历史名人梅文鼎 (梅文鼎是清朝第一流数学家)

梅文鼎(1633年—1721年),字定九,号勿庵,安徽宣城人,生于崇祯六年(1633年)。清代天文学家、数学家,为清代“历算第一名家”和“开山之祖”,被世界科技史誉为“三大世界科技巨擘”之一。他毕生致力于复兴中国传统的天文算学知识,有力地推进了中西天文学的融合。幼年时,熟五经,通史书,有“神童”之称。父亲梅士昌和塾师罗王宾喜观察星气,耳濡目染之下,使得他对次舍星宿之运行,留下了很深刻的印象。二十七岁那年,他与弟弟文鼐正式拜倪观潮道士为师,学习历法。先读《台官交食法》。兄弟俩读得很用心,对书中内容尤能自行解说,补上缺漏。这些心得都记述在文鼐的处女作《历学骈枝二卷里》。文鼎初试啼声,居然有这么好的成绩,连老师也对他刮目相看。这件事深深地鼓舞了他,从此,便慨然立下了终生治历的伟大志向。

康熙五年(1666年),文鼎参加乡试,得识《泰西历象书盈尺》。康熙十四年(1675年),购得《崇祯历书》。此时,他已经四十三岁了,一个年逾不惑的中年人,竟然还敢面对这部西洋新法历书的挑战,要不是他志向恢宏,精于传统文化,则必碌碌无成。正如他自己说的:“吾为此学,皆历皆艰苦之后,而后得简易。有从吾游者,从近此道,而吾一生勤苦皆为若用矣。吾惟求此理之大显,使古人绝学不致无传,则死且无憾,不必身擅其名也。”读来更是令人昂扬神往。

康熙十一年(1672年)梅文鼎撰成第一部数学专著《方程论》。康熙十八年(1679年)是文鼎一生事业的巅峰。这一年明史开局,由于福建泉州人、文渊阁大学士兼吏部尚书李光地举荐,文鼎以一介平民,参加《明史天文志》 的编修工作。他总共论证了五十多个伪舛之处,并著《明史志拟稿》三卷。这部书,表面上虽是为大统历而写,主要目的还是在阐明《授时历》的奥妙,并藉以弥补明代《元史》的缺略。近代历法天文家朱文鑫曾说:“明史历与天文二志,融贯古今,沟通中西,明志之别开生面,而 亦最重要者也。向之专习中法者,可由引而进窥西法之门径,而今专习西法者,亦可由此而溯中法之源流,昔梅文鼎之学历,以大统入手,今研究天文史者,可由明史开端也。”说明了《明史天文志》颇为世人所重视。(参见朱文鑫著《天文学小史》,商务印书馆)

康熙二十八年(1689年),文鼎到北京觐见李光地,李光地建议:“历法至本朝大备矣。经生家犹若望洋者,无非论以发其意,宜略仿元赵友钦[革象新书]体例,作为简要之书,俾人人得其门户,则从事者多,此学庶将大显。”于是,文鼎乃有《历学疑问》三卷,及后来的《历学疑问补》二卷之著述。这两本书都写得平正通达,可以称得上是步算家(历法推算家)的最佳准则。清代数学史家阮元(1764-1848年)在《畴人传》中,用了将近一卷的篇幅介绍《历学疑问》一书。

《历学疑问》的主要内容有(一)论中西二法之同;(二)论地圆可信;(三)论恒星东移有据;(四)论周天十二宫;(五)论恒气定气;(六)再论恒气定气。篇篇都是在为西方历算学说找寻中国方面的根据,表明了在中国传统历算学的基础上的接受西学的基本立场。书中可以看到他如何苦心竭虑地详较中西历法及其天文用语;如何平心静气地列举中国古代天文学的成就与西方抗衡;如何义正词严地数说译西法者对祖先业绩的忽视;然后,再小心翼翼地暗示中法的缺陷,以免触动守旧份子的愁肠而再举干戈(顺治年间,杨光先为祸新法人士,殷鉴不远)。

在《历学疑问补》中,梅文鼎的言论就和历学疑问中有所不同了。他把西方新说在中国古籍上的根据和中国古代学术流失的事实联结起来,肯定地阐明西方历算源出于中国。一笔勾销了任何反对接受西言历算学的理由。(详见梁庚尧的《梅文鼎对西言历算学的态度》,《食货月刊》复刊第七卷一、二期合刊,1977年4月20日出版。)这种武装的“科技一元论”的说法,固然在抵挡传教士的西方优越意识上,在抚慰国人受创的自尊心上,发挥了不少的作用,可惜,却也不幸地替那些盲目排斥西学的中国文化本位论者,以及后来的“中学为体西学为用”论者,制造了阻碍现代化的诸多口实。

康熙四十二年(1703年),清圣祖南巡德州,李光地送上《历学疑问》一书恭请阅览。圣祖看完,大为赞赏。四十四年二月,文鼎在河干晋见康熙,两人相见恨晚,长谈了三天三夜。事后,康熙对李光地说:“历学朕最留心,此学今鲜知者,如文鼎真仅见也。”五十一年,又召文鼎孙儿梅瑴成入内廷学习。六十年,文鼎去世的消息传到京师,康熙还特别命令地方官吏经纪其丧。

文鼎所著历算书籍多达八十余种,现存之《梅氏丛书辑要》乃梅瑴成所编,共三十九种,凡六十二卷,除附录二卷外,其余均为文鼎著作。这一套书多亏当时刊刻,才能流传下来,至于没有复刻的,都无一律存。梅氏 家学,自文鼎后,子孙繁衍不绝,亦多能克绍箕裘,然先人心血竟有遗失情事,实令人困惑不解!

