4.4 坤八冊分析
4.4.4 九章外法
16 6 ( ) 5 16 2 (
+
×
×
× +
×
= 130 96 37×
≒27.32 兩≒1 斤 11 兩 3 錢。
4.4.3.4 互求
分成「度求量法」、「度求衡法」、「量求度法」、「量求衡法」、「衡求度法」、「衡 求量法」、和「就物抽分法」七部份,由於篇幅有限,茲簡略介紹如下:
一、度求量法:以「斛法二尺五寸,乃長闊 皆一尺,高二尺五寸,容積一石也。」
作為容積單位換算成石的標準,主要內容是計算日常生活中實體體積,諸 如:方倉、圓倉、方窖、圓窖、平地尖堆、倚壁、內角、外角、船等,並用 斛法將體積化為石的單位。而每一個實體都有計算體積的經驗公式。
二、度求衡法:以「立方一寸,為金率十六兩,銀率十二兩,玉率十兩不等,鉛 率九兩五錢銅率七兩五錢,鐵率六兩,青石率三兩不等。」作為礦物將其體 積換算成重量的比率。
三、量求度法:此即度求量之還原也。
四、量求衡法:以「百二十斤為石法,然物亦不等,率亦不等。」作為一般物體 容積(單位:石)轉換成重量(單位:斤)的依據。
五、衡求度法:此即度求衡之還原也。
六、衡求量法:此即量求衡之還原也。
七、就物抽分法:指的是主人就貨物中,抽取一定比例的貨物作為勞動者酬勞的 計算方法。
4.4.4 九章外法
九章外法乃九章之外所收錄的算法。分成「約分法」、「通分法」、「異乘同除 法」、「同乘異除法」、「異乘同乘法」、「異除同除法」、「同乘同除法」、「雜收」和
「附錄」九個部分,經筆者比對後發現,其主要內容出自《算法統宗》卷之二和
《同文算指》通編卷之一。而這些名稱應出自《算法統宗》,茲說明如下。
一、約分法
第四章、《數度衍》的內容分析(二)
式:四十二數,在九十八數內,得幾分之幾?曰:七分之三。
術:約以分子也,數多為母,數少為子,今 以四十二為子,九十八為母,視母數內,滿 幾回子數盡減去,今減兩回四十二,餘母十 四,又於子數內減餘母,今減兩回十四,餘 子十四,此謂之子母同餘,如不同餘,則不 可約矣,以同餘之十四為法,除母得七,除 子得三,乃知四十二在九十八內,為七分中 之三分也。(引自《算法統宗》)
今解:
如題先求 98 和 42 的最大公因 數:
∵98-42-42=14,42-14-14
=14。
∴(98,42)=14。
故 7
3 14 98
14 42 98
42 =
÷
= ÷ 。
二、通分法
此法相當於筆算下所介紹之「奇零乘法」,如下題所述:
式:物四十件,每件價三分兩之二,該銀若干?曰:三十兩。
術:通以分母也,以三之二,命三為母,二 為子,乃以子二乘四十五,得九十兩為實,
以母三為法除之,得三十兩。(引自《算法統宗》)
今解:
3 30 90 3
2 45 3
45×2 = × = = 。
三、異乘同除法
此法在《九章算術》稱為「今有術」,楊輝《詳解九章算法》稱之為互換,《同 文算指》易名為「三率法」,22如下題所述:
式:錢四貫,得貸十二斤,今錢二十貫,該貨若干?曰:六十斤。
術:此即三率準測法也,又各三纍,先定三 率之位,以四貫為一率,以十二斤為二率,
以二十貫為三率,乃以二率三率相乘,得二 百四十,以一率除之,得六十為第四率。(引 自《同文算指》)
今解:
設貨重 a 斤,則 4:12=20: a ,
得 60
4 240 4
20
12× = =
=
a 。
方中通並且強調此法「二率三率,可以相換,一率則不可易矣。」。而討論 此算法的「定位諸式」共有八式,經筆者比對後發現,它們全部抄錄自《同文算 指》。
四、同乘異除法
此法在《同文算指》謂之「三率變測法」,即今之反比例。也可以轉成「異 乘同除法」來算,如下題所述。
式:借布長四丈,闊二尺,今還布止闊一尺八寸,該長若干?曰:四丈四尺四寸 零。
