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研究生: 阮錫琦
juan,shi-chi
論文名稱: 清代算學家徐有壬及其算學研究
指導教授: 洪萬生
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 數學系
Department of Mathematics
論文出版年: 2002
畢業學年度: 90
語文別: 中文
論文頁數: 157
中文關鍵詞: 清代算學家徐有壬算學研究
論文種類: 學術論文
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  • 自1723年康熙御製的《數理精蘊》出版後,讓清代的算學家能夠有系統地學習地西方所傳入的數學知識。在乾嘉時期,西方數學不能繼續輸入中國,古典考證學成為一時風氣,在以「興復古算、昌明中法」為職志的乾嘉學派所經營的學術環境下,中國傳統算學得獲得極大闡揚與重視。至於其手法,顯然是許多人透過西法來解釋中法,其西法的依據就是《數理精蘊》。透過乾嘉學派的輯佚、校勘與考証的工作,讓失傳五百年之久的古算典籍如《算經十書》、乃至宋金元四大家的傑出作品,得以重見天日。本論文的主角徐有壬(1800~1860)正好處於清中、晚期,乾嘉學派由盛到衰,西法派捲土重來的交替時期,因此,徐有壬及算學研究,可以說是我們洞悉清中晚期算學研究風貌的極佳切入點。
    徐有壬早年曾在天文台當天文生,接受西算的訓練,其算學研究工作深受《數理精蘊》的影響。又在乾嘉學派所經營的學術環境中,能夠博覽許多中國傳統數學書籍如《四元玉鑑》、《算學啟蒙》等。可徵之於他的自述:「余讀四元玉鑑究心於垛積招差之法,推之割圜諸術無所不通。」事實上,徐有壬自稱《造各表簡法》是在研究《四元玉鑑》的基礎上得出,他對垛積招差之法最有心得,並推廣至割圜諸術而無所不通。由此可見,徐有壬的八線對數展開式研究,完全是在中國古代數學基礎上,從割圓術方面所得到的成果。此外,徐氏在研究截球體積方面,也有其獨創性的心得。他是以梅文鼎和《數理精蘊》的理論為架構,透過巧妙的幾何模型並綜合運用出入相補和祖 原理,推導出簡單又嚴格的球體積公式,並求得有關球表面積、球帶、球冠和球外切圓柱側面積的關係。因此,「算學創新」與「昌明中法」原來並不矛盾。這也可說明:徐氏的算學著作真是「中學為體西學為用」,且兼具「獨能貫通西術,宣明古蘊」的長才。
    本論文將深入分析徐有壬的算學著作《務民義齋算學》七種本,《割圓八線綴數》四卷,也將探討徐有壬與同時期中算家之間互動、對話與啟發,以便瞭解探討其算學研究與學術環境的關聯,以及可能顯現的意義。此外,我也將藉由清代學者與現代數學史家對他的評價,來釐清徐有壬在清代算學研究的地位與價值。同時,也期待藉由研究徐有壬的算學著作,提供給數學教師的教學和學生的數學學習上,讓他們獲得更多的啟發和應用。

    第一章、 緒論 1.1、研究動機 1 1.2、研究回顧 3 1.3、研究取向 6 第二章、徐有壬所處的學術環境— 從1723年到1840年的時代背景 2.1、西學中源之說的盛行 9 2.2、《數理精蘊》的編纂 12 2.3、乾嘉學派及對算學的影響 14 2.3.1、乾嘉學派在算學上的貢獻與限制 15 2.3.2、算學研究逐漸專業化 18 2.4、「西法派」的捲土重來 19 2.4.1、西學再度傳入 19 2.4.2、「晚清八大家」 20 第三章、徐有壬的生平和成就 3.1、徐有壬的生平 23 3.1.1、出身 23 3.1.2、宦途 24 3.1.3、為政處事 27 3.1.4、交遊 29 3.1.4.1、中土墨緣 29 3.1.4.2、海外墨緣 32 3.2、主要著作 32 3.2.1、著作分類 33 3.2.2、《務民義齋算學》成書的年代 34 3.2.3、《務民義齋算學》章節提要 36 3.3、算學成就 38 第四章、《務民義齋算學》的內容與分析 4.1、《測圓密率》 45 4.1.1、《測圓密率》卷一 47 4.1.2、《測圓密率》卷二 55 4.1.3、《測圓密率》卷三 67 4.2、《割圜八線綴術》 68 4.2.1、《割圓八線綴術》卷一 69 4.2.2、《割圜八線綴術》卷二 72 4.2.3、《割圜八線綴術》卷三 82 4.2.4、《割圜八線綴術》卷四 85 4.3、《造各表簡法》(又稱垛積招差) 87 4.3.1、第一術 造正弦全表 90 4.3.2、第二術 造正矢全表 92 4.3.3、第三術 造正切全表 93 4.3.4、第四術 造八線對數全表 96 4.3.5、第五術 造對數全表 100 4.3.6、小結 101 4.4、《截球解義》 102 4.4.1、截球體積 102 4.4.2、截球表面積 112 4.4.3、小結 114 4.5、《橢圓求周術》 116 4.6、《弧三角拾遺》 118 4.6.1、西方傳入中國的球面三角形 118 4.6.2、內容分析 121 4.6.3、小結 123 第五章、結論 124 附錄: 129 參考資料 153