那些未曾复刻的著作多半是文鼎的读历心得,其中有阐明中国古法的著作,如《元史历经补注》二卷乃是读授时历而作;《古今历法通考》七十余卷,则是根据授时历,参校古术七十余家而成;因注释明朝大统历作《大统立成法》二卷,而针对授时术创立之垛积立差算法,也写下《平立定三差详说》一卷说明其原理。此外,也有对新法历书的阐扬订正和补缺之作品。如《西域天文书补注》二卷,《回回历草补注》三卷,《浑盖通宪图说订补》一卷(该书是利玛窦和李之藻合译的天文书)等等。

还有,文鼎对当时历算家的著作,也颇有润笔推介的功劳,如西洋教士穆尼阁的《天步真原》,薛凤祚的《天步(真原)会通》,王锡阐的历书及揭暄的《写天新语》。每得一书,文鼎总是不厌其烦地校订其中的缺漏和错误,并诚恳地论述各书成就,计著有《天步真原订注》、《天学会通订注》、《王寅旭书补注》(按王锡阐字寓旭)及《写天新语抄存》一卷。可惜,这些书到现在也都仅存书目了。

梅文鼎的算学成就也十分卓著,这部分著作保存得最为完整。《梅氏丛书辑要》所含的数学书籍计有:

《筹算二卷》:介绍纳丕尔算筹。《平三角举要五卷》:介绍平面三角法。《弧三角举要五卷》:介绍球面三角术。《方程论六卷》:介绍中国古代的一次联立方程解法。《句股举隅一卷》:直角三角形勾、股、合、角等互求问题讨论。《几何通解一卷》:记述了用勾股定理解《几何原本》中二、四、六卷中的问题。《几何补编四卷》:补《原本》之未备;四面体、八面体等体积的讨论。《笔算五卷》:介绍西方笔算。

并附有:《方田算法》:包含一些田亩计算的简捷方法,还有珠算用口诀的讨论。《古算器考》:对中国古代筹算的考据和解释。《度算释例》:介绍伽利略比例规。《少广拾遗》:介绍中国古代的高次开方法(到十二次)。《环中黍尺五卷》:记述球面三角法中余弦定理的几何证明。《堑堵测量二卷》:含球面直角三角形弧角关系式的几何证明。《方圆幂积》:论述圆方和球方互容等问题。

这些著作,几乎包括了清初以前西方传入的所有三角、几何、代数各方面的算学知识,而且,还做到了初步的阐发。这些书虽然多半根据《几何原本》、《同文算指》以及《崇祯历书》所收各书,但都能融会贯通,而且都是用他自己的话重述出来的。

梅文鼎的弟弟、儿子、孙子及曾孙等都通历算,其中尤以孙子梅瑴成最为突出,堪称“数学大家族”。他因曾奉召入内廷读书,得以接触古算书籍,终能用西洋借根法(即代数学)解立天元一术,将沉沦三百多多年的《天元术》重显于世。他曾自述这段因缘说:“尝读授时历草求弦矢之法,先立天元一为矢,而元学士李治所著《测圆海镜》,亦用天元一立算。

……后供奉内廷,蒙圣祖仁皇帝授以借根方法,且谕曰‘西洋人名此书为《阿尔热八达》(按即Algebra的译音),译音《东来法》也。’(注)敬授而读之,其法神妙,诚算法之指南。而窃疑天元一术,颇与相似,复取授时历草观之,乃涣如冰释,殆名异而实同,非徒曰似之已也。夫元时学士著书,台官(按即天文台官员)治历,莫非此物,不知何故,遂失其传,犹幸远人慕化,复得故物。东来之名,彼尚不能忘所自,而明(朝)人视为赘疣,而欲弃之……”由这一席话我们可以发现:文鼎的《西方历算源出中国说》得到非常强而有力的传承;乾嘉时代的学者那样热衷于古籍的考据和校勘,恐怕也是受这种观点的影响。

梅文鼎对中西历算学的基本态度,以及他在历算学上的造诣和成就,促成了西算研究的盛行,和中国古算的发掘和复兴,这两者构成了中算史最近时期的主要内容,可以说是他的《西方历算学源出中国说》的正面影响。《畴人传》就推崇他说:“自(梅)徵君以来,通数学者,后先辈出,而师师相传,要皆本於梅氏,钱大昕(清代大儒,官至少詹事)目为国朝第一,夫何愧焉。”不过,由于翻译西学只是西洋教士的一种传教手段,再加上西学主流(如哥白尼、伽利略的学说)也深受教会成见摧残,更要命的是清代数学家多半不肯学习外文(连翻译大家李善兰也不例外),难怪向西方学了二百多年,就只学到了“船坚炮利”。《四库全书目提要》就有“欧罗巴人自秘其学的,立说复多深隐不可解”之叹,足见当时士人并未能够掌握科技发展的正确途径。

梅文鼎同时代的西方世界里,英国人牛顿(1642-1727年)在物理学上,继承伽利略的学说,发现动力学定律及引力定律,并发现微积分学以阐扬运动的奥秘。牛顿的研究成果,不但汇聚了西方前贤数学理论大成,而且也替十八世纪的物理学、天文学和数学创设了很多工具,打开了无数的法门。德国人莱布尼慈(1646-1716年)也从几何切线的角度发明微积分学。而日本人关孝和(1642-1708年),因得宋金元算学的读益,根据天元术推演出行列式的雏形,接着再由莱布尼兹改良定名而传于世。

因此,近代世界科技史推崇的三大科技巨擘是牛顿、关孝和、梅文鼎。

节选自《历代梅氏名人传略》