術:此變測法也,如一率多於三率,而二率 反少於四率,或一率少於三率,而二率反多
今解:
設今布長 a 寸,則
22參見梅榮照、李兆華著《算法統宗校釋》,頁 222。
清代算學家方中通及其算學研究
以原闊二尺為一率,以長四丈為二率,以今 闊一尺八寸為三率,若用異乘同除法,則移 三率為一率,移一率為二率,移二率為三率 亦可。(引自《同文算指》)
18 444.4 寸。若用「異乘同除法」,則 為 18:20=400: a 。
五、異乘同乘法
此法屬於《同文算指》之「三率重準測法」。也可以用并法轉成「異乘同除 法」來算,或用「重準測法」來解,茲以下題為例說明之。
式:每人每月織絹六疋,若八人四年,該織幾何?曰:二千三百○四疋。
術:以四年化作四十八月,乘八人得三百八 十四,又以六疋乘之,即得。又術:用并法,
以一人乘一月,得一為首率,以六疋為次率,
以八人乘四十八月,得三百八十四為三率。
又術:用重準測法,又名夾三纍,先以入數 測絹數,以一人為首率,六疋為次率,八人 為三率,求得四率四十八疋,又以月數測絹 數,以一月為首率,以前四率為次率,四十 八月為三率。(引自《同文算指》)
今解:
(1)【異乘同除法】48×8×6=2304 疋;
(2)【用并法】1×1:6=8×48:織布 數;
(3)【重準測法】以 1:6=8: a , 求得a=48。再以 1:48=48:b, 求得b。
另外,討論「用并法」的「用并諸式」共有四式,其中有兩式出自《同文算 指》。而討論「重準測法」的「重測諸式」共有十七式,有十四式出自《同文算 指》,一式出自《算法統宗》。
六、異除同除法
此法屬於《同文算指》之「三率重準測法」,茲以下題為例說明之。
式:十五客,十二日,用米三石六斗,一客一日,用米若干?曰:二升。
術:用米為實,以十二日為法除之,得每日 米三斗,又以十五客為法除三斗,得每人二 升。(引自《算法統宗》)
今解:
360÷12=30(每日斗數), 30÷15=2(每人每日斗數)。
第四章、《數度衍》的內容分析(二)
翅算法」23,茲以下題為例說明之。
式:鵝八,換雞二十,雞三十,換鴨九十,鴨六十,換羊二,今有五羊,換鵝若 干?曰:二十。
術:以鵝八乘雞三十,得二百四十,又乘鴨 六十,得一萬四千四百,又乘羊五,得七萬 二千為實,以換雞二十,乘換鴨九十,得一 千八百,又乘換羊二,得三千六百為法,以 法除實,得換鵝數。(引自《算法統宗》)
今解:
換鵝數= 20
8 90 30 2
5×60× × =
2 90 20
5 60 30 8
×
×
×
×
× =
3600 72000
=20。
八、雜收
雜收的題目內容豐富而多樣,共有八題。有不定方程、孫子定理、組合學、
整數論等方面的題目,其中值得一提的是式五,如下所述:
「環二十子,內有二黑子相連,以九數之,止處即除一子,除畢,二黑不動,宜 從何起,通曰?五為九之中,左右各四,雕黑子四位起可也,大凡以九數者,不 拘多寡,中必有相連二子不動,七亦如之,惟起處當臨時測耳。」
這一題是屬於約瑟夫斯問題,這是目前所知中國古算書中唯一的一題有關的 題目。而方中通是從哪裡獲得和「約瑟夫問題」有關的信息的?在我國文獻紀錄 中,還沒有發現和這個題目有關的線索。根據方中通的經歷來看,他可能是通過 波蘭傳教士穆尼閣那裡接觸到有關的內容。方氏曾跟隨穆尼閣學習過數學,很可 能後者向他提到這種遊戲。因為 15、16 世紀的西方算術和遊戲書中,「約瑟夫斯 問題」常被提到,穆氏對此當然不能不知。24
23參見梅榮照、李兆華著《算法統宗校釋》,頁 223。
24參見郭世榮<方中通《數度衍》中所見的約瑟夫斯問題>(自然科學史研究第 21 卷 第 1 期 2002 年 1 月),頁 49-55。