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第三章、十七與十八世紀韓國勾股術之內容分析

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第三章、十七與十八世紀韓國勾股術之內容分析

十五世紀末印度航線被發現之後,西方商人與傳教士陸續的來訪東方,西洋 文物不斷的傳入,使得東方文化受到西方文化的衝擊,而當時的朝鮮因為海禁的 關係,仍無法與西洋人有接觸的機會。到了十七後期世紀時,借由中國的書籍及 商人,將西方文物傳入朝鮮,這種外來文化的刺激,雖未能馬上震撼強勢的儒教 文化,但也形成新的社會張力。早在宋、元(960~1368)時期,《九章算術》、《算學 啟蒙》及《楊輝算法》三書即由中國傳至朝鮮,在 1419~1450 年期間,朝鮮將上 述三書加以復刻。

1

在十八世紀朝鮮英、正二祖期間,正是清朝乾隆盛世,書籍的 流傳更為快速,清朝賜朝鮮國書籍共三次,朝鮮文人對於書籍的搜購不遺餘力。

他們購買的方式為(一)隨現隨買,(二)預先開書目,按目購求,一次不得,繼續為 之,使得優秀的文人輩出。

2

《韓國科學技術史資料大系•數學篇》(1)到(9)中,所提到的編著者,只有慶 善徵及洪正夏是「中人」算學者,慶善徵著有《默思集算法》及《詳明數訣》 ,崔 錫鼎《九數略》的參考書目中,唯一引用的東算的東算書籍為《默思集算法》 。洪 大容所著的《籌解需用》中,就引用慶善徵所著的《詳明數訣》(已佚)。邊彥廷所 著的《籌解實用》中,就引用慶善徵所著的《詳明數訣》及朴繘的《數原》 。慶善 徵的算學成就和著作,在東算形成的整備期,確實有深遠的影響。

3

本章主要討論十七、十八世紀韓國的勾股術,在這裡主要討論六本文本,它 們是在這時期中,勾股互求部份論述較多者:趙泰耇的《籌書管見》 、洪大容的《九 一集》與作者不詳的《東算抄》 、洪正夏的《籌解需用》與邊彥廷的《籌解實用》、

以及黃胤錫的《算學入門》 ,比較分析其中的體例與算法,借此來了解韓國勾股術 的風貌,進而對於其內容進行評論。

第一節、《籌書管見》中勾股術之分析 一、趙泰耇的生平與著作

趙泰耇 (1660-1723) 字德叟,號素軒,又號霞谷,楊州人氏。他出身兩班 貴族,父親趙師錫 (1623-1693) 曾擔任右議政。他在肅宗九年 (1683) 成為生員,

並在肅宗十二年 (1686) 別試文科丙科登第。

4

他於肅宗三十六年 (1710)擔任赴清 _____________________

1、 參閱杜石然主編, 《李儼錢寶琮科學史全集》第八冊,頁 561。

2、 參閱張存武, 《清代中韓關係論文集》,頁 318~319。

3、參閱李建宗, 《朝鮮算學家•慶善徵《默思集算法》初探》,國立臺灣師範大學數學系教學碩士

班碩士論文,2003 年,頁 119-120。

(2)

之冬使,結果,因表咨文所盛櫃在玉田縣夜宿時被偷,遂被罷官;趙泰耇在肅宗 三十八年回任工曹判書與戶曹判書,戶曹更是管轄中人算學者的教育養成機關。

5

肅宗四十三年,他又升任右參贊,景宗即位 (1720),他更升任右議政,而成為少 論派領袖。他與『少論』同仁為了皇位繼承之黨爭,與『老論』四大臣金昌集,

李健命,李頤命,與趙泰采衝突對立,老論一派不是被賜死就是流放,此即所謂

『辛壬士禍』 。

6

最後,英祖即位 (1724),老論派重新掌權,趙泰耇身後甚至被追 奪官爵。

7

趙泰耇到底如何借由『九章』 ,來呈現代表朝鮮『儒學明算者』之數學觀,

由其「跋文」知:

數所以盡物變而居六藝之一。禮言十歲學書計,周官鄉大夫賓興賢能、藝班 於德,行三代教法,概可知矣!是故孔門七十子,皆成德達材之士,而必稱 身通六藝。孔子為委吏,亦曰會計,當而已矣!可見不通乎此,不足以成材 而適用,顧豈可之而不講哉?!

這裡道出中國儒家孔子與數學的關係,趙泰耇指出算學不過是儒家六藝,但是若 不能通算學,則無法『成材而適用』 ,故算學不可不通!

我東藝學鹵莽,於今為甚,世之學士不以為事或不識乘除為何物,其貿貿可 慨也。沈君□而未弱冠,留意於此,患僻居無書,思有以啟發憤悱而不可得,

餘乃為一冊子,粗述乘除諸法、九章諸問,載其切於日用、開於理致者,又 ____________________

4、參考川原秀城 (1998)。又「別試亦名重試,國有慶事,則每十年一次為堂下官重考之考試。」

引蔡茂松 (1995),頁 227-228。

5、簡江作 (1998),頁 249, 254。有關朝鮮數學人才養成教育,應以李朝世宗(1418-1450 在位)時 期建制最為完備。根據《李朝世祖實錄》世祖六年 (1460) 六月辛酉條記載: 「世宗,概念立法 之未明,博求曆算之書,幸得大明曆、回回曆、授時曆通軌及啟蒙、楊輝全集、捷用九章等書。

然書雲觀、習算局算學重監等,無一人知之者。於是,別置算法校正所,命文臣三四人及算學 人等,先習算法,然後推求曆法,數年之內,算書與曆理,皆能通曉。然又慮未傳後世,又設 曆算所,訓導三人,學官十人,算書曆經,常時習熟,每日置簿,每旬取才,考其勤慢,獎懲 鍊業,故知算法者,相繼而出。」

6、景宗朝,王多病無子,於是依「老論派」金昌集(領相) 、李健命(左相)等人的建議,冊封「世 弟」(英祖)代理國政;而柳鳳輝、趙泰耇等「少論派」,則猛力反對,而將金昌集等人流配,

後以叛逆論罪處死。此變,正當景宗元年辛丑至二年壬寅之間,故稱「辛壬士禍」 。後來少論派 的勢力,在英祖時也屢遭挫折。因此英祖身經數度黨爭慘禍,痛感其害,乃禁止一般士類上疏 論政以及是非國事,並兼用「老、少」兩派,以期調和,此即英祖所謂的「蕩平策」 。英祖之孫 正祖,承繼此意,努力「蕩平」 ,亦未重演往日的慘禍。參考李丙燾著(許宇成譯) , 《韓國史大 觀》,頁 358~359。

7、參考川原秀城 (1998)。

(3)

恐初學徒得其法不知其理,則有行不著、習不察之患,於是作〈九章問答〉,

演為圖說,以附其後,名之曰《籌書管見》 ,庶幾開卷有得,事半而功倍也。

然此特其蹊逕戶牖耳,非以為足於此,而無用它求也。唯可因此權輿博洽群 書,融貫而會通焉耳。

而趙泰耇又鑑於朝鮮算學的落後,遂撰此書,以〈九章問答〉來彰顯問題的重要 性,並附上圖形,以便了解,進而融會貫通群書。

靜而試於餘力學問之暇、觀玩游泳於此,以適乎情而不為其所役,則所以防 閑外誘、維持此心者,將見其得力矣!故或不然,而徒欲以一藝之能自多而 目命,則是子夏所謂小道可觀,而致遠則泥者,非愚所以纂成是書之意也。

