中外科学家发明家丛书:李善兰-第2章
按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
李善兰的《四元解》，则是以自己的见解解四元方程组，对了解朱世杰
原意帮助不大。
1848年，李善兰撰著《麟德术解》，解释唐李淳风（602—670）“麟德
历”中的二次差内插法。
李淳风，岐州雍县 （今陕西风翔）人。撰麟德历，于公元665年行用。
麟德历引进了刘焯 （544—610）的二次差内插法推算太阳和月亮的不均
匀运动。
刘焯的二次差内插法全称是等间距二次差内插法，它的算式可以概括为
t （ △
… Page 10…
广泛的交往。
五、翻译西方科学著作
1852年夏，李善兰到上海墨海书馆，将自己的数学著作给来华的外国传
教士展阅，受到伟烈亚力等人的赞赏，从此开始了他与外国人合作翻译西方
科学著作的生涯。
伟烈亚力祖籍苏格兰，1791年其父移居伦敦。他先后在苏格兰和伦敦上
学，中学毕业后跟随一家具匠为学徒。他很早就对中国深感兴趣，借助于一
本拉丁文的 《汉语知识》和一部汉译《新约》，他无师自通，掌握了汉语的
大概。1846年，英国伦敦会在华传教士理雅各返英为本会在华出版机构物色
人选，伟烈亚力毛遂自荐。理雅各对他的天才十分惊叹，立即接收他入会。
经过半年印刷业务进修之后，随即被派往中国。1847年8月26日来华后，
在上海主持伦敦会墨海书馆的出版事务。
受明末清初来华耶稣会士的影响，伟烈亚力认为宣传科学有利于传播基
督教。他以利玛窦 （1552—1610）等人为榜样，准备翻译科学著作吸引中国
知识分子。为此，在主持馆务之余，他广泛研读中国典籍，开始学习中国传
统的天文数学。他说：
“余自西土远来中国，以传耶稣之道为本，余则兼习艺能。”
1849年，墨海聘王韬译书。现在李善兰又应邀进馆。
李善兰与伟烈亚力翻译的第一部书，是欧几里得《几何原本》后9卷。
徐光启和利玛窦于1607年翻译出版了《几何原本》的前6卷，为初等几
何学部分。后9卷是关于数的理论、不尽根的几何解法、立体几何学等，一
直未能翻译，所以，李善兰说：“续徐、利二公未完之业”。于1857年翻译
出版了《几何原本》后9卷。
在翻译《几何原本》的同时，李善兰又与艾约瑟（1823—1905）合译了
《重学》 20卷。
《重学》即《初等力学》，英国胡威力原著。李善兰同艾约瑟合译的《重
学》是中国近代科学史上第一部包括运动学和动力学、刚体力学和流体力学
在内的力学译著，也是当时最重要、影响最大的物理学译著。其中关于牛顿
（1642—1727）运动三定律，用动量的概念讨论物体的碰撞、功能原理等，
都是首次在中国得以介绍。
其后，还与伟烈亚力合译了：
第一：英国赫歇尔（1738—1822）原著《谈天》，即《天文学纲要》18
卷，内容包括哥白尼（1473—1543）日心地动学说，开普勒（1571—1630）
行星椭圆运动定律和牛顿万有引力定律等，它使中国天文学界耳目为之一
新，近代天文知识开始在中国广为传播，中国近代天文事业从此得到发展。
第二：英国德摩根原著《代数学》13卷。
第三：美国卢米斯原著《代微积拾级》，即《解析几何与微积分初步》 18
卷。
李善兰还与韦廉臣合译了英国林德利原著《植物学》，即《植物学基础》
8卷，是我国最早介绍西方近代植物学的译著，内容包括只有在显微镜下才
能看到的植物内部组织构造，在实验和观察的基础上所建立的有关植物体各
器官组织的生理功能的理论，以植物体本身形态构造特点为依据的科学的植
… Page 11…
物分类方法等。
以上几种书均于 1857—1859年由上海墨海书馆刊行。
此外，他还与伟烈亚力、傅兰雅（1839—1928）合译过《奈端数理》，
即牛顿《自然哲学的数学原理》，可惜没有译完，未能刊行。
傅兰雅是英国人，出生于贫穷的牧师之家，从小向往中国。1861年自伦
敦海格伯里师范学院毕业后，接受英国圣公会的派遣，到该会所属的香港圣
保罗书院任校长。两年后，北上京师任同文馆英文教习。又两年，转任上海
英华学塾校长。在港、京、沪等地，他很快掌握了当地的方言，不久，即以
其出色的汉语能力小有声名。傅兰雅虽受教会派遣，但对传教兴趣不大，因
