王贞仪(1768—1797年),安徽泗州人,幼年时就喜欢读科学著作。她的父亲精通医学,治学严谨,给了她很大影响。王贞仪精通天文、历算、医术,对天文学钻研尤深。她常常夜观天象,多次实验以证实月望、日食的成因。在短短的29年的生涯中,她写出了几十卷包括天文学在内的科学著作,收在《德风亭初集》中。
此外,龚士燕和潘柽樟在天文历法方面取得的成就也是不应忽视的。龚士燕,字武任,江苏武进人。他年少时即通算术,长成以后,发明蔡氏《律吕新书》,推演黄钟圜径、开方密率诸法,对于郭守敬《授时术》尤有研究。例如求冬至时刻,上推百年加一算,以为岁周365日24刻25分之内,满百年消长一分。与《春秋》日食37事核对,多相符合。又如推晦、朔、弦、望,以太阳之盈与太阴之迟,以太阴之疾与太阳之缩皆相并,为同名相从;以太阳之盈与太阴之疾,以太阴之迟与太阳之缩皆相减,为异名相消;于是得盈缩迟疾化为加减时刻之差。以此加减朔望之大、小余分,得定朔弦望等时刻。龚士燕在观象台工作多年,根据观测的情况,对古法多所改进。著有《象纬考》1卷,《历言大略》1卷,《天体论》1卷。潘柽樟,字力田,和王锡阐同乡,二人经常在一起讨论算法。他著有《辛丑历辨》等书,强调“闰法论平气而不当论定气”,“闰前之月中气在晦,闰后之月中气在朔”[5],对24节气的制定很有益处。
二、数学
在西方天文学知识传入中国的同时,西方数学也以传教士为媒介传入中国,并在一些知识分子中产生了影响。明末翰林院庶吉士徐光启和传教士意大利人利玛窦过从甚密,徐光启痛感当时中国科学技术停滞落后,决心把所学到的西方自然科学知识介绍到中国,便开始和利玛窦合作,翻译了欧几里德的《几何原本》前6卷,刻印出版。这是中国历史上第一部翻译出版的西洋数学书。此外,徐光启还和利玛窦合译了《测量法义》、《测量异同》等应用几何学著作,开始了中国数学发展史上的新阶段。
清前期康熙皇帝热心于自然科学,聘请传教士白晋、张诚、徐日升等入宫讲授几何、代数等科学知识,从而推动了数学的发展。于是,一批著名的数学家相继涌现。
清代算筹
梅文鼎(1633—1721年),字定九,号勿庵,安徽宣城人。他毕生致力于数学和历学研究,为学兼采中西。他对刚刚传到中国的西方数学做了大量的整理、疏解和阐述工作,“往往以平易之语,解极难之法,浅近之言,达至深之理”[6]。他著的《平三角举要》一书,系统地阐述了三角形的定义、定理,三角形的解法以及在测量中的应用;《弧三角举要》、《环中忝尺》等书,对球面三角形作了详细阐发,并创造了球面三角形的图解法。他用勾股定理证明了《几何原本》中的许多命题,认为“几何不言勾股,而其理莫能解。故其最难通者,以勾股释之则明。”[7]在《几何补编》一书中,他提出了当时尚未从欧洲传来的各种等面体体积的计算方法和原理,找到了“理分中未线”(即黄金分割线)在量各种多面体体积中的用途。
梅文鼎的数学研究受到了康熙皇帝的重视。康熙皇帝南巡时,曾阅读梅文鼎的著作,并大加赞赏。康熙皇帝再次南巡时,曾接见梅文鼎,和他谈了三天的数学。康熙皇帝后来对一个大臣说:“历象算法,朕最留心,此学今鲜知者,如文鼎真仅见也。其人亦雅士,惜乎老矣。”[8]梅文鼎著述很多,其中算学书26种,历学书62种,总计88种,汇编为《勿庵历算全书》。梅文鼎的数学研究为康熙末年编纂《数理精蕴》一书奠定了基础。