戊戍菊秋素軒書。

8

對他來說,算學是可以『防閑外誘、維持此心』 ,就值得讓他自己『操六觚譚藝藪』

了。由『跋文』中所稱的『戊戌菊秋素軒書』 ,則本書成書於 1718 年。

趙泰耇在《籌書管見》書末,就列舉了東國明算法者如:崔致遠,南忠景、

黃喜、徐花潭、李退溪、李栗谷、金始振、任濬、朴繘、慶善徵以及崔錫鼎等人。

9

對於世宗朝盛極一時的《楊輝算法》與《算學啟蒙》 ,

10

及民間數學家的《九章算 法比類大全》(1450 年)與程大位的《算法統宗》(1592 年)應該是很熟悉才是。

11

金 始振(1618~1667)於 1660 年重刊的《算學啟蒙》,對於十七世紀之後的朝鮮數學,

當然影響深遠,慶善徵的《默思集算法》 、洪正夏的《九一集》與趙泰耇的《籌書 管見》都是很好的例證。

二、 《籌書管見》的體例、結構與勾股術的內容分析

《籌書管見》是一本寫本,此一書名見諸於第一節〈數名〉前的首頁第一行。

在首頁之前,則有〈目錄〉 ,其中列出了不分章的三十七節。前二十四個中有關勾 股的部份為〈勾股名義〉 ,後十三節為〈九章名義〉 , 〈方田〉 (24), 〈粟布〉(24),

〈衰分〉(11), 〈少廣〉(27), 〈商功〉(31), 〈均輸〉(7), 〈盈朒〉(10), 〈方程〉(10),

〈勾股〉(18) 以及〈九章問答〉 ,則是全書的主體部分。上述各節之後括號內之阿

____________________

8、金容雲, 《籌書管見》 ,收入《韓國科學技術史資料大系•數學篇(2)》 ,(漢城:驪江出版社,1995),

頁 195。

9、同上,頁 197。

10、李朝世宗時期的『算學取才之經書諸藝數目』 ,根據《世宗實錄》卷四十七(世宗十二年三月 戊午,1430)的記載,就包括了高麗時代的《九章算術》、《綴術》、《三開》與《謝家》,以及

《詳明算法》 、《算學啟蒙》 、《楊輝算法》 ,《五曹算經》與《地算》 。請參考川原秀城 (1998)。

11、金容雲、金容局, 《韓國數學史》(日文版),楨書局,1978,頁 159。

(4)

拉伯數字表示題數。由於這九章總題數 162 遠少於中國《九章算術》,

12

所以,作 者所選擇的題目,一定有其特殊考量。由〈勾股名義〉起, 〈九章問答〉為結束,

可見趙泰耇撰寫此書的目標是為了幫助初學者學習《九章算術》及其相關的內容。

書本最後的〈九章問答〉共有六十條,以自問自答形式呈現,其內容乃是針對前 述九章問題的解法,提出說明或評論,應能反映趙泰耇的數學素養。按出現順序,

第一則說明『九章名義』 ,第五十∼五十七條是關於『勾股』 。

此文本有關於勾股術的部份有〈勾股名義〉16 條,它是介紹與勾股問題有關 的數學名詞之約定, 〈勾股章〉18 題 以及〈九章問答〉第 50~57 條。其中〈勾股 名義〉 : 「直曰股,橫曰勾,斜曰弦,勾股相乘折半曰勾股積,勾自乘曰勾冪,股 自乘曰股冪,弦自乘曰弦冪,勾股相併曰勾股和,勾弦相併曰勾弦和,股弦相併 曰股弦和,弦併勾股曰弦和和,勾減股曰勾股較,勾減弦曰勾弦較,股減弦曰股 弦較,弦減勾股和曰弦和較,勾股較減弦曰弦較較, 「弦與勾股較和曰弦較和」」 。

〈勾股名義〉的內容與中算文本中,與吳敬《九章算法比類大全》(1450 年)、

13

楊輝《詳解九章算法》(1261 年)的〈勾股生變十三名圖〉 、

14

程大位《算法統宗》

(1592 年)的〈勾股名義生變一十三名〉均相同,

15

而此書的〈勾股名義〉則增加了 勾股積、勾冪、股冪及弦冪,減少了弦較和,共有十六種情形。而〈勾股名義〉

這個說法最早出現在顧應祥的《勾股算術》(1533 年)中。

16

金容雲在《籌書管見》

(1718)書前,有提到口訣是參考《詳明算法》(1373)及《算法統宗》(1592),由此 可知〈勾股名義〉的部份可能是參考自《算法統宗》 。

籌書管見》 『勾股』章共有 18 題,如下表所示:

題號 名目及條件 術曰 勾股數 1.2.3 勾股弦互求

已知 a,b;

已知 a,c;

已知 b,c;

c= a

2

+ b

2

b= c

2

a

2

a= c −

2

b

2

(3,4,5) (3,4,5) (3,4,5)

____________________

12、 《九章算術》共有 246 個問題。參考郭書春 (1998)。

13、吳敬, 《九章算法比類大全》 ,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第二分冊,頁 270。

14、楊輝, 《楊輝算法》,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第一分冊,頁 974。

15、程大位, 《算法統宗》收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第二分冊,頁 1364。

16、顧應祥, 《勾股算術》,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第二分冊,頁 976。

(5)

4.5.6.

7

勾股與諸較及諸和求勾股弦 已知 a,c-b;

已知 b,c-a;

已知 b,c+a;

已知 a,c+b;

c+b= c b a

2

c+a= c a b

2

c-a= c a b

+

2

c-b= c b a

+

2

(3,4,5) (3,4,5) (5,12,13) (3,4,5)

8. 勾弦和、勾弦較求勾股弦 已知 c+a,c-a;

b= ( c + a )( ca ) (5,12,13)

9. 勾、股求容方 已知 a,b

s= a b ab

+ 10.11. 比例勾股

12. 勾、股求容圓徑

已知 a,b,c 圓徑=

c b a

ab + +

× 2

4 1 (3,4,5)

13.14. 勾與股弦差求股

已知 a,c-b c+b=

b c

a

2

(3,4,5) (5,12,13) 15.16. 立表測望

17.18. 勾、股、弦求面積 已知 a,b,c

(3,4,5)

其中用(3,4,5)者有 1~5、7、12、13、17、18 十題,(5,12,13)者有 6、8、14 三題,趙泰耇用最簡易勾股數字來表達勾股術中的意義,解法也都是利用中算的 古法求作,其中包含八種題型及測量題,前七種題型與《九章算術》及《九章算 法比類大全》均相同, 「弦與勾股和較求勾股」未被列入, 「勾弦和較求勾股弦」

(題 8)是新增,

17

立一表、立二表三角測量問題(如題 15、16) ,以及已知直角三角 形三邊長,求其面積之問題(題 17、18) 。而本章也附錄了幾個圖形,其中最後四 題之附圖還相當複雜,

18

但作者並未提供『勾股定理』之圖形證明。第 10 題附有

『歌訣』 ,第 15 題附有『解曰』,第 16 題『隔海望山』引『楊輝曰』,

19

其他的類

______________________

17、參考附錄(一)

18、同 8,頁 116-119。

(6)

型都未見於《九章算術》 『勾股』章。以下為第 15 題的圖形及解法,圖形並不是 很正確,但仍然可以看出趙泰耇的解題方法。

15、今有立木,不知其高,從木根退至 二十五尺,立一表,表高九尺,從 表退五尺,復立短表高三尺,人目 著短表端望木梢與前表端齊平,問 木高?

荅:三十九尺。

術曰:置前表距木遠二十五尺為大句,

前表減後餘六尺為小股,以乘大 句為實,以兩表間五尺為小句以 除實得大股三十尺即表上之高 也,加表高三十九尺。

現代的解法:

若大句 a=25 ,

小股 mb =9-3=6,小句 ma=5,

則 30 5

6 25 × =

× = ma

mb

a =b

木高=30+9=39

解曰:勾股之法以二段求一段,此只有 句,而無弦、無積不可以求股 也,故退作小句股,其形與大句 股相似,以異乘同除求之得大 股。

另解曰:以直形補成倒順兩句股,則弦之 內外各有直積一段兩積相同,以小 股除之得大句,小句除之得大股。

以小股乘二十五尺為容方積,以小 句為餘句除之得餘股。

這裡他把把小句看成餘句,則小股× 大 句=容方積,容方積/餘句=餘股。趙泰耇在 這裡先說明:勾股弦法是已知二段求一段,但這裡只有句,沒有弦及句股積,故 用大小相似句股形求得大股。上圖為文本中的圖形,圖形並不是很正確,但可以 看出來他想用圖形來幫忙解題。

