第472章 正负开方(第1页)
坐标:南宋·嘉熙二年·潼川府。
吉力大师盘腿坐在虚空中,僧袍在时空乱流中纹丝不动。这位来自未来科技僧团的智者,指尖流转着淡金色的能量,正在校准周围的时空磁场:“此地的能量场很特殊,蕴含着极致的逻辑与秩序。数学是宇宙的通用语言,秦九韶此刻正在触摸真理的轮廓。”
随着锚点仪发出一声轻微的“嘀”声,周围的光影逐渐稳定。他们置身于一间简陋的书房,青砖地面铺着磨损的草席,墙角堆着几捆竹简和麻纸,空气中弥漫着松烟墨的清香。书房中央,一位身着青色官袍的男子正伏案疾书,长发用木簪束起,眉宇间带着几分不羁与专注。他时而眉头紧锁,用算筹在案上排列出复杂的阵型;时而豁然开朗,提笔在纸上写下密密麻麻的算符,正是中年时期的秦九韶。
青林三人默契地启动了隐形装置,透明的能量护盾将他们与这个时代隔离开来,既不干扰历史进程,又能清晰地观察一切。“注意看他手中的算筹,”青林压低声音,目光紧盯着秦九韶的动作,“古人用算筹表示正负,通常是正算赤、负算黑,或者正算横、负算竖。但秦九韶在这里做了改进,他用‘余’表示正数,‘欠’表示负数,还发明了专门的符号记录方法。”
秦九韶此刻正陷入沉思,案上的算筹摆成纵横交错的格局,如同布阵的将军。他面前的麻纸上,画着一个奇特的等式:“以商乘生,加入上廉,名曰方。以商乘方,除实适尽,所得商为正。若实不尽,复以商乘生,加入上廉,名曰方。以商乘方,减实,余为负实……”
穿越者刘彬凑近屏幕,全息投影上同步显示出现代数学的翻译:“这就是正负开方术的雏形!本质上是解高次方程的数值解法,比西方同类的霍纳法早了五百多年。你看他处理负数的方式,简直是突破性的——在那个连负数概念都未被普遍接受的时代,他居然能系统性地运用正负运算来求解方程。”
穿越者吉力大师眼中闪过赞叹的光芒,指尖凝聚出一道微光,将秦九韶的算筹阵型转化为三维立体模型:“他的逻辑太精妙了。将高次方程的系数分层排列,从常数项到最高次项,然后通过迭代的方式逐步逼近真值,每一步都蕴含着极限思想。这种思维方式,已经超越了他所处的时代。”
秦九韶似乎遇到了瓶颈,猛地将手中的毛笔拍在案上,起身在书房里踱步。他眉头紧锁,口中喃喃自语:“若实有正数、负数,又有零数,如何统一运算?若开方至中途,方、廉、隅皆为负数,又该如何处理?”他走到窗边,望着庭院中飘落的秋叶,眼神中带着几分迷茫,却又透着不屈的执着。
穿越三人交换了一个眼神,都被这份专注深深打动。“你能想象吗?”青林轻声说,“在没有计算机、没有现代数学符号体系的年代,仅凭算筹和毛笔,要攻克这样的难题。这需要何等惊人的抽象思维和耐心。”
刘彬点点头,调出现代数学史资料:“秦九韶的《数书九章》里,记载了21个高次方程的实例,最高次数达到了十次。他的正负开方术不仅能解正根,还能处理负根、重根,甚至虚根的情况。这种全面性,在中世纪的数学史上是绝无仅有的。”
就在这时,秦九韶突然眼前一亮,快步回到案前,抓起算筹重新排列。“有了!”他兴奋地低喝一声,“以‘0’为界,正数居上,负数居下,零数居中。开方时,若遇负数,便以‘欠’字记之,乘除加减,皆循其理!”他手中的算筹翻飞,如同蝴蝶穿花,很快便排出了一个复杂的阵型:“今有积一百八十六万八百六十七尺,问为立方几何?”
青林立刻在锚点仪上计算:“这是一个三次方程x3=,解应该是123。看他怎么算!”