    一、史料
    1. 〈徐有壬〉,《大臣傳續編八》,收入周駿富輯,《清史稿列傳》卷四十三(台北:明文書局,1985年),頁24~26。
    2. 〈徐有壬〉,《忠義紀聞錄》卷八,收入周駿富輯,《清代傳記叢刊》,台北:明文書局,1985年。
    3. 〈徐有壬〉,《浙江忠義錄》,收入周駿富輯,《清代傳記叢刊》卷九,浙江采訪忠義局(台北:明文書局,1985年)頁061-693。
    4. 〈徐有壬〉,《清代七百名人傳》,收入周駿富輯《清代傳記叢刊》(台北:明文書局,1985年),頁952。
    5. 〈清.徐有壬傳包〉,編號3122-10,收藏於台北:故宮博物院圖書館。
    6. 〈清.徐有壬傳包〉,編號3122-11,收藏於台北:故宮博物院圖書館。
    7. 〈清.徐有壬傳包〉,編號3122-12,收藏於台北:故宮博物院圖書館。
    8. 〈清.徐有壬傳包〉,編號3122-5,收藏於台北:故宮博物院圖書館。
    9. 〈清.徐有壬傳包〉,編號3122-7,收藏於台北:故宮博物院圖書館。
    10. 〈清.徐有壬傳包〉,編號3122-8,收藏於台北:故宮博物院圖書館。
    11. 〈清.徐有壬傳包〉,編號3122-9,收藏於台北:故宮博物院圖書館。
    12. 〈項名達〉,收入〈清.羅士琳傳包〉,編號7887(1-16),收藏於台北:故宮博物院圖書館。
    13. 汪日禎,〈徐有壬〉,《烏程縣志》卷十八,〈人物〉七。
    14. 俞樾,《徐有壬祠記》見《續碑傳集》卷五十七,江楚編譯書局刊校本。
    15. 清.《數理精蘊》,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第三分冊,鄭州:河南教育出版社,1993年。
    16. 清.《數理精蘊》,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第三分冊,鄭州:河南教育出版社,1993年。
    17. 清.丁取忠,〈《割圓八線綴術》後序〉。收入靖玉樹編勘,《中國歷代算學集成》(濟南: 山東人民出版社,1994年),頁4273。
    18. 清.左潛,〈《割圓八線綴術》序〉。收入靖玉樹編勘,《中國歷代算學集成》(濟南: 山東人民出版社,1994年),頁4274。
    19. 清.吳嘉善,〈《割圓八線綴術》敘〉。收入靖玉樹編勘,《中國歷代算學集成》(濟南: 山東人民出版社,1994年),頁4273。
    20. 清.李善蘭,〈《則古昔齋算學》自序〉,同治丁卯(1667年)金陵刻本。
    21. 清.李善蘭,《弧矢啟秘》,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》》數學卷第五分冊,鄭州:河南教育出版社,1993年。
    22. 清.徐有壬,〈《造各表簡法》自序〉,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁5-669。
    23. 清.徐有壬,〈《續對數簡法》跋〉,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁5-721。
    24. 清.徐有壬《務民義齋算學》,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊,鄭州:河南教育出版社,1993年。
    25. 清.徐有壬撰,吳嘉善迷草、左潛補草、黃宗憲校閱,《割圓八線綴術》,收入靖玉樹編勘,《中國歷代算學集成》,濟南: 山東人民出版社,1994年。
    26. 清.崔敬昌《李壬叔征君傳》。《杭州府志》及《海寧縣新志》均採此傳。
    27. 清.張文虎,《蓮龕尋夢記》,頁8-9,引自洪萬生,〈張文虎的舒藝室世界:一個數學社會史的取向〉,《漢學研究》第11卷第2期(1993年),頁171。
    28. 清.項名達,《象數一原》卷六,《諸術明變》,戴煦校補,《中國科學技術典籍通彙》數學卷五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁5-555。
    29. 清.董祐誠,《斜弧三邊求角補術》,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊,鄭州:河南教育出版社,1993年。
    30. 清.諸可寶,《疇人傳》三編,卷六,光緒十二年(1886年)。