而楊輝《詳解九章算法》的基本題都是用(8,15,17),而趙泰耇則是熱愛(3,

4,5)。 《九章算法比類大全》 「卷九」一開始是勾股弦互求三種算法,再來是勾股 弦圖、勾股生變十三名圖、古問二十四問、比類二十九問以及詩詞四十八問,比

____________________________

19、 《籌書管見》〈勾股〉第 15 題與楊輝《續古摘奇算法》之『遙望木竿』3 題相同。後者收入《楊

輝算法》(本書含《乘除通變本末》,《田畝比類乘除捷法》與《續古摘奇算法》),見郭書春

(1993),頁 1113-1116。

(7)

類前五題的數字是(27,36,45)即(3,4,5)來處理,由以上的資料顯示,趙泰耇《籌 書管見》的「勾股章」部份,可能是以《九章算法比類大全》為主要的參考文本。

以討論『勾股』章。在第五十條中,趙泰耇利用兩個圖形來解釋本章題 1-8 的 解法,這裡包括了勾股定理與『勾弦和』 , 『勾弦較』 ,求股等等所謂的『勾股之術』 。

20

針對『勾股容方』 (本章題 9)與『勾股容圓』(本章題 12),趙泰耇所提供的兩 個圖形不具一般性,而且他的論述並未脫離圖形之特定關係,他顯然並未有效地 證明了勾股定理。以下為題 9 及題 12 的圖形及解法:

9、今有勾股容方,只云(句)二十一尺,

股二十九尺,問容方面?

荅:十二尺一寸八分。

術曰:句股相乘得倍積為實,并句股為 法除實。

解法:s=

b a

ab

+ = 12 . 18 29

21 29 21 =

+

×

12、今有勾股容圓,只云句九尺,股十 二尺,弦十五尺,問容圓徑幾何?

荅:六尺。

術曰:四倍句股積為實,并句股弦為法 除實。

解法:D=

c b a

ab + +

2 = 6

15 12 9

12 9

2 =

+ +

×

×

文本裡的(句)並未被寫出來,可能是筆誤。由他的術解知道,其實他所用的方法為 中國的古法,但圖形應是解題所畫的圖形。他顯然只訴諸『以圖明之』 ,但這兩個

_____________________

20、同 8,頁 179-180。趙泰耇所提供的兩個圖形不具一般性,而且他的論述並未脫離圖形之特定

指涉,所以,他顯然並未有效的證明了勾股定理。不過。他顯然只訴諸這兩個圖形,就同時為

本章題 1-8 的解法,提供了合理的說明。

(8)

圖形都迥異於史家所還原的劉徽附圖,

21

或許是出自趙泰耇他的解題需要。

第五十三條問答是關於本章題 10:『方城求面,以餘勾餘股求城之半面,何 也?』趙泰耇不僅以圖形解說,而且還『以四率列之,其理尤明!』至於理論依 據,則是『形之相似,故可以彼此相求也。』

22

10、今有方城不記廣狹,城之四面當中 有門,東門外直距三百六十步,有 一石人,自南門出行六十二步半,

見其立石,問城方幾步?

荅:三百步

術曰:以三百六十步為餘股,六十二步 半為於句,以餘勾餘股相乘為實 平方開之,得容方面,即城之半 廣也,倍之得全廣。 容方之積與餘 勾餘股相乘之積同也。

現代符號表示:

城邊長=2s s s b s

a − )( − ) = (

解法:

150 5 . 62 360

5 . 62 5 360

. 62

360

2

=

×

=

×

=

= s

s s s

⇒ 2s=2×15=300

_______________________

21、關於數學史家所認定的劉徽證法附圖,參考郭書春 (1998),頁 466-472。

22、金容雲, 《籌書管見》 ,收入《韓國科學技術史資料大系•數學篇(2)》 ,漢城:驪江出版社,1995,

頁 183-185。22、同上,頁 188-192。

(9)

第五十五∼五十七條問答是針對〈勾股〉章最後一題,亦即第 17、18 題,其內容 如下:已知三角形三邊長,求其面積。由於趙泰耇所提供的解法,涉及求一邊上 的高之長,利用第五十四條的『勾股之術』 ,自是很容易理解。

23

在第五十五條問 答中,解釋某一邊的高落在三角形內的情況:如銳角三角形,第五十六條問答中,

則是萬一這樣的高落在形外:如鈍角三角形,來說明其法理,但實質上是相同的。

24

第五十七條問答中,但若有人以不在形內的高是一種『虛設之數』,而認為求得 之三角形面積不為『真數』,來說明『其所用之法,所得之積,又皆真實而無妄 矣!』。

25

這種說法是趙泰耇自己的見解,而筆者所整理分析的十本朝鮮文本中,

也只有《籌書管見》有此論述。

從《籌書管見》的內容來看,趙泰耇應該有接觸到明末清初傳到中國的西算,

而具體內容是無法得知,即他所指的平面、球面三角。

26

對於他自己而言,算學是 可以『防閑外誘,維持此心』 ,幫助自己維持道德心及修心養性。他利用〈九章問 答〉來督促初學者兼顧算法與算理,貫通九章是研讀中國天元術與西洋三角學的 先備需求,他要告知初學者,若要學習西算就必需要中算的算理能夠會通。因為

《九章算法比類大全》整理了楊輝及朱世傑的著作,

27

體例上,只列出算法,算理 部份則未見提及。趙泰耇編輯《籌書管見》是以《九章》為範本,就以勾股的部 份來看,體例上只有算法,題問與《九章算術》相差甚遠,

28

筆者懷疑趙泰耇所 說的《九章》比較可能是《九章算法比類大全》 ,這是需要整體上的比對,才可斷 定的。

第二節、《九一集》與《東算抄》中勾股術之分析 一、洪正夏之生平與著作

根據《籌學先生案》的記載,洪正夏(1684-?)字汝匡,南陽人,丙戌入仕。甲 辰年任訓導,庚子年改「教授」 ,

29

以執事終。而根據《籌學入格案》的記載,他 的父親洪載源、祖父洪敘疇、曾祖洪仁男以及他的岳父李克俊,分別擔任籌教授 壽職同樞、籌教授北部主簿、營將壽職嘉善以及籌訓導等官職,他是中人學者。

30

在 1599 年壬辰、1627 年丙子之亂與黨派之爭後,朝鮮李朝的『中人算學者』在實 學思潮的衝擊下,

31

有走向純粹算學研究之趨勢。中韓數學家在十八世紀初的一段 _____________________

23、同上,頁 191-192。

24、同上,頁 193。

25、同上,頁 193。

26、同上,頁 187-188。

27、同上,頁 141-142。

28、 《籌書管見》有 162 問題,《九章算術》有 246 問題。

(10)

對話,兩位主角分別是韓國的洪正夏與中國的何國柱。這段對話收錄在洪天夏的

《九一集》卷之九〈雜錄〉中,以『一問一答』的形式呈現。我們可以從中讀出 天朝科技大員何國柱蒞臨指導的架勢,但洪正夏顯然不甘示弱,更適時地提出極 具挑戰性的問題,讓何國柱大感折服。

32

這一段插曲,充分地顯示十八世紀初韓國 數學家的自信,也是數學文化自主發展的例證之一。

二、 《九一集》與《東算抄》的體例、結構及勾股術內容分析

《九一集》除了〈目錄〉與〈凡例〉外,共分九卷,前八卷總共列舉了四百三 十三個問題。至於卷之九以『雜錄』題名,說明它的內容不好歸類到前面各門之 中。 《東算抄》除了〈目錄〉與〈凡例〉外,共分四卷,總共列舉了三百五十一題。

兩本後文中各門後所列出的阿拉伯數字,是代表該門的題數。其題問主要都是以

『題目-答曰-法曰-合問』的形式呈現。

在《九一集》 『卷之五』的『句股互隱門』中,洪正夏總共列出了 78 個問題,

為全書各門之冠,凡是題問複雜者,洪正夏更是提供籌算圖示來協助解題,這裡 總共有二十九題有籌算式。至於『望海島術門』雖然只有六題,但是作者將這兩 門並在同一卷之中,顯然相信『望海島術』是『勾股術』的延伸。 《東算抄》 『卷 之二』的『句股互隱門』(75) 中,凡是題問複雜者,亦是提供籌算圖示來協助解 題。兩者比較,後書只有少了前三題的勾股弦互求而已,其餘均與前書完全相同。

