第41章 勾股
傅顿和陆澈好一顿讲说自己编制算之六爻那套心得,陆澈只好也跟着学了一些,不过毕竟他有御市令职责在身,所以有事没事就要去街市上巡逻一番。
说起这一日,陆澈在街市上多走了几个街道,看着几处房屋铺面,看到那些屋顶街砖,想起傅顿说的那些运算之类的,突然心生一问,于是回到了傅顿旁边的摊位。
“傅老弟,前日你所说之勾股算律,实属神妙,不过老哥观街市砖屋等物,以其尺寸稍算之,即有疑。”陆澈问道:“似最简之勾股均为一,其弦按开方之法算之,此数颇怪,似乎无穷无尽且无规也。”
傅顿回答说:“老哥果然已遇勾股之本,勾股之律,为数形相合之锁钥。”
陆澈一惊:“等等!数形相合?数是数,形是形,各有其规,何来相合?”
傅顿说:“老哥且容细说之。”
“数者,计量所用,其有运算之律;形者,或方或圆或角,视之尚可,算则不易下手,往往取其性化数而量,如多选其边,以算其面幂等,遂使小弟思之,莫非数者用于形,仅有各边之量如面幂之算?幸有勾股一章,揭厚毡以窥,知数形可合。”
“再思数者,可用算筹以度之,长者为大,短者为小,反向为负。”
“再观形者,可用工尺以绘,边之连接,角之展大,皆为形之变。”
“而数形相合,即为数之运算可演形之定或变,似勾股之平方再和,得其弦也,反之若甲乙丙三数,丙之平方为甲乙平方之和,则丙必为圭[1]之勾股。”
“自此,数形环扣,数之运算律、形之演变,以一平方和式勾连紧密,便似那玉门关口,西域中原风情不同,而经玉门可通。”
“因二者如此相合,数之运算之律,可有形之所映,如勾股为一,则弦为二之开方;而勾股为一二,则弦为五之开方。以此法绘圭并量其勾股,再量弦之长,即可知弦之开方数。”
“又如圭之常见例,有双腰相等之圭,三边相等之圭,其形特,其律明;寻常之圭甚至四边七边乃至更多之边形,皆可条块分拆,而成多圭,并寻机用勾股之律探其特性也,此为勾股于形之大用。”
说到这,傅顿拿起一把豆说:“反之,勾股于数之大用,可先观此豆。寻常所见之数,如豆、石块、草木,均为一二三四累加之数,扩如方田之学,有子母相除之分数。然勾股所算之数,已开寻常难见之天地。”
“再观寻常所见累加之数,若以倍数为子,一为母,可统为分数之相;若母非一,子非倍,则可得无穷之微小数,其中有循环之理也,故可称有理之数。”
“然勾股之律,所算诸多数,非为累加之数,亦非有理之数,开方试之,竟难见循环之理,故可称无理之数也,且以傅某观,并以分数长微以验可知:两有理之数间,定有无穷无理之数,两无理之数间,亦有无穷有理之数。”
“故而勾股之律,非仅圭之勾股弦及图之分拆所用,亦可开数之新城,数形相合之力,可见一斑。”
陆澈听到此处,觉得比以前更明白了一些,不过还是回到了一开始的疑问:“那如傅兄弟所言,弦按开方之法算得之怪数,即为无理之数?此等数如何尽得之?”
傅顿回答说:“既为无理之数,尽得已无可能。此等皆为无穷之长微数也,且其中纵有局部连等,也终难成循环之理。”
“若要尽得此数,可用算经中所含之开方法算之,不过此法虽妙,终有运算冗长之感,亦可用二分之法切之而出。”
“二分之法?此为何物?”陆澈疑惑的问。
“此法可用开方,亦可开立方之算,如开五之平方,先预知五之开平方数,必在五之下,或在三之下亦可,并在一之上。”
“然后可定一、三为哨,取中所得之数平方与五论大小,若小则取中之数挪为下哨,若大则挪为上哨,如此循环,所得之数极近,即为五之开平方数也。”
陆澈想了一会说:“咦?此法较之算经所言之开平方,更为妙也?此法安出?”
傅顿说:“此之谓,数形相合也,勾股之圭,两边正垂,可令此二边遨游天地至无穷之长以表无穷之数,后以诸数绘于一边之上,分列大小,再用运算之规所得果数,量与因变之量定于面中,可得因变之图[2]。”
“细观因变之图,即有其势,如平方之因变,势必不如立方之因变迅猛也,此即为各因变之图之性,可观此图知开平方上下哨之法,得开平方之数也。”
“且因变之图,非限于开平方立方,观各图势,以数先量之,辅以运算之律推之,又有算其面幂等诸多运算之律,奥妙翻涌一时难以穷尽。”
说到此时,陆澈已经连开了两次水囊:“且住,且住,让老哥先缓缓,这般奥妙一时难以尽收,傅兄弟你这属实有点突寻常之规了。”
二人论说此事,不觉已至下午,陆澈想起今日当为御市令述职之日,于是收拾齐整,前往少府处。
李少府听完陆澈的述职,对陆澈这些时日安稳街市之功很是赞赏,然后又说近日石洋河要重修河道,需精熟商功、方田、少广、勾股之法者,正准备发试令召百人,先试再辟[3],择三十优者而任,问陆澈日常巡逻街市,所见之人甚多,可有推荐。
陆澈一听此言,说少府您这事说的可真赶巧了,就我那摊位旁边,卖豆的那傅顿小兄弟,对这些甚是精熟。
李少府一听,说:“你旁边卖豆的那小兄弟?好像我见过,看着年约十五六,竟有如此之能?”
陆澈说:“应该差不了,等我回头和他说下,来参加您这试测,到时候您就知道了。”
于是李少府拿过一面试令木牌,说既然如此,把这个交给那卖豆小哥,五日后辰时,以此令为凭,来少府官署参加评试就是了。
[1]圭:指三角形。
[2]因变之图:函数图像。
[3]辟:三公以下召用人才称辟。