秦九韶先估算出商的最高位是100,用1003=减去实,余。接着,他以商100乘生(一次项系数),加入上廉(二次项系数),得到方;再以商100乘方,减实,余实逐渐缩小。他时而用算筹横向排列表示正数,纵向排列表示负数,遇到零则留出空位,每一步运算都精准无误。
“太不可思议了!”刘彬忍不住惊叹,“他的方法和现代的牛顿迭代法异曲同工,但步骤更简洁,逻辑更清晰。而且他完全是靠手工计算,没有任何辅助工具。”
吉力大师的指尖轻轻划过三维模型,模型上的算筹随之变化:“他的思维里蕴含着递归思想。将复杂的高次方程分解为简单的一次方程逐步求解,每一步都是对前一步的迭代优化。这种思想,直到现代计算机算法中才被广泛应用。”
秦九韶越算越投入,额头上渗出了细密的汗珠,他却浑然不觉,只是不停地用算筹排列、推演,口中念念有词:“商一百二十,立方一百七十一万六千,减实,余十四万四千八百六十七。以商一百二十乘生,加入上廉,得方三万六千三百;以商一百二十乘方,得四百三十七万六千,减实,余负三百二十万一千一百三十三……”
“这里出现了负实!”青林的声音带着一丝紧张,“这是解高次方程时最容易出错的地方,很多古代数学家遇到负数就束手无策了。”
但秦九韶并没有停顿,他迅速调整算筹:“负实者,欠也。以商乘生,加入上廉,方为三万六千九百六十九;以商三乘方,得十一万八百七,加负实,余实尽!”他猛地将最后一根算筹拍在案上,长舒一口气,脸上露出了释然的笑容。
案上的麻纸上,清晰地写着最终结果:“商一百二十三尺,立方积一百八十六万八百六十七尺,适尽。”
青林三人不约而同地鼓起掌来,尽管隐形装置让他们的声音无法传递,但那份震撼与敬佩却溢于言表。“完美!”刘彬激动地说,“他不仅解出了答案,还建立了一套完整的运算体系。这套方法可以推广到任意高次方程,这才是最伟大的地方。”
吉力大师若有所思:“在这个时代,数学往往被视为‘六艺之末’,秦九韶却能如此执着地钻研。他的《数书九章》不仅是数学着作,还包含了天文历法、农田水利、商业贸易、军事工程等诸多领域的应用问题。这说明他的数学研究是为了解决实际问题,具有极强的实用性。”
秦九韶似乎还不满足,又拿起毛笔在纸上写下:“正负开方术,以商乘生,加入上廉,名曰方;以商乘方,减实,名曰余实。若余实正负未合,复以商乘生,加入上廉,复以商乘方,加减实,直至余实适尽或可取近似值。”他一边写,一边自言自语:“此法可解天地之数,可算万物之积,可测远近之距,可定阴阳之变。”
青林的锚点仪突然发出一阵轻微的警报,屏幕上显示:“时空能量波动异常,疑似历史节点强化现象。”他心中一动,解释道:“当伟大的发明或发现诞生时,会产生强烈的时空能量波动,这种波动会让历史节点变得更加稳固。我们能亲眼见证这一刻,太幸运了。”
刘彬盯着秦九韶案上的另一堆手稿,好奇地问:“那是什么?看起来像是另一套算法。”
青林放大投影,看清了上面的标题:“大衍求一术!这是秦九韶的另一项伟大发明,也就是现代数论中的一次同余式组解法。和正负开方术并称‘秦氏双璧’。”
秦九韶似乎察觉到了什么,突然抬头望向青林三人所在的方向,眼神中带着几分疑惑。“奇怪,”他喃喃道,“为何突然感到一股奇异的气息?仿佛有高人在侧。”他站起身,走到房间各处查看,却什么也没发现。
吉力大师微微一笑,指尖轻点,一道柔和的能量波扩散开来,掩盖了三人的气息。“我们的隐形装置虽然先进,但在这种触摸真理的智者面前,还是会产生微弱的能量泄露。”他说,“秦九韶的感知力,已经超越了常人。”
秦九韶探查无果,便回到案前,继续沉浸在数学的世界里。他时而提笔疾书,时而凝神思索,时而用算筹在案上摆出复杂的阵型,仿佛整个世界只剩下他和那些数字、符号。
青林看着眼前的身影,心中感慨万千:“秦九韶的一生其实很坎坷。他早年随父宦游,遍历各地,积累了丰富的实践经验;中年时官场沉浮,屡遭贬谪,却始终没有放弃对数学的研究;晚年隐居着书,将毕生所学倾注于《数书九章》之中。但这本书在他死后却被埋没了数百年,直到清代才被重新发现。”
刘彬点点头,脸上露出惋惜的神色:“如果他的成果能被及时推广,中国的数学发展或许会走上一条不同的道路。不过话说回来,他的思想太超前了,即使在当时被发现,恐怕也很难被人理解。”