和算

日本传统数学。按狭义的理解,17世纪至19世纪中叶二百余年间,是和算的兴盛时期,和算即是专指这一时期(江户时期)的日本数学。明治维新(1868)以后,由于西方数学不断传入,和算逐渐衰废。

在和算发展的初期,曾受到中国古代数学的很大影响。至8世纪初,日本已仿照隋唐时期的数学教育制度设置算学博士并采用《周髀算经》、《九章算术》、《孙子算经》、《缀术》等中国古算书作为教材(见《算经十书》)。在流传至今最早的和算书《口游》(970)中,还可以看到中国数学的影响。但是,直到15世纪之前,和算并没有较大发展。

进入16世纪以后,伴随着城市手工业和工商业的发展,对计算数学的要求日益迫切。中国元代数学家朱世杰所著《算学启蒙》和明代数学家程大位所著《算法统宗》等先后传入日本,对和算的前期发展产生了重大影响。1622年出版了现存最早的印刷本和算书《割算书》(毛利重能著)。1627年出版的《塵刼记》(吉田光由著),使珠算术在日本迅速得到普及。从内容上看《塵刼记》与《算法统宗》极为类似,但其中许多算题都是根据日本的实际情况而编写的。此书在以后的二百余年间,先后出版了各种不同版本达三百余种,在日本广为流行。早期的和算书还可以举出《诸勘分物》(百川治兵卫)、《竖亥录》(今村知商,1639)等。

从17世纪70年代开始,由于関孝和学派(関流)几代人的努力,和算进入了兴盛时期。関孝和在日本备受尊崇,被称为算圣。関氏学派的主要成就是“点窜术”和“圆理”。“点窜术”把由中国传入的天元术改为笔算并在算式的记法方面作了改进,是和算特有的笔算代数学。“圆理”是和算所特有的数学分析。经过不断的发展,它在某些问题上取得了和西方微积分学相类似的若干成果。関孝和的弟子建部賢弘利用二分弧、四分弧等逐渐加倍分弧的方法求得关于弧长的无穷级数表达式,亦即相当于得出:

这是圆理的初期成果之一。除“点窜术”和“圆理”之外,在方程式论、行列式、幻方、连分数和不定方程解法等方面,関氏学派也作出了不少成果。属于関氏学派的和算家还有中根元圭、久留岛羲太、松永良弼、山路主任等人。山路的学生安岛直円在计算圆面积时,曾先用一组平行线将圆割为许多极狭的矩形,再行求出这些矩形面积和的极限。这一思想扩大了圆理的应用范围。椭圆以及其他平面曲线围成的面积、弧长等等,皆可循此算出;进而曲面的表面积以及体积的求积等问题均可用无穷级数进行求解(相当于重积分)。晚期的関氏学派和算家和田寧进一步改进了圆理。他利用了微小的切线线段进行计算,制作了很多数表,使计算弧长、面积、体积等问题,更加简化。他所用的方法和现代通用的积分法,在原理上十分接近。但是,用圆理可积分的函数还只限于是代数函数的若干特定类型。

除関氏学派之外,还有一些较小的和算学派。值得注意的有会田安明与関氏学派间的抗衡。这种抗衡产生了不少数学著作。各学派之间这种相互竞争又对各自的算法相互保密的关系,颇与中世纪手工业行会的性质相似。

从16世纪开始,西方数学开始传入日本;19世纪中叶日本采取开国政策之后,西方数学大量传入。明治维新时期,在日本政府明令“和算废止,洋算专用”之后,和算迅速衰废。只有珠算仍被沿用至今。日本算盘,上一珠,下五珠,珠的截面呈菱形,运算时只用拇、食二指。

据统计,历史上留有姓名的和算家约在 300人左右,著作约5000部。

参考文章