在《算法統宗》(1592)的〈勾股論釋義〉中以(27,36,45)即(3,4,5)的勾股數來 解釋其三十個恆等式,

33

且書中的三十六題勾股互求中,也有多題使用上述的數 字。洪正夏的《九一集》有 48 題用(24,45,51)即(8,15,17)的勾股數來處理

_______________________

29、世祖五年,算學制度的形成,算學教授(從六品)一名,別提(從六品)二名,算士(從七品)一名,

計士(從八品)二名,算學訓導(正九品)一名。

30、洪正夏, 《九一集》 ,收入《韓國科學技術史資料大系•數學篇(2)》,頁 103,417。

31、李朝(1392~1910)後期十六世紀中葉到十九世紀中葉,這三百年間的知識活動,稱為韓國歷史 上的實學期。實學派的活動可分為三期。第一期是十八世紀前半,以土地制度、行政機構等制 度上的改革為重點的「經世致用派」時代。第二期是於十八世紀後半,在工商業流通的生產器 具以及一般技術面上的革新,是「利用厚生派」的時代。第三期是十九世紀前半,以經書、金 石、典故的考證為主的「實事求是派」時代。

32、洪萬生, 〈十八世紀東算與中算的一段對話:洪正夏 vs.何國柱〉 , 《漢學研究》第二十卷第二期 (2002),頁 57-80。

33、程大位, 《算法統宗》收入《中國科學技術典籍通彙》數學卷第二分冊,頁 1365。

(11)

之,開方術的部份有用「隅法」 ,楊輝《詳解九章算法》的基本題都是用(8,15,

17)來處理勾股互求的部份,而秦九韶的《數書九章》中也用「隅」這個字,每個 問題最後都以「合問」做為結束,中算書中最早使用「合問」做為結束的,是秦 九韶的《數書九章》 , 《九一集》有參考《數書九章》(1247)是確知的,但可能不是 直接參考《數書九章》 ,而是宋景昌的《數書九章札記》才是。

《九一集》卷之九〈雜錄〉中,以『一問一答』的形式呈現。

第 14 題,他們展開了一段對話,首先是何國柱的問題:

司曆問:今有勾、股、弦共九十六尺,問勾、股、弦各幾何?

答曰:勾二十四尺 股三十二尺 弦四十尺 司曆曰:何以解之?

34

洪正夏「以併勾三、股四、弦五,得十二,以除三和得九 (按:應為八才正 確!),以乘各率之法」「示之」。

司曆曰:勾股之別術,可得而聞乎?

35

余與劉生句股法共二十餘問,并法示之司曆持去。

司曆說:是矣!而此出勾、股、弦,係三、四、五之數。若不用三四五之數,

不俱何數,其理皆同。

又曰:勾股變化共兩百四十條,可知否?

余曰:勾股推之,將至四百餘條。

洪正夏將它們紀錄成《九一集》卷九最後七題,至於其解『法』 ,則大都以算籌列 出方程式,然後再利用中國宋元『開方術』求得正根。

洪正夏在著作「句股互隱門七十八問」時,每一題的型式為:今有—荅曰—

法曰—合問,但若是有一法者,之後就沒有「合問」 ,在法曰的注解過程中,他將 每個算式及數字均詳細寫上,可以讓讀者容易了解運算的結果。 「合問」的用法在 中算首先出現在秦九韶的《數書九章》中,而《算學啟蒙》則是每個「術曰」的 最後,都是用「合問」來結束。 〈卷五〉中依圖布算者有 28~32、39、42、43、46~54、

56~60、62~64、66~68、76 等,共有 29 題。以下為其題例:

________________

34、洪正夏, 《九一集》 ,收入《韓國科學技術史資料大系•數學篇(2)》,頁 686-687。

35、同上,頁 687-688。

(12)

今有股弦和九十六尺,只云句乘弦一千 二百二十四尺,問句、股、弦各若 干?

荅曰:句二十四尺,股四十五尺,弦五 十一尺。

法曰:置句弦積以和乘之,而又倍之,

得二十三萬五千 0 0 八 為實,又 和自乘 得九千二百一十六 為從 方,以一為隅法,以帶從立方 開之得句 二十四尺, 以句除積得 弦,於和內減弦即股,合問。 問 句弦和若干股乘弦若干之法傲此先得 股

現代的符號表示:

x

3

+ ( c + b )

2

x

2

= 2 ( ac )( c + b ) , x=a。

籌算式:

洪正夏在數字比較大的題目或複雜的題形中,都會給予籌算式來驗證數字。

再看《九一集》 『卷之五』 『句股互隱門』所用之勾股數:

勾股數 題號 (24,45,51)即(8,15,17) 1,2,4,5,6,7,12~42,46~51,

55,60,61,63,66(共 48 題) (5,12,13) 8,9,10(共 3 題)

(3,4,5) 11,43~45,52~54,56~59,62,64,

65,67,68(共 16 題) (20/3,8,?) 3(共 1 題)

(10,15,?) 69~76(共 8 題) (6,12,?) 77,78(共 2 題)

洪正夏更用(24,45,51)即(8,15,17)的勾股數共有 48 題,(5,12,13)的 3 題,

(3,4,5)的有 16 題,就將勾股互求 78 題介紹完成,而(8,15,17)的數字曾出現 在楊輝《詳解九章算法》(1261)的「勾股生變十三名圖」中,吳敬《九章算法比類 大全》(1450)的「勾股生變十三名圖」則是完全抄錄於前書,相信洪正夏對於後書,

應有相當程度的涉獵。而後十一題是比例問題,因計算時,未涉及弦的部份,故 未以整數勾股數來處理之,也許是沒有直接關係而未注意到,或另有其他用途,

就不得而知了。

(13)

《九一集》 〈卷五〉勾股互求的型式:

36

(1)a,b (12)c+b,c-a (23)ac,b-a (34)a+b,a/c (2)a,c (13)b-a,c-a (24)1/2ab,ac (35)a+c,b/a (3)b,c (14)b-a,c-b (25)1/2ab,bc (36)b+c,c/a (4)a,c±b (15)c-a,c-b (26)ac,bc (37)b-a,b/a (5)b,c±a (16)1/2ab,c (27)1/2ab,a/b (38)b-a,c/a (6)c,b±a (17)bc,a (28)1/2ab,b/a (39)b-a,a/c (7)b+a,c±a (18)1/2ab,b±a (29)1/2ab,c/a (40)c-a,a/b (8)b+a,c±b (19)1/2ab,c±b (30)1/2ab,a/c (41)c-a,b/a (9)c+a,c±b (20)1/2ab,c±a (31)1/2ab,b/c (42)c-b,a/b (10)c+a,b-a (21)bc,b±a (32)1/2ab,c/b (43)c-b,b/c (11)c+b,b-a (22)ac,c±b (33)a+b,b/a (44)c-b,a/c

《九一集》的勾股術共有五十五種型式,至於其解『法』 ,則大都以算籌 列出方程式,然後再利用中國宋元『開方術』求得正根。其中 1~6;(勾弦較,股 弦較)與(勾股積,勾)共八種型式與《九章比類大全》同。前七種題型與《籌書管 見》同,已知:勾弦較,股弦較,則《九一集》沒有列入。a/c、a/b 在文本中均以

「餘勾」稱之,b/a,b/c 以「餘股」稱之,c/a、c/b 以「餘弦」稱之,由題問來決 定它為何種情況。已知:勾弦較,股弦較則早在《九章算術》就有的題形,以下 題列《九一集》與之前中算書的比對之下,新題型的部份有:

(1) 已知:勾弦和,股弦和則是最早出現在《算法統宗》(1592)中,其他勾、股、

弦和較的題目,則是《勾股算術細草》(1806)才出現。

________________________

36、參看附錄(一)

(14)

《九一集》〈卷五〉第十七問

今有句弦和七十五尺,股弦和九十六尺,

問句、股、弦各若干?