    31. 清.諸可寶,《疇人傳三編》,收入王雲五主編《萬有文庫薈要》,(台灣商務印書館)。
    32. 清.戴煦,〈《外切密率》自序〉,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁5-767。
    33. 清‧梅文鼎,《方圓冪積》,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第四分冊,鄭州:河南教育出版社,1993年。
    34. 清‧梅文鼎,《平三角舉要》,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第四分冊,鄭州:河南教育出版社,1993年。
    35. 清‧梅文鼎,《弧三角舉要》,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第四分冊,鄭州:河南教育出版社,1993年。
    36. 清‧趙爾巽等撰,〈徐有壬〉,《清史稿列傳》卷三百九十五列傳一百八十二,收入周駿富輯《清代傳記叢刊》(台北:明文書局,1985年),頁11783。
    37. 清‧戴煦,《外切密率》自序,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁5-768。
    38. 蔡冠洛編,《清代七百名人傳》,收入周駿富輯,《清代傳記叢刊綜錄類》(台北:明文書局,1985年),頁5-721。
    二、近人著作
    1. 王海林,《徐有壬的冪級數研究》,呼和浩特:內蒙古師範大學科學史研究所碩士論文,1991年。
    2. 李文林 ,《數學珍寶》,台北:九章出版社,2000年。
    3. 李兆華,《中國數學史》,台北:文津出版社,1994。
    4. 李兆華,《古算今論》,天津:天津科學技術出版社,1999年。
    5. 李迪等編,《中國數學簡史》,濟南:山東教育出版社,1986年。
    6. 李儼,《中國數學大綱》上,收錄杜石然主編《李儼、錢寶琮科學史全集》第三卷,瀋陽:遼寧教育出版社,1998年。
    7. 李儼,《中算史論叢》第三集,收入杜石然主編《李儼、錢寶琮,科學史全集》第九分冊,瀋陽:遼寧教育出版社,1998年。
    8. 李儼,《中算史論叢》第四集,,收入杜石然主編《李儼、錢寶琮科學史全集》第八卷,瀋陽:遼寧教育出版社,1998年。
    9. 李儼、杜石然,《中國古代數學簡史》,台北:九章出版社,1983年。
    10. 沈康身,《九章算術導讀》,漢口:湖北教育出版社,1992年。
    11. 林倉億,《中國清代1723~1820年間的借數乎根方與天元術》,台北:國立台灣師範大學數學研究所碩士論文,2002。
    12. 金容雲、金容局共著,《韓國數學史》,東京:楨書店,1978年。
    13. 孫力,《徐有壬及其數學著作研究》,天津:天津師範大學中國數學教育史研究所碩士論文。
    14. 梁宗巨,《數學歷史典故》,瀋陽:遼寧出版社,1992年。
    15. 清‧李善蘭年譜,《李儼 中算史論叢第四集,1955年》,收入杜石然主編《李儼、錢寶琮科學史全集》第八卷,瀋陽:遼寧教育出版社,1998年。
    16. 郭書春譯注,《九章算術》,瀋陽:遼寧教育出版社,1998。
    17. 陳鳳珠,《清代算學家駱騰鳳及算學研究》,台北:國立台灣師範大學數學研究所碩士論文,2001年。
    18. 劉鈍,《大哉言數》,瀋陽:遼寧出版社,1997年。
    19. 錢寶琮,《中國數學史》,收入杜石然主編,《李儼、錢寶琮,科學史全集》第五卷,瀋陽:遼寧教育出版社,1998年。
    20. 韓琦,《康熙時代傳入的西方數學及其對中國數學的影響》,北京:中國科學院自然科學史研究所博士論文,1991年。
    21. 藤塚 鄰,《清朝文化東傳 研究-嘉慶.道光學壇 李朝 金阮堂》(東京:國書刊行會,1975年),頁446~450。
    三、期刊或專文
    1. Daiwie Fu,”Why Did Liu Hui Fail to Derive the Volume of a Sphere ?”Historia Mathematica 18(1991),212~238。
    2. 王渝生,〈《對數探源》提要〉,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊,(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁5-887。
    3. 王渝生,〈李善蘭的尖錐術〉,《自然科學史研究》,第2卷第3期(1983年),頁276。
    4. 田淼,〈《四元玉鑑》的清代版本及《假令四草》的校勘研究〉,《自然科學史研究》第18卷第1期(1999年),頁36~47。
