“垛积术”与沈括的“隙积术”,完全是性质根本不同的两码事。杨辉应该是为了验证沈括的酒坛堆计数公式,才是开创了他的“垛积术”。杨辉之所以能开创他的“垛积术”,则是由于他对于我国古老的‘开方作法本源’,作了深入的研究,发现了其中许多极其重要的规律。
华罗庚在这本小册子的序言——“写在前面”中,首先介绍了他所谓的“杨辉三角”的来历,他说:“这本小册子的内封上所载的图形,称为‘杨辉三角’。杨辉三角并不是杨辉发明的,原来的名字也不是‘三角’,而是‘开方作法本源’;后来也有人称为‘乘方求廉图’。这些名称实在太古奥了些,所以我们简称之为‘三角’。
杨辉是我国宋朝时候的数学家,他在公元1261年著了一本叫做《详解九章算法》的书,里面画了这样一张图,并且说这个方法是出于《释锁算书》,贾宪曾经用过它。但《释锁算书》早已失传,这书刊行的年代无从查考,是不是贾宪所著也不可知,更不知道在贾宪以前是否已经有这个方法。然而有一点是可以肯定的,这一图形的发现在我国当不迟于1200年左右。”华罗庚的这番话,让我觉得十分奇怪,难道华罗庚不知道,我国古代的解方程,来自于《周易》的卦符变化规律,称为“开方术”。因此所谓的“杨辉三角”,应该称为“易卦三角”才对。
我国南宋时候的秦九韶(1202—1261),根据“易卦三角”所推导出的,对于高次代数方程的数值解法,比意大利的鲁菲尼(1765—1822),和英国霍纳(1786—1837)的“鲁菲—霍纳法”,更为井然有序,至今仍然还是最为高明的解法。由此“秦九韶法”所编制出的程序,通过电子计算机计算,也是最为快捷、安全、稳定、可靠。
华罗庚接着又说:“在欧洲,这图形称为‘巴斯加三角’。因为一般都认为这是巴斯加在1654年发明的。其实在巴斯加之前已有许多人论及过,最早的是德国人阿批纳斯,他曾经把这个图形刻在1527年著的一本算术书的封面上。可是无论怎样,杨辉三角的发现,在我国比在欧洲至少要早300年光景。”其实,欧洲的“巴斯加三角”,完全是从我国传过去的。
华罗庚在他的“写在前面”最后指出:“我必须在此感谢潘一民同志,本书的绝大部分是他根据我的非常简略的提纲写出的。”这本小册子的作者,既然署名为华罗庚,那么由此所得到的名利,就应该全都归属于华罗庚,当然,其中的错误和问题,也必须全都要有华罗庚去承担。
3,看不到杨辉时代的群星闪耀。
杨辉的时代,是一个数学人才辈出,名家云集的时代。其中的代表人物是“宋元四大家”:杨辉、秦九韶、李冶和朱世杰,此外还有贾宪、刘益、沈括、王恂和郭守敬等名家。同时涌现了大量的数学著作,据不完全统计,仅两宋约300年间,部分书目有95种,其中著名的数学著作就有54种之多。值得注意的是,在“宋元四大家”之中,只有秦九韶不是民办的算学馆的校长,但是他一直谋求能调任为国子监的数学教授。
我国宋元时期的数学,是博大精深的中国数学的第三个巅峰时期,那时我们的古代数学,已经遥遥领先于当时的世界各国,这个数学宝库里的瑰宝,至今仍然值得大家去深入挖掘。那么,为什么我们的中国数学的大树,到了宋元时期,后获得如此丰硕的成果?要回答这个问题,我们就得从头说起。
根据《礼记》记载,我国周代运用礼、乐、射、御、书、数六艺,对于他们的贵族子弟予以教育,希图以此能够培养出德才兼备的接班人,显然,数学也是作为合格接班人的一项重要内容。到了隋唐时期,我国在生产、科技、文化各个方面,都获得了空前的大发展,因此,从隋朝开始,一方面设置了国家级最高学府——国子监,扩大了培养人才的范围,一方面又创建了科举制度,开辟了直接从民间吸收人才的新途径。
据说唐代官吏上朝要带算筹,在朝议事时常用算筹当场决事。唐初的李淳风按照唐高宗李世民的诏令,对我国古代的算经全部重作注释,使之作为国子监明算科的标准教课书。唐代还进一步明确规定,不管何人只要数学考试合格,即可入朝为官。这样的举措,当然激发了民间数学的蓬勃展开,民办的算学馆应该就是由此而兴起的。其实这些民办的算学馆的校长,都是各个数学领域里的领军人物,他们往往具有比国子监教授更高的水平。
唐朝的如此决策,无疑是将数学的种子直接播种于民间,让数学的大树直接从民间获得取之不竭的营养。到了宋元时期,我国在生产、科技、文化各个方面,又有了更大的发展。我国古代的四大发明中的三项——火药、指南针和活字印刷术均产生于这一时期。尤其是印刷术的普遍使用,为中国数学的发展、保存和传播注入了无限的活力,从而使得我国的传统数学,又到达了一个更加光辉灿烂的新高度。
公元960年赵匡胤陈桥兵变,建立了宋朝(后来称为北宋),再次统一了全国。1126年靖康之难以后,北方被契丹占领,建立了金朝,赵构逃到江南后称为南宋,由此我国进入了长达一个半世纪的南北对峙。那时我国北方数学的代表人物是李冶,他不仅将北方传统的“天元术”,发展成了“半符号代数”,他还首创了运用代数方法,去解决几何问题的新路子。那时我国南方数学的代表人物当然是杨辉,但是秦九韶的“大衍求一术”和一元高次方程的数值解法也有独到之处。元初时期的朱世杰,则将当时南北两派的数学完全融合为一体,更是取得了许多独步天下的卓越成就。
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