荅曰:句二十四尺,股四十五尺,弦五十 一尺。

法曰:置句弦和 七十五尺 ,以股弦和 九十六 尺 乘而倍之得一萬四千四百為實,

平方開之得句股弦三和一百二十 尺,內減股弦和得句 二十四尺 ,又三 和內減句弦和餘得股 四十五尺 ,又三 和內減句 二十四尺 ,減股 四十五尺 得 弦,合問。

現代符號表示:

c b a b c a

c + )( + ) = ( + ) + (

2 ,

(a+b)+c-(c+a)=b,

(a+b)+c-(c+b)=a,

(a+b)+c-a-b=c

c+a=75,c+b=96

2(c+a)(c+b)=2×75×96=14400 120 14400 )

)(

(

2 c + a c + b = = (a+b)+c-(c+a)=120-75=45=b (a+b)+c-(c+b)=120-96=24=a (a+b)+c-a-b=120-45-24=51=c

一法:置句弦和自乘 得五千六百二十五 ,又 股弦和自乘 得九千二百一十六 ,二位 相併 得一萬四千八百四十一 為實,又兩 和相併倍之得 三百四十二 為從方,以 一為隅法,以減從平方開亦得弦。

現代符號表示:

《算法統宗》

今有勾弦和七十二步,股弦和八十一 尺,問勾、股、弦各若干?

荅曰:勾二十七步,股三十六步,弦四 十五步。

法曰:置勾弦和 七十二步 ,以股弦和 八十 一步, 相乘的 五千八百三十二步 , 倍之得 一萬一千六百六十四步 為 實,以開平方法,除之得勾股弦 和 一百令八步 ,以減股弦和 八十一 步 餘勾 二十七步 ,又置 一百令八步

內減勾弦和 七十二步 餘得股 三十 六步 ,又置 一百令八步 內減勾 二十 七步 ,減股 三十六步 得弦 四十五步 。 現代符號表示:

c b a b c a

c + )( + ) = ( + ) + (

2 ,

(a+b)+c-(c+a)=b,

(a+b)+c-(c+b)=a,

(a+b)+c-a-b=c

c+a=72,c+b=81

2(c+a)(c+b)=2×72×81=11664 108 11664 )

)(

(

2 c + a c + b = =

(a+b)+c-(c+a)=108-72=36=b

(a+b)+c-(c+b)=108-81=27=a

(a+b)+c-a-b=108-36-27=45=c

(15)

-x

2

+ 2 [ ( a + c ) + ( b + c ) ] x = ( a + c )

2

+ ( b + c )

2

,x=c

《算法統宗》文本內容,將「開之」寫成「除之」 ;洪正夏在此題的處理上,除了 使用中算的方法之外,也提供了「開方法」的解法。這種說法在下一章的南秉吉 也有「平方除之」的用法。

(2)已知:勾股積,(勾股和、較),最早出現在《九章比類大全》 ,

《九一集》則多了勾股積,(勾弦和、較);勾股積,(股弦和、較)四題。

(3)已知:股弦積,(股弦和、較),最早出現在《九章比類大全》 ,

《九一集》則是已知:股弦積,(勾股和、較)二題。

《九一集》〈卷五〉第五十一問

今有句股和六十九尺,只云股乘弦二千 二百九十五尺,問句、股、弦各 若干?

荅曰:句二十四尺,股四十五尺,弦五 十一尺。

法曰:置股弦積自乘 得五百二十六萬七千二 十五 為實,又和自乘得 四千七百六 十一 為乙從, 正 倍和得 一百三十八

為丙從 負 ,以二為丁從 正即隅 ,以 三乘方番飛法開之得股 四十五 尺 ,列股弦積以股除之得弦 五十一 尺 於和內減股餘 二十四尺 即句,合 問。

現代符號的表示:

2x

4

− 2 ( a + b ) x

3

+ ( a + b )

2

x

2

= ( bc )

2

, x=b (bc)

2

=56725

(a+b)

2

=4761 2(a+b)=138 x=b=45 bc/b=c=52 a+b-b=a=24

籌算式:

(4)已知:勾弦積,(勾弦和、較),最早出現在《九章比類大全》 ,

《九一集》則是已知:勾弦積,(股弦和、較及勾股較)三題。

(5)已知:勾股積與勾弦積;勾股積與股弦積;勾弦積與股弦積三題目。

(16)

《九一集》〈卷五〉第三十四問

今有句股積五百四十尺,只云句乘弦一 千二百二十四尺,問句、股、弦各 若干?

荅曰:句二十四尺,股四十五尺,弦五

十一尺。

法曰:置積倍之自乘得 一百一十六萬六千 四百尺 ,又云數自乘得 一百四十九 萬八千一百七十六 ,二數相減餘 三十 三萬一千七百七十六尺 為實,以三乘 方法開之得句,以除倍積得股,

合問。

現代符號的表示:

x

4

= ( ac )

2

− ( ab )

2

, x=a

a b ab

=

× 2 2 1

(ab)

2

=1166400 (ac)

2

=1498176 x

4

=331776 x=24=a ab/a=b=45 ac/a=c=51

(6)已知:勾股積與(餘勾、餘股、餘弦)共六題。

(7)已知:(勾股和、較)與(餘勾、餘股、餘弦)共六題。

(8)已知:(勾弦和、較)與(餘勾、餘股)共三題。

(9)已知:(股弦和、較)與(餘勾、餘股、餘弦)共六題。

(10)已知:勾股積,勾股弦和一題。

《九一集》〈卷五〉第三十三問

今有句股積五百四十尺,只云句股弦和 一百二十尺,問句、股、弦各若干?

荅曰:句二十四尺,股四十五尺,弦五 十一尺。

法曰:置積四因得 二千一百六十尺 為實,

以三和 一百二十 為法除之得弦和較 一十八尺,以減於三和餘 一百二尺

折半即弦也,又三和內減弦得句 股和 六十九尺 為從方,列積倍之為 實,以減從平方開之得句,合問。

現代符號表示法:

4× 2

1 ab=4×540=2160 a+b+c=120

120 2 2160 4 1

+ = +

× c b a

ab

=18=(b+a)-c

[ ] [ ]

c c b a c b

a + + − + − = 2

)

( =

− = 2

18 120 51

2 69 18 120 + =

=a+b

-x

2

+69x= 1080,x=24=a。

(17)

c b c a

b a

ab = + − +

+

×

) 2 (

4 1

[ ] [ ]

c c b a c b

a + + − + − = 2

)

( ,

[ ] [ ]

b c a

b a c b

a + + + + − = + 2

)

( ,

-x

2

+(a+b)x=2(

2

1 ab),x=a。

因為已知:勾股積,故必須求得勾 股和之後,才能解一元二次方程式。

一法:置三和自乘得 一萬四千四百 內減四 段句股積 二千一百六十 餘 一萬二千二 百四十 折半得 六千一百二十 為實,以 三和 一百二十 為法,除之亦得弦也。

現代符號表示法:

c c b a

ab c

b

a =

+ +

×

− + +

) (

2

2 4 1 )

(

2

(a+b+c)

2

-4× ab 2

1 =14400-2160 =12240

120

6120 =51=c

以上的「法曰」的做法在中算書籍出現在梅文鼎的《勾股舉隅》及《數理 精蘊》中; 「一法」則只有在梅文鼎的《勾股舉隅》中出現過。

『句股互隱門』七十八問中,勾股互求有 1~68 問,這些問題經過比對後,其 中有 43 問為《九一集》特有的題目。用古法處理者為 1~17 題,開平方有 37~38、

40~41 題,帶縱平方有 7、18~21,23~24、27、46、52~54、56~58 題,減縱平方、

平方翻積或益積法有 17、25~26、30、33、59~60、62~68 題,帶縱立方 28~29 題,

減縱立方 31~32 題,三乘方開方 34~36、44~45 題,帶縱三乘方、翻積法 39、42、

43、47~49、51 題。第 22 題的解法為東算新創,

37

在中國的算書中,最早出現在

《數理精蘊》 , 55 及 61 用比值來處理之。以下為其題例:

《九一集》〈卷五〉第二十二問 今有句弦和七十五尺,句股差二十一

尺,問句、股、弦各若干?

