- 中国代数故事(少年读经典·第二辑)
- 许莼舫
- 1066字
- 2023-07-07 16:13:36
正负数的计算,最早见于《九章算术》的方程章第三题中,这里面只举出正负数的加减而没有提到乘除。《九章算术》所载的“正负术”,只有三十七个字,不大容易看得懂。现在先把它照抄下来,再逐句加以解释。
同名相除,异名相益,正无入负之,负无入正之。其异名相除,同名相益,正无入正之,负无入负之。
细考术文的意义,前面一半显然是正负数的减法。“同名相除”就是“求同号二数的差,应该把绝对值相减”,所得结果的号遇顺减时仍取原号,逆减时就反号,这在原文里没有明白指出。“异名相益”就是“求异号二数的差,应该把绝对值相加”,所得结果的号和被减数相同,这在刘微注里有说明。“正无入负之”就是“被减数是0,减数是正,那么差是负”。“负无入正之”就是“被减数是0,减数是负,那么差是正”。
术文的后半段是正负数的加法。“异名相除”的意义是“求异号二数的和,把绝对值相减”,用绝对值大者的号。“同名相益”是“求同号二数的和,把绝对值相加”,仍用原号。“正无入正之,负无入负之”是“被加数为0,加数为正时和也是正,加数为负时和也是负”。
从上面的解释看来,古时正负数的计算,和现今代数里的方法没有什么两样。
东汉末年,刘洪在《干象历》(178年)的计算中也应用了正负数。刘洪虽较刘徽略早,但是已在《九章算术》成书之后,他的算法可能是以《九章算术》为根据的。刘洪所用的正负数计算法则是:
强正弱负,强弱相并,同名相从,异名相消;其相减也,同名相消,异名相从,无对互之。
这里所谓“强”应该是指“多一些”的数,就是正数;“弱”是指“欠一些”的数,就是负数。又“相从”就是相加,“相消”就是相减,“无对互之”就是“正无入负之,负无入正之”。可见刘洪的法则只是先提加法,后提减法,其余和《九章算术》一样。
在元代朱世杰的《算学启蒙》(1299年)开首的“总括”中,载“明正负术”八句,和《九章算术》的术文相仿,只是把“益”字改成“加”字,“除”字改成“减”字,更容易明白一些。《算学启蒙》总括的“明乘除段”中,又有“同名相乘为正,异名相乘为负”二句,这是古书中正负数乘算法则的最早记录。关于正负数除法,朱世杰书中仍然没有把法则明白写出,但是在计算中会经用到。例如在该书最后一门“开方释锁”的第十二题中有(+3)÷(+4)=+0.75;第十六题中有(-8)÷(+8)=-1。由于正负数的计算是因解方程上的需要而产生的,而解方程时很少用到除法(遇到以某数除方程的一边时,常换作以这数乘方程的另一边,这和现今的去分母法类似),并且除法原是乘法的还原,计算的法则和乘法一样,古书里没有把这个法则明白记载,大概就是由于这个缘故。