在中国的东南方向有一处历史名郡,是华夏文明的发祥地之一,曾孕育出数不清的文人志士,它就是杭州。这里自古景色优美,是举世闻名的富庶之乡,“烟柳画桥,风帘翠幕,参差十万人家”。手工业、商业的繁荣推动了数字及算术的发展,晚唐及北宋时期,人们就掌握了简化计算的方法,但是遇到位数较多的数时,计算过程依然很繁杂。南宋时期的数学家杨辉不遗余力地改进了计算术及计算口诀,算盘也应运而生。
杨辉是中国古代享有盛誉的人物,以在数学领域的杰出贡献而闻名。他的著作分类精细、丰富易懂,涉及的范围之广超越了同时代的所有人。杨辉对一些几何命题进行了严格的证明,这与公元前300年古希腊数学家欧几里得的几何体系惊人相似。要知道,直至17世纪初,在利玛窦和徐光启的合作下,欧几里得的《几何原本》才第一次被翻译成中文。
少年时代的杨辉不仅聪明,而且喜欢读书、思考,当时可读的书籍并不多,他便四处搜集古书及零碎的题目,带回家仔细研究。一天,朋友对杨辉说:“我听说城北郊外有一位精通数学的老人,珍藏着《九章算术》《海岛算经》《周髀算经》等古典名著,不过老人性格乖张,不肯将藏书轻易示人……”话音未落,杨辉已经兴奋地拉着他跑向郊外。
说明来意后,老人抬头望着大口喘着粗气的杨辉,轻声地说:“你还是回家读书,考取功名吧,学算(数)学没什么用处!”
杨辉闻听此言,顿时急得满脸通红,低声苦苦哀求。老人拗不过他,捋一捋胡须后说:“我收学生是有条件的,必须通过入学考试才行。”杨辉坚定地点了点头。老人接着说:“听好了!1立方寸的宝玉重7两[1],1立方寸的石头重6两,将玉、石混合成棱长为3寸的正方体,重11斤。请你告诉我:立方体中玉、石各重多少?”
言毕,老人就侧卧在藤椅上闭目养神,心想:“如果几个时辰后他还是算不出来,就会知难而退了。”杨辉沉思了一会儿,便蹲在地上用树枝演算起来。很快,他恭敬地对老人说:“先生,我算出来了,玉重6斤2两,石重4斤14两。”
石块体积为:(33×7-11×16)÷(7-6)=13立方寸
宝玉体积为:33-13=14立方寸
石块质量为:13×6=78两=4斤14两
宝玉质量为:14×7=98两=6斤2两
杨辉的思路
听到答案后,老人从椅子上“弹射”而起,他仔细检查了杨辉的演算过程后,上前紧紧拉住杨辉的手说:“孩子,你是一个不可多得的数学奇才啊!好好努力,将来必成大器!”后来,在老人的悉心指导下,杨辉熟读了多部古典数学书籍,为今后著书立说奠定了坚实的基础。