    5. 何紹庚,〈《象數一原》提要〉,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁5-469。
    6. 何紹庚,〈清代無窮級數研究中的一個關鍵問題〉,《自然科學史研究》第8卷第3期(1989年),頁205~212。
    7. 李兆華,〈《董方立遺書》提要〉,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁5-433。
    8. 沈康身,〈我國古代球體知識的演進〉,《科技史文集》第八輯(上海科技出版社,1982),頁128~131。
    9. 洪萬生(待刊稿),<十八世紀東算與中算的一段對話:洪正夏vs.何國柱>。
    10. 洪萬生(待刊稿),<從一封函札看清代儒家研究算學>。
    11. 洪萬生,〈「書呆子」算學家-江蘇巡撫徐有壬〉,收入洪萬生著,《孔子與數學:一個人文的懷想》(台北:明文書局,1999),頁271~283。
    12. 洪萬生,〈清初西方代數之輸入〉,收入洪萬生著,《孔子與數學:一個人文的懷想》(台北:明文書局,1999),頁。
    13. 洪萬生,〈清代數學家汪萊的歷史定位〉,《新史學》十一卷四期(2000),頁7。
    14. 洪萬生,<談天三友焦循、汪萊與李銳:清代經學與算學關係試論>,收入洪萬生主編,《談天三友》(台北:明文書局,1993年),頁43-124。
    15. 特古斯,〈晚清算家對遞加數性質的認識〉,《內蒙古師大學報》第2期(1997年),頁63~69。
    16. 特古斯,〈試論清代割圓連比例方法〉,《自然科學史研究》第15卷第4期(1996年),頁319~325。
    17. 特古斯、郭世榮,〈晚清割圓的飽和傾向〉,《自然科學史研究》第17卷第4期(1998年),頁348~354。
    18. 郭書春,〈《四元玉鑑細草》提要〉,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁5-225。
    19. 馮立升,〈清代對球及其部份的體積和表面積問題的研究〉,收入李迪主編,《數學史研究文集》第二輯(呼和浩特:內蒙古師範大學出版社1991年),頁113~122。
    20. 劉鈍,〈《方圓冪積》提要〉,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷數學卷第四分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁4-507。
    21. 劉鈍,〈《平三角舉要》提要〉,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第四分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁4-459。
    22. 劉鈍,〈《弧三角舉要》提要〉,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第四分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年)頁4-565。
    23. 錢寶琮,<浙江疇人著述記>,《錢寶琮論文集》,收入杜石然主編《李儼、錢寶琮,科學史全集》第九分冊(瀋陽:遼寧教育出版社,1998年),頁290。
    24. 韓琦,〈《求表捷術》提要〉,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁5-685。
    25. 韓琦,〈《務民義齋算學》提要〉,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五分冊(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁5-647。
    26. 韓琦,〈《數理精蘊》提要〉,收入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第三分冊,(鄭州:河南教育出版社,1993年),頁3-1~10。
    27. 羅見今,〈清末數學家華蘅芳〉,《中國數學史論文集(一)》(濟南:山東出版社,1985年),頁109~120。
    28. 嚴敦杰,《中國使用數碼字的歷史》,《科技史文集》第八輯,上海科學技術出版社,1982。
    29. 蘇意雯(2001),〈從一封函札看中韓儒家明算者的交流〉。

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