而与圣公会发生了矛盾。1868年5月，他辞去英华学塾之职，脱离教会，就
上海制造局聘任，从事西方科技著作的翻译工作，转而为清政府效力。6月，
制造局专设一翻译馆，进行了大量的翻译工作。
李善兰在翻译过程中，大量的近代科学名词，其中文译名都没有先例可
供参考。本着对后人负责的精神，李善兰仔细琢磨，反复斟酌，十分贴切地
创译了一大批科学名词，如代数学中的代数、函数、常数、变数、系数、已
知数、未知数、方程式、单项式、多项式等，解析几何学中的原点、轴、圆
锥曲线、抛物线、双曲线、渐近线、切线、法线、摆线、蚌线，螺线等，微
积分中的无穷、极限、曲率、歧点、微分、积分等；天文学中的历元、方位、
视差、自行、摄动、光行差、月行差、月角差、二均差、蒙气差、星等、变
星、双星、三合星、本轮、均轮等；力学中的分力、合力、质点、刚体等；
植物学中的植物、细胞、菊科、豆科、蔷薇科、杨柳科、芭蕉科等。一百多
年过去了，这些科学名词不仅在我国流传下来，还飘洋过海，东渡日本等国，
沿用至今未改。
李善兰在19世纪50年代中对西方近代科学中数学、物理、天文、生物
等学科的翻译工作，加上70年代初徐寿（1818—1884）对化学，华蘅芳（1833
—1902）对地学的翻译工作，20年间，近代科学各大门类的先进知识都介绍
进了中国，这为中国近代科学的发展奠定了坚实的理论基础，具有不可磨灭
的历史意义。
在译书的同时，李善兰还帮助伟烈亚力研究中国天文算学，并把中国天
文数学的成就介绍到西方。
六、垛积术
1858年12月，徐有壬任江苏巡抚。
1860年，徐有壬邀请李善兰作其幕宾。
4月13日，太平天国忠王李秀成部攻克苏州，徐有壬被杀。太平军占领
苏州后，李善兰留在苏州的行箧，包括各种著作手稿，散失以尽。从此他“绝
意时事”，避乱上海，埋头从事数学研究，重新著书立说。
徐有壬的代表作是《割圆八线缀术》4卷。自杜德美（1668—1720）将
π、sina、versa的展开式传入中国之后，许多数学家以不同方式进行了深
入的研究并获得了大量结果。其中有些结果彼此相同，从八线互求的角度来
看杜德美弧求弦矢之后，明安图 （1692？—1763？）首先给出弦矢求弧式，
项名达首先给出弦求割矢式，李善兰首先给出弧求割线及其反求式。即：
第一：已知 a，求 seca
… Page 12…
第二：已知seca求a
在此基础上，徐有壬给出其余9式。
李善兰在上海期间，与数学家吴嘉善、刘彝程等人都有过学术上的交往。
1861年秋，洋务派首领、两江总督曾国藩（1811—1872）在安徽筹建安
庆军械所，并邀著名化学家徐寿、数学家华衡芳入幕。李善兰也于1862年被
聘为幕僚，并兼管书局的工作。他一到安庆，就拿出印行了没有多少册而在
战火中毁版的《几何原本》等数学书籍请求曾国藩重印刊行，并推荐张文虎
等人入幕。他们同住一处，经常进行学术讨论，积极参与洋务新政中有关科
学技术方面的活动。
1864年7月 19日，曾国藩攻陷太平天国首都天京（今南京），李善兰
等也跟着到了南京。他再次向曾国藩提出刻印他所译所著的数学书籍，得到
曾国藩的支持和资助，于是有金陵刊本《几何原本》 15卷和1867年金陵刊
本 《则古昔斋算学》24卷问世。
1867年刊行的《则古昔斋算学》收录李善兰20多年来的各种天算著作，
计有：
《方圆阐幽》1卷（1845）
《弧矢启秘》2卷（1845）
《对数探源》2卷（1845）
《垛积比类》4卷
《四元解》4卷（1845）
《麟德术解》 3卷（1848）
《椭圆正术解》2卷
《椭圆新术》1卷
《椭圆拾遗》3卷
《火器真诀》1卷（1858年）
《对数尖锥变法释》1卷
《级数回求》1卷
《天算式问》1卷。
其中，《垛积比类》一书，是李善兰的另一杰出数学成就——垛积术。
在中国数学史上，北宋沈括 （1031—1095）首创隙积术开垛积研究之先
河。
隙积术是一种求解垛积问题的方法，属于高阶等差级数求和的问题。沈
括具体涉及到的有累棋、层坛和积罂等问题，他得出了正确的求解公式：
垛积体数目式体积
h h
V隙 = b ＇ （2b＋d） a＋ （2d＋b ）c＇ ＋ b （c … a）
