17.6 差幂探索
2025年09月26日
17.6 差幂探索
我们回过头来,认真研究《隋书·律历志》上篇的备数节。
钱宝琮认为:“开差幂”是已知长方形的面积A及长k、阔x之差,则x(x+k)=A是一个开带从平方问题。“开差立”是已知长方体体积V及长阔差k、高阔差l,则x(x+k)·(x+l)=V是一个开带从立方问题。正圆中的“圆”字,为“负”字之误。负与员形相近,古员与圆相通。如果带从平方或带从立方的开方算式中容许有负数项,那么开平方或开立方时,必须参通正负数加减法则去解决它。
但这个解释似有欠缺,未涉及“差幂”的本意。
上面17.4.1“刘徽不等式由来”中,我们已经搞清,“差幂。倍之”,成类齿轮盘。一次次分割产生的差幂,衍生出一层层类齿轮盘。直到极限状态,正多边形与圆相合,余径消失,类齿轮盘的面积就不至于突出在圆周之外了。
祖冲之相隔刘徽公元263年注《九章算术》不过100多年。备数节说“祖冲之更开密法”,肯定是割圆原术外求圆周率的进一步方法。祖冲之提到“又设开差幂,开差立,兼以正圆参之,指要精密,算氏之最著也”。“开差幂”肯定与割圆术的“差幂”有牵连。“开差幂”肯定与“正圆”有关。“开差立”立字与幂字相比对,跟圆、球相关。
但囿于史料,我们没法作进一步确切解释。
祖冲之的儿子祖暅也是一位博学多才的数学家,主要工作是修补编辑他父亲的数学著作《缀术》,研究几何求积的著名命题。唐代李淳风注《九章算术》时,提到祖暅的开立圆术。祖暅求球体积使用的原理为:“幂势既同,则积不容异。”“幂”是截面积,“势”是立体的高。意思是两个同高的立体,如在等高处的截面积恒相等,则体积相等。
“学官莫能究其深奥”的《缀术》何时能重新面世,真使我们浮想联翩。