14.12.4 奇偶的应用
大多数学者公认:根据对《数书九章》所有数例的分析,多数情况下,奇是单数,偶是双数;当两数求等相约时,作为公约数单数倍的待约数叫奇,作为公约数双数倍的待约数叫偶。
例如,6和4有最大公约数2,6=2×3,4=2×2。3是单数,6称奇,因为6约得奇。
再举一例,100和4有公约数4,100=4×25,4=4×1。25是单数,所以100为奇。而100和4两者都为奇,因为约得的都为奇。
“两两连环求等”指一定的顺序求出每一对元数的最大公约数。“约奇弗约偶”指在一般情况下,用最大公约数去处理待约数,能使商为单数的那一个待约数被约出单数,而保持另一个不变,为双数,因为一单一双,达到互素的可能性最大。
例如,对待约数6和意味着“约奇”,约成数3和4互素。因为3是单数,相应待约数6称作奇,化约后约成数只是有较大的互素可能性而已。
如果意味着“约偶”,约成数6和2有公因数2,称为“两位见偶”。
再有,对待约数4和100,如果用4去约,一种可能是1和100,另一种可能是4和25。1和25都算得上单数,两种情况都叫“约奇”。但是,前者导致“见一”,不得不设立补充原则“勿使见一太多”加以避免。于是,只能用后者
事实上,约奇的方法不能保证两个约成数互素,充其量只是一种较大可能性而已。
例如,认定5是奇数,25是奇数。如果用“约奇”,所得[20,5]并不互素。改为“约偶弗约奇”,即5是奇数,约偶
,才使得4和25互素。
显然,秦九韶意识到,“奇”“偶”功能有限,仅仅是探索使约成数互素的拐杖而已。
在积尺寻源题中,他企图避开“奇”和“偶”,寻求一个新方向,把数和位紧紧结合起来。把问数从小到大排列,“假八音为号位”,用当时流行的音调给位起名,便于区别。“先以小者”作主位,同其他数位求等相约,尽可能约大的数位。若这样做无法使约后互素,则“反约”自身。在这个冗长的求定算草中,只字不提“奇”“偶”字样。
但是,他仍然没法彻底解决最大公约数和补偿素因数最高次幂之间的关系,仅因此题数据特殊而没有暴露出问题来。
从理论完美的角度看,使用素数与素因子分解的概念,可使方法的叙述比较漂亮、简捷,但从算法角度来看却不然。首先,化约模数时,素数与素因子分解的概念并不是必需的。进一步,即使引入这些概念,具体将一个数分解成素因子的积时,还需要一套可行的算法,这种算法的复杂程度,至少不亚于判断一数是否为素数的算法。而秦九韶化约模数的算法,主要是辗转相除法。因此,从算法上看,秦九韶的方法更简便易行[17]。