荅曰:句二十四尺,股四十五尺,弦五 十一尺。

法曰:和差相併得股弦和 九十六尺 ,以 句弦和相乘,倍之,得 一萬四千四百 為 實,平方開之,得句股弦三和 一百二十 , 內減句弦和得股,內減句股差得句,以 減句弦和得弦,合問。

現代的表示法:

(c+a)+(b-a)=(c+b)

[ ( c + a ) + ( ba ) ] ( c + a ) = ( a + b ) + c

2 ,

(a+b)+c-(a+c)=b,b-(b-a)=a,(c+a)-a=c。

(c+a)+(b-a)=75+21=96=(c+b) 2(c+b)(c+a)=14400

2(c + b)(c + a) = 14400 =120=a+b+c 120-75=45=b

120-96=24=a

120-45-24=51=c

(18)

雖然已知不同,但經過句股和與句股差的和之後,條件就與十七問相同,解法也 是相同的。

《九一集》〈卷五〉五十五、六十一問 今有句股和六十九尺,只云句除股得一 尺八寸七分,問句、股、弦各若干?

荅曰:句二十四尺,股四十五尺,弦五 十一尺。

法曰:置和為實,又列云數加一尺,得

二尺八寸七分 為法,除實,得句 二 十四尺, 以減於和得股, 乃用前法 得弦 合問。 餘皆傲此

今有句股差二十一尺,只云句除股得一 尺八寸七分半,問句、股、弦各若 干?

荅曰:句二十四尺,股四十五尺,弦五 十一尺。

法曰:置差 二十一尺 為實,列餘股與一尺 相減餘 八寸七分五厘 為法,除實,

得句 二十四尺, 加差即股 四十五 尺 ,合問。 餘皆傲此

現代的表示法:

a= b a b a

/ 1 +

+ ,(a+b)-a=b。

a= 1 1 . 87 69

+ =24 69-24=45=b c= 24

2

+ 45

2

=51

a= / − 1

a b

a

b ,a+(b-a)=b。

以上題目中的「句除股」 ,在法曰用「云數」與「餘股」來表示它,五十七問前用 前者,五十八後用後者,而這種「餘股」的說法,是第一次出現在東算書籍上。

《九一集》卷九「雜錄」為「癸巳閏五月二十九日(1713 年六月二十一日),

余與劉生壽錫入館中與五官司曆何國柱論算」共有二十一問,其後九題為何國柱 的《勾股圖說》中的『勾股法一問』的題問,卷五 33 與卷九「雜錄」13 同;卷五 29 與卷九「雜錄」15 同;卷五 31 與卷九「雜錄」16 同;卷五 47 與卷九「雜錄」

17 同;卷五 40 與卷九「雜錄」19 同;卷五 43 與卷九「雜錄」20 同;卷五 35 與 卷九「雜錄」21 同, 這些都是同型題目。卷五 29 為已知:句股積、股弦差,最 早出現在《算法統宗》中;卷五 31 已知:句股積、股弦差,勾弦和《數理精蘊》

中有此題型,在東算中是第一次出現此題型,其他如:卷五 33:句股積、句股弦 和;47:句弦積、句弦差;40:句股積、餘股(b/a);43:句股積、餘弦(c/b);35:

句股積、股弦積,這些都是東算最早出現的題型。

(19)

第 14 題已知:直角三角形勾股弦和,求勾、股、弦之值。洪正夏是用(3,4,

5)的比率來解之,何國柱問可否用其他的比率?洪正夏說可以,何國柱又說勾股變 化共兩百四十條,洪正夏則說自己已將勾股術推之將至四百餘條,何國柱問勾股 術還有其他解法嗎?洪正夏與劉壽錫展示勾股法有二十餘種,此時何國柱就拿走 了。在《韓國數學史》有將劉壽錫所寫的十餘題中,列出七題,

38

比對這些題型與

《九一集》 〈卷五〉的題型,則是 1 與卷五 29 同,2 與卷五 31 同,3 與卷五 47 同,

4 與卷九 18 同,5 與卷五 40 同,6 與卷五 43 同,7 與卷五 35 同,除了第六題外,

所用的畢氏三數組都是(8,15,17)的題型,這就是應證了洪正夏所說的話,這些 題目都是以直角三角形三邊的比率來解題的,而同樣的題目在〈卷五〉中的解法 都是用開方法解之。 〈卷九〉之〈雜錄〉中的第十八題已知:股弦積、句弦差,此 題解法用開立方法處理之,在〈卷五〉中並未被列出來。

〈卷九〉〈雜錄〉第十八題

今有句股田一段,只云股乘弦得一千二 十尺,又云句弦差一十八尺,問句 股弦若干?

荅曰:句一十六尺,股三十尺,弦三十 四尺。

法曰:置股乘弦數自乘為實,另以差自 乘 得三百二十四 為從廉 負 倍差 得三 十六 為隅法 正 以立方番飛法開 之,得弦三十四尺。

現代表示法:

2(c-a)x

3

-(c-a)

2

x

2

=(bc)

2

,x=c (bc)

2

=1040400

(c-a)

2

=324 2(c-a)=36

36x

3

-324x

2

=1040400 x=34

〈卷五〉第四十八問為已知:股弦積與句股差,其解法與上題一樣,相信這是洪 正夏未列入此題的原因之一。

由上述的說法,筆者推想是《九一集》早已有勾股術的題目,洪正夏說自己已將 勾股術推之四百餘條,那麼這七題可能是他們原本沒有的題型,從何國柱得到此 抄本後,再次修改或列入的題型。在勾股術中,洪正夏的《九一集》增加很多的 題型,在已傳入的中算書或當時的朝鮮書籍中,都未曾出現過,相信這是他們自 己努力的結果。

___________________

37、參閱附錄(二)《九一集》之『句股互隱門』七十八問。

38、金容雲、金容局, 《韓國數學史》(日文版),楨書局,1978,頁 251。

(20)

由『勾股術』的討論中,朝鮮數學家的勾股興趣從何得來,則無從得知。我 們只知道《勾股圖解》中的有兩個當時中國數學家無法解決的問題,亦即『已知 勾股積、股弦較,求勾、股』和『已知勾股積、勾股和,求勾、股』 ,分別在洪正 夏所記錄的這一段〈對話〉中的第 15、16 題解出,他都以「開方法」來處理之,

由此可見洪正夏對於勾股問題之研究及算法的成熟度是很高的,因此在《九一集》

後的對話中,洪正夏所說的『勾股推之將至四百餘條』 ,確屬可信。

39

洪正夏的《九 一集》主要訴求的對象,應該只是他的同行 -『中人算學者』,又根據金永植的 研究,中人算學者是一個非常『封閉緊密的社會群體』 。而洪正夏則是固守宋元算 學的傳統,更將中國傳統算學失傳已久的算法:如『方程術』 、 『天元術』和『開 方術』等精華內容,加以發揚光大,由此證明了宋元算學是沒有侷限。

由『卷之八』第 15 題與〈對話〉中的第 8 題:

余問:今有璞玉一塊,形如鳥卵,內容方玉。而空之殼重二百六十五斤一十 五兩五錢。只云殼厚四寸五分,問玉方石徑各若干?