其中a和c分别为垛积体上、下宽度，b和d分别为垛积体上、下长度，h
为垛积体的高度。
元朱世杰《算学启蒙》（1299）、《四元玉鉴》（1303）中的垛积问题，
分“落一”、“岚峰”两大类，其垛积公式分别为
n r
… Page 13…
n r
… Page 14…
和
n m
… Page 15…
这是他的第三项重要数学成就，是中国素数论上最早的一篇论文。所谓数根，
就是素数。考数根法，就是判断一个自然数是否为素数的方法。
李善兰说：
“任取一数，欲辨是数根否，古无法焉，”他“精思既久，待考之法四”，
即：
第一：屡乘求一法，
第二：天元求一法，
第三：小数回环法，
第四：准根分级法，
d
用以对已给的数N，找出最小的指数d，使a…1能被N整除，这里a是
与N互素的任何自然数。
李善兰证明了著名的费马素数定理（1640），并且指出它的逆定理不真。
d
亦即，若a…1能被 N整除，而 N是素数，则N…1能被d整除；但d能除尽
N…1，未必N一定是素数。
李善兰还进一步指出，若N非素数而d也能整除N…1，则N的因整必具
K＋1的形式，内p为能除尽d的数，k为自然数。只有任何具有k＋1形式
p p
的数都又能除尽N时，N才肯定是素数。
八、其它数学著作
李善兰在他所著的《椭圆正术解》中解释了徐有壬《椭圆正术》中行星
椭圆轨道运行问题的比例算法和对数算法。
李善兰还在《椭圆新术》中首次在我国用无穷级数法求解开普勒方程。
李善兰的《火器真诀》则提出别具一格的图解法，以量代算，是我国第
一部精密科学意义上的弹道学著作。
∞
《级数回求》是通过几个特殊的幂级数y =
… Page 16…
（1727—1804）研究中国古代历法的《三统术衍》和介绍哥白尼学说的《地
球图说》等。
阮元主编，李锐、周治平参与编纂的《畴人传》，是一部著名的述评天
文、数学家活动的传记集。全书46卷，269篇，列叙中国上起三皇五帝时代，
下迄嘉庆初年去世的天文历法家、数学家275人，西洋天文学家、数学家和
来华传教士41人。传记一般是在姓名、字号，籍贯、科举出身和主要官职之
后以主要篇幅介绍传主有关天文学、数学的“议论行事”。有天文、数学著
作的，不论存佚，都列出名目，并录其序言，凡例，记其摘要。书中搜集整
理了丰富的天文数学史料。各篇传记之后，多有阮元撰写的“论”，对人物
的思想和工作进行评论，或对学术的源流沿革进行分析。
阮元在《畴人传》中有其进步意义的一面，但是又在书中宣扬“西学东
源说”，表现出狭隘性和历史的局限。他在书中介绍哥白尼学说后，还做有
贬低性的评论。
李善兰在《谈天》序中，大力表彰哥白尼、开普勒、牛顿等人不断探索
真理，“苟求其故”的科学态度，勇于批判阮元对哥白尼学说的攻击和钱大
昕对开普勒定律的实用主义观点，说阮元、钱大昕“未尝精心考察，而拘牵
经义，妄生议论，甚无谓也。”
李善兰在《星命论》中，揭露“术士专以五行之生克判人一生之休咎”
的荒诞无稽，他的议论非常透彻，发人深省。
十、小学略通术数，大隐不在山林
1874年，李善兰升为户部主事，加六品卿员外衔。
1876年升员外郎（五品卿衔），但他依然孜孜不倦地从事同文馆教学工
作，并埋头进行学术著述。
1877年演算《代数难题》。
1879年，李善兰又加四品卿衔。
1882年授三品卿衔户部正郎、广东司行走，总理各国事务衙门章京。一
时间，京师各“名公巨卿，皆折节与之交，声誉益噪”，但他“犹手著《级
数勾股》二卷，老而勤学如此。”
李善兰生性落拓，跌宕不羁，潜心科学，淡于利禄。曾国藩等赏识他，
“屡欲列之荐牍，皆力辞。”
晚年他虽官居内阁高位，但从来没有离开过同文馆教学岗位，也没有中
断过科学研究工作。他自署对联“小学略通术数，大隐不在山林”张贴门上，
表明他仍然以在野的隐士自居，而不与贪官污吏者同流合污。
十一、李善兰与华蘅芳
1882年12月9日，李善兰卒于北京，享年72岁。
李善兰早年在家乡娶妻许氏，无子；晚年在北京纳妾米氏，仍未得子；
乃过继外甥崔敬昌为嗣。敬昌字吟梅，曾任江海关文牍。
李善兰的一生以1852年为界，1852年以前，李善兰创立了尖锥术，在
他的尖锥术的基础上，解析几何思想和微积分方法的萌芽，�
