»  科學家  2009-10-19 張蒼〈刪補九章算術〉

 

張蒼(Zhang Cang,中國人,約西元前250~100年)
張蒼生於中國戰國時代末期河南省陽武人(今日的原陽縣)。秦朝時為禦史(禦史原是君主近臣,本來從事記事的職務,戰國時成為君主的親信,用以監察百官,逐漸變成糾彈官員的風憲官),後因犯法逃亡。劉邦(Liu Bang 圖1 )起義時,跟隨劉邦南征北討,屢建戰功。劉邦稱帝(西元前202年)時被任命為常山(今河北省元氏縣西北)太守(古代官名,一郡(比縣大)之長,亦作知府),西元前201年又被晉升為北平侯(古代封給貴族或功臣名位,分公、侯、伯、子、男五等),食邑1200戶,再升為計相(相:官名,百官之首)。西元前187年,呂后登基,西元前180年,呂后崩,周勃及陳平盡殺諸呂,文帝即位,蒼升為御史大夫(大夫:
古代官名,位於卿之下,士之上;御史大夫是副丞相,因為他是禦史的領袖並兼掌監察任務),文帝四年(西元前176年),晉升為丞相(官名,秦朝置丞相,尊稱相國,助理天子理萬機,漢朝先置相國,後稱為丞相)。西元前165年,魯人公孫臣上書文帝,言:漢朝屬於「土德」,應崇尚黃色,並更改年號,此理論與蒼所推算漢朝屬「水德」,崇尚黑色不同。就在爭辯中,有人發現黃龍顯瑞於甘肅,於是文帝深信漢應屬土德,西元前163年,文帝召公孫臣為博士(秦置博士,掌通古今,漢武帝置五經博士,自此以後至清,均置國子博士、太常博士等官),改革成土德的曆制,更改元年。第二年(西元前162年),蒼稱病罷官,漢景帝五年(西元前152年)逝世。
 

張蒼一生擔任過秦朝的圖書典籍主管,博覽秦朝以前的科學書籍,漢朝以後,又擔任計相,掌管需要複雜計算的天文曆法與水利工程,他精通計算是很自然的。在科學上及數學上,他的貢獻有二:

一、著作五德曆譜十八編
  中國自古以來即認為宇宙乃是由五種元素「金、木、水、火、土」所組成,稱之為五行。宇宙以這五種元素交流,人以五臟系統化生五色,配合五方,相生相剋,迴圈不已(圖2)。
     它們之間的相生、相克及關係如下:
1. 相生:金生水,水生木,木生火、火生土、土生金。
2. 相克:金克木,木克土,土克水,水克火,火克金。
3. 五臟與五行關係:肺屬金,腎屬水,肝屬木,心屬火,脾屬土。
4. 五色與五行關係:木主化生青色,火主化生赤色,土主化生黃色,金主化生白色,水主化生黑色。
5. 五方與五行關係:東方甲乙木,南方丙丁火,中央戊己土,西方庚辛金,北方壬癸水。
這種五行的關念,在以中國為主的東方,可說深入人心,而且應用到各方面的解釋,舉凡天文、地理、人事、萬物,都可用五行相生相剋的原理來解釋,甚至醫學上的道理及朝代興衰也不離五行的應用。舉例說:目前我們俗稱商品、物質為「東西」,為什麼叫東西,而不叫「南北」。相傳宋朝著名大學問家--朱熹,有一天在一條小巷,偶遇其精通天文地理的好友,朱熹笑問:「你提竹籃到哪裡去呀?」,好友回答說:「我呀,上街去買東西。」朱熹聽了有些摸不著邊,想不出他究竟在說什麼?於是再問說:「買東西,為什麼不買南北。」,好友笑道:「虧你還是一位名滿天下的大學問家,請問金、木、水、火、土中,南屬火,北屬水,它們能放在竹籃裡嗎?我只不過買些木頭作的材料和五金罷了!」,後來這個有趣小故事,就這樣在民間流傳,天長日久,「東西」逐漸被作為商品、物質的代名詞。


  

五行學說肇始於殷末周初,西周末年幽王時,進一步認為金、木、水、火、土五行是原始不可分的物質(此理論與希臘聖賢見解相似),它們互相結合就能產生各種各樣的東西,五行學說至此已成形。五行學說的壯大,是起因於戰國時代的人歷經百年戰亂,對時局絕望而淪入宿命式的期待,他們渴望盛世的來臨,並且希望瞭解世局的演變,因此發展出一套能預知世局演變的五行終始說。五行終始說是以五德為基礎,所謂五德是講究五行的勢力,五德輪流支配這個世界,當某一德輪值時,就由代表該德的朝代興起而統治天下,如何證明某人某朝可以代表那個德?那就要看當時出現怎麼樣的祥瑞?
司馬遷(Sima Qian圖3)於史記說:「漢相張蒼曆譜五德,上大夫董仲舒(Dong Zhong Shu)推〈春秋〉義,頗著文焉。」(漢書 藝文志)亦曾說:張蒼著有關言陰陽曆律十八篇。司馬貞索隱曰:「張蒼著(終始五德傳)也」,從書名和司馬遷史記及班固漢書的說法,這是一本以五行的五德理論為基礎,來論朝代興衰的曆法。


 

綜觀張蒼一生,因為擔任漢朝計相,需制定律曆,他推算漢為水德,需崇尚黑色,著述此方面書籍,可說是五德理論的權威,但也因為五德的曆制遭受到公孫臣的攻擊,認為漢屬土,應崇尚黃色而罷官。
 

二、刪補<九章算術>
<九章算術>是中國<算經十書>中內容最豐富和最重要的一部書,它幾乎集中過去和當時的全部數學知識,因為將全書246道問題分為九章(即:一、方田;二、粟米;三、衰分;四、少廣;五、商功;六、均輸;七、不足;八、方程;九、勾股),所以叫作<九章算術>。這書不是出自某一個人所寫,它是經過歷代各家的修訂和增補,才逐漸成為定本。<九章>
 

圖4:劉徽與九章算術注
劉徽,中國魏晉傑出數學家,幼年學習九章算術,成年後又繼續鑽研,在魏景元四年(西元263年)注(九章算術),並撰(重差)作為(九章算術)注第十卷。唐初以後,以(海島算經)為名單行。
 

 

 

雖然不能確定什麼時候開始編寫,但無疑地,經過張蒼和耿壽昌的刪補,及劉徽的注釋,已完成定本。
劉徽(圖4)在<九章算術注序>說:「按周公制禮而有九數,九數之流,則九章是俟。往者暴秦焚書,經數散壞。自時厥後,漢北平侯張蒼,大司農中丞耿壽昌皆以善算名世。蒼等因舊文遺殘,各稱補刪。」
因此<九章算術>在暴秦焚書時(西元前213年)之前,至少已開始流傳,但經秦始皇的焚書而散壞,之後,張蒼和耿壽昌把散壞的本子加以整理和刪補,最後由劉徽在西元263年作注,才完成現今流傳的版本。
 

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