令人意外地,何國柱竟然回答說: 「此術甚難,未可猝解,明日吾當解之。」

可惜, 「其後終無解示!」洪正夏隨即在評論後,在『原法』項下利用『天元術』

和『減從開立方法』 ,解得『原答』為「玉方五寸,石徑一十四寸。」而『原法』

與『原答』是否何國柱看過,就不得而知了。但由此我們可以推測:如果對話的 部分內容是事實,可知《九一集》之編寫工作,在此一會面之前應已展開了。

《東算抄》

40

由於筆跡的差異很大,可能是由多人抄寫而成,因為在『句股互 隱門』(75)中,以頁 186、187;192~195;206、207 等的筆跡差異較大,觀察其筆 跡,應有多人參與抄寫此書。在金容雲《九一集》的解題中,頁 3,提到『句股互 隱門』有七十七個,但事實上只有七十五個題問而已。根據金容雲、金容局以及 川原秀城的研究, 《九一集》的體例與內容極其類似《東算抄》 。而《東算抄》的

『句股互隱門』(75)與《九一集》 『句股互隱門』(78)的差別,在於後者加了「勾、

股、弦」互求三題基本題,其他題的題目完全相同,連題序都相同, 「法曰」中的 注解也都完全一樣。雖然《東算抄》的作者未詳,但是,川原秀城認為很可能是 洪正夏:洪正夏先是改編《算學啟蒙》成為《東算抄》 ,然後再大幅度地修訂而成

____________________

39、梅殼成曾在《增刪算法統宗》中指出: 「勾股和較相求,言算者莫不留心焉,其法可謂詳且備 矣,未有以勾股積與勾股和較為問者……昔待罪蒙養齋,彙編《數理精蘊》 ,意欲立法以補缺遺,

乃用平方輾轉推求,皆不能御。思之累日而後得之。」轉引自李培業 (1992)。

40、金容雲, 《東算抄》 ,收入《韓國科學技術史資料大系•數學篇(8)》,頁 2。它是寫本,三卷三

冊,鍾路市立圖書館所藏。

(21)

為《九一集》 。

41

若依古時人們對於曆法的尊重,由《東算抄》各項曆法的計算及年代的陳述,

可定出《東算抄》的成書時間,是為西元 1718 年,

42

而《九一集》則是成書於西 元 1724 年。

43

又《東算抄》在五十五題中的籌算中如下圖:而後為《九一集》在 五十八題的籌算,可知洪正夏已經修改過了,前書的六十三題的籌算少了負號,

後書的六十六題也將它補上了,由此可以推測《東算抄》可能是《九一集》的草 本,因為在 1692~1735 年的算學合格者增加很多,

44

需要更多的算學書籍,故而洪 正夏參考《算學啟蒙》的型式,編輯成《九一集》 。

洪正夏《九一集》中勾股術的解法,都是使用「開方術」來處理,已開至四 次。他在「開方各術門」中,

45

用「天元術」來解題,這是朝鮮算學文本中,開始 _____________________

41、洪萬生, 〈十八世紀東算與中算的一段對話:洪正夏 vs.何國柱〉 , 《漢學研究》第二十卷第二期 (2002),頁 57-80。

42、卷一「之分齊同門」中第十四題:

按堯典中星圖,則冬至之日,在虛昏中昂,至宋寧宗時冬至日在斗昏中壁,至元延祐時,冬至 日在箕八度昏中亦壁中星不同者,蓋天度有餘歲,日不足天漸差而西,歲漸差而東,故東晉虞 喜乃立差以追其變,約以五十年退一度,何承天以為太過,乃倍其年,而又反不及,至隋劉焯 取二家中數,以七十五年退一度,然今冬至在何度,而昏中何星?

荅曰:今冬至在箕宿二度,昏中室宿。

法曰:自延佑甲寅至今戊戌四百五年…

此「延佑」為元仁宗之年號,甲寅時以干支計算為延佑元年,即西元 1314 年, 「至今戊戌四百 五年」 ,則可推估成書於西元 1718 年。

43、 《九一集》的卷九「雜錄」:

按堯典中星圖,則冬至之日,在虛昏中昂,至宋寧宗時冬至日在斗昏中壁,至元延祐時……

荅曰:今冬至在箕宿二度,昏中室宿。

法曰:自延佑甲寅至今甲辰四百十一年…

「至今甲辰四百十一年」 ,則可推估《九一集》是成書於西元 1724 年。

44、金容雲、金容局共著, 《韓國數學史》(日文版),楨書店,1978,頁 229。

45、金容雲, 《九一集》 ,收入《韓國科學技術史資料大系•數學篇(2)》,頁 598~650。

(22)

使用它來解題,洪正夏及他的同僚固守中國傳統算學失傳已久的算法如『方程術』

、 『天元術』和『開方術』等內容,相信這是他能夠將勾股術加以延伸的主要工具。

第三節、《籌解需用》與《籌解實用》的勾股術之分析 一、洪大容與邊彥廷的生平與著作

洪大容(1731~1783),字德保,號湛軒,又號弘之,英祖 7 年(西元 1731 年)出生於忠清道天元郡修身面常山里。除了古書之外,他的學問涉獵廣泛,不 僅善長於經史理學,同時對數學與天文等自然科學的研究亦超越朝鮮當時的水平。

相傳他曾在自己的家中設置天文臺,所製作的天文儀器,在測候占時上,能夠毫 釐不差,由此不難理解,他的天文知識與技術在朝鮮當時頗具有領導者的地位。

46

英祖 41 年(1765 年)洪大容曾以軍官之名隨叔父洪檍出使北京

47

。1766 年從 北京回朝鮮時著《籌解需用》 ,值得一提的是,他曾經冒著生命的危險造訪北京的 天主教堂,與欽天監正劉松齡和副監鮑友管對談,同時也參觀了北京當時的觀象 臺。出使北京歸國後,翌年(1767 年)即遭逢父喪,因而斷了科舉之念。在 1774 年才因為祖父的功勞,

48

蔭補了一個小小的官職,也因此開始了他近十年的為官生 涯。他的任內曾任參奉、世孫翊衛司侍直、思憲府監察、泰仁縣監等職,官至榮 川郡守,1783 年以母親年老為由,辭官隱逸故里,結束了內官三年外官六年的官 職生涯,正祖 7 年冬天(1783 年)突然因為中風而別世,得年五十三歲。

49

邊彥廷著,字伯暉,原州後人,生末年未詳,在《籌學入格案》 、 《籌學先生 案》 、 《籌學八世譜》中未提到他的相關資料,金容雲在《籌解實用》的「解題」

裡,說明《籌解實用》為李朝末年的著述。

50

二、 《籌解需用》與《籌解實用》的體例結構及勾股術內容分析

《籌解需用》收錄於《湛軒書》外集卷四中, 《湛軒書》原來有十五冊,

51

由南陽 洪大容德保著,在 1939 年五代孫洪容善編,後學洪命熹校,共分內外編三卷,內 容為歸除、天元術及比例、勾股等中外算法,重新整理後彙編為七冊,由新朝鮮 社發刊出版,全文共分內集與外集兩部分。其中內集有四卷,全為洪大容所作 __________________

46、參閱蔡茂松, 〈韓國近世思想文化史〉,頁 499。

47、洪檍,字幼直,為洪大容之叔父,1753 年得文科狀元。1765 年以書狀官之名出使北京,洪大 容亦以軍官之名隨行。

48、洪大容的祖父為洪龍祚,官至大司諫(司諫院之長,正三品) ,相當於現今的監察院院長。

49、參閱朴趾源, 〈洪德保墓誌銘〉, 〈湛軒書〉 。

50、金容雲, 《籌學實用》 ,收入《韓國科學技術史資料大系•數學篇(9)》 ,(漢城:驪江出版社,1985),

頁 1~3。

(23)

的文集。外集部分共有十卷,包括與中國文士來往之《杭傳尺牘》三卷,數學及 測量術的《籌解需用》三卷,赴中國北京(即燕京)的記行文《燕記》四卷。 〈外 集〉中的第四卷至六卷,是洪大容的數學著述,內容包含數學、測量、曆算、音 律等知識。

這一節的另一本書是邊彥廷的《籌解實用》 ,

52

它是李朝末年的著述,因為本 書中『外編』上的〈句股總率〉中的「平勾股」及「比例句股」部份,其題目、

排序均與洪大容的《籌解需用》相同,為手抄本,而《籌解需用》則為印刷字體,

並有詳細的數字運算過程。

〈勾股總率〉一節是勾股概論,一方面點出勾股在中國與西方的淵源與基本性 質「勾股者出於九章,即西法之直角三角形。橫為勾,立曰股,斜為弦,勾三股 四弦五為基本率,」同時把勾股問題細分為三類, 「蓋勾股有有三線,以兩線求一 線者為平勾股;有一線借兩表,以兩小線一大線求大線者為比例勾股,併無三線 虛借四表,以三小線求大線者為重比例勾股」,以下為平勾股及十二題的題問:

平勾股

1、勾股求弦—併兩冪開方。

2、弦股求句—弦冪減股冪開方。

3、弦句求股—弦冪減勾冪開方。

4、勾股求對直角中垂線—勾股相乘弦除之。

5、弦界垂線所分二段求大小—弦除勾冪為小段,弦除股冪為大段。

6、勾股求容方徑—勾股相乘併勾股除之。

7、三線求容圓徑—併勾股內減弦,又勾股相乘併三線除之得圓半徑。

在洪大容所列的勾股題之前,都會將平勾股的條例寫在上面,如:

___________________

51、參閱鄭寅普, 〈湛軒書序〉, 〈湛軒書〉

52、金容雲, 《籌學實用》 ,收入《韓國科學技術史資料大系•數學篇(9)》 ,頁 165~167;頁 197~122。

(24)

(弦畀垂線所分二段求大小段)

5、勾二十尺,股三十尺,問中垂線分 線為二段,問大段小段各幾何?

答曰:大段二十五弱,小段一十一尺 強。 (強者有餘也,此為一十一尺,而零 餘不盡之數甚少,故曰十二尺弱,而十 一尺強傲此。)

術曰:求大段則股自乘弦乘之 (自乘得九 百尺,以弦三十六尺強為法歸除之) ; 求小段則勾自乘弦除之 (自乘得四 百尺,以弦三十六尺強為法歸除之)

現代表示法:

a

2

+b

2

=20

2

+30

2

=1300 c

2

=36

2

=1296

c

2

< a

2

+b

2

1300 30

2

<25

因為這一題並不是整數勾股數,所以他以大約的數字來處理之,故在「答曰」中 說明「強」 「弱」之分。這種說法在東算文本中,第一次被提出來使用。

本節內容為勾股求弦、股弦求勾、勾弦求股、勾股求對直角的中垂線、弦界 垂線所分兩段求大小、勾股求容方徑、三線求容圓徑、餘勾餘股求容方徑、容方 餘勾求餘股等十二題,這十二題中國很多算書都有相關內容,作者在引用及參考 的同時,並未在解法上提出特殊或不同之處,這與他的編排此書的主要目標「實 用」應該是有關的。

53

邊彥廷的《籌解實用》中, 『外編』 〈句股總率〉的「平勾股」

及「比例句股」部份,其題目、排序均與《籌解需用》完全相同,是手抄本,而

《籌解需用》則為印刷字體,粗體字是洪大容《籌解需用》加入數字運算的詳解。

以下為其題問:

(正勾股,勾求股弦法,用四率比例)

8、正勾股勾一十五尺,問股弦各幾何?

答曰:股二十尺,弦二十五尺。

術曰:求股,則勾三為一率,股四為二 率,今勾為三率(二率三率相乘 得數,以一率除之,得四率二十 尺);求弦,則弦五為二率;

又勾三除今勾,得加幾倍之比 例。

一率 勾三 三率 今勾一十五尺 圖

相乘得六十尺

《數理精蘊》的正勾股比例

假設有正勾股,知勾十二尺,求股弦各 幾何?

法:以正勾股定分之勾三分為一率,股 四分為二率,今設之勾一十二尺為 三率,推得四率十六尺為股。仍以 勾三分為一率,弦五分為二率,今 設之勾一十二尺為三率,推得四率 二十尺為弦也。蓋大小兩同式,形 其相當,各界互相比之比例俱為相 當比例四率。

又捷法:以勾十二尺,用正勾股定分之

勾三分,除之得四尺,即知今

(25)

式 二率 股四 四率 得股二十尺

一率 勾三 三率 今勾一十五尺

相乘得七十五尺 二率 股四 四率 得股二十尺 解法:3:15=4;b

b=20

3:15=5:c c=25

又解法:

15/3=5 b×5=20 c×5=25

所設之勾股形為加四倍之比 例,乃以正勾股定分之股四分 弦五分各加四倍即得所求之股 弦之各數矣

解法:3:12=4;b b=16

3:12=5:c c=20

又捷法:

12/3=4 b×4=16 c×4=20

洪大容是利用《數理精蘊》的正勾股比例來處理這個單元,他將《數理精蘊》中 的「圖式」 、 「法」及「又捷法」都拿來參考,將「正勾股」的類型完整的介紹給 讀者。

(正勾股求容方徑法)

9、正勾股勾一十五尺,問容方徑幾何?

答曰:九尺弱。

術曰:先推股七歸三因(推得股二十尺 為實以七尺為法歸除之得二八 四又以三為法因之得八尺五寸 二分故約九尺弱);又勾七歸四 因(以勾十五尺為實以七為法歸 除之得二一三又以四為法因之 亦得八尺五寸二分也)。

解法:(1) 先用四率比例求 b,

b 15

4 3 = →b=20 2 . 84

4 3 20 =

+ ,

s=2.84×3=8.52 (2) 2 . 13

4 3 15 =

+ ,

s=2.13×4=8.52

(正勾股求容圓徑法)

10、正勾股勾一十五尺,問容圓徑幾 何?

答曰:一十尺。

解法:(1) 先用四率比例求 b,

b 15

4 3 = →b=20 D= 10

20 = 2

(26)

術曰:先推股折半(推得股二十尺故折 其半為十尺即容圓徑也);又勾三 歸二因(以勾十五尺為實以三為 法歸除之得五又以二為法因之亦 得十尺)。

(2) 5

15 = ,D=5×2=10 3

9、10 均與《數理精蘊》的解法相同。題 10 術曰:先推股折半(推得股二十尺故 折其半為十尺即容圓徑也)的解法是特例,它只適合正勾股(3,4,5)的情況,並 非一般性的方法,這是因為 a+b-c=2,故弦的五分之二,股的四分之二,勾的為三 之二為容圓徑。則容圓徑= 15 10

3 20 2 4 25 2 5

2 × = × = × = 。

若(5,12,13),(8,15,17)的直角三角形就不適用,前者 a+b-c=5+12-13=4,後者 a+b-c=8+15-17=6,每個的勾股數的情況不同,所乘的比值不同,只有正勾股才可 以「股折半」 。

《籌解需用》在該書列出了參考的中國算書有:元.朱世傑撰《數學啓蒙》即

《算學啟蒙》;明.程大位撰《數學統宗》即《算法統宗》;清.蔣元誠撰《數 法全書》;

54

宋.楊輝撰《摘奇數法》;西洋.利瑪竇口授、明.李之藻演《渾蓋 通憲》;朝鮮慶善徵的《詳明數訣》 ;朝鮮朴繘的《數原》 ; 《律曆淵源》及康熙製 的《數理精蘊》 。 《籌解需用》對於勾股術的著墨並不多,僅有上述所提列的部份,

從平勾股(頁 500 起至頁 507 止)起,在題目上有勾股互求的解法,而後比例勾股、

重比例勾股及測望的部份有七十一題之多,但這不在此論文探討範圍,有興趣者 可參考其文本頁 504~541。

因為《籌解需用》是洪大容後代子孫再加以整理重印(1939),成書可能都是寫 本,以現有的韓國文本來看,只有南秉吉的書與此書為印刷本。而「正勾股 」 的題 型,在中算書中,是出現在《數理精蘊》中,其他有關勾股術的文本並未提出, 《數 理精蘊》在 1713 年起,1721 年完稿,1723 年刻印,1741 年傳入朝鮮的時間來看,

《籌解需用》在引用《數理精蘊》中的勾股部份內容,除了一般勾股問題外,特 別注重於勾三股四弦五的正勾股,主要是測量問題上所使用的矩尺規格是為正勾 股。筆者所整理的十本文本中,也只有此書有寫到「正勾股」的題型而已。

邊彥廷在《籌解實用》中,經過筆者的比對,勾股術的部份,它完全與《籌解需 用》的題目完全相同,只是前者為寫本,後者為印刷本,且有小字體的詳解,除 此之外,幾乎與後者可說是完全一樣。本書引用書目:元朱世傑的《數學啟蒙》 、

_____________________

53、洪宜亭, 《從《籌解需用》看洪大容的數學與實學思想》 ,台北:國立臺灣師範大學數學系教學 碩士班碩士論文,2003 年。

54、蔣守誠,字光正,宜興人。參閱杜石然, 《李儼錢寶琮科學史全集》第六卷,(瀋陽:遼寧教育

出版社,1998 年),頁 673。

參考文獻

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