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第一百三十七章 开方作法本源

在慈宁宫花园的慈荫楼经阁里,潭林在地上摆了一堆宣纸,他聚精会神地用毛笔在纸上画着、写着。梅文海站在他身旁,看着他在纸上不断地推演,一开始潭林画的六十四卦宫格图,他还可以看懂,但随着潭林的不断推演,所绘的图像和标注的符号就越来越看不懂了。

在其中一张较大的宣纸上,潭林画了一个由圆圈和线条组成的三角形,三角形共有九层,从一到九逐次推演开来,每个圆圈当中还写着大写的数字,按顺序排列分别是:

壹——壹

壹——贰——壹

壹——叁——叁——壹

壹——肆——陆——肆——壹

壹——伍——拾——拾——伍——壹

壹——陆——拾伍——贰拾——拾伍——陆——壹

壹——柒——廿一——卅五——卅五——廿一——柒——壹

壹——捌——廿八——伍拾陆——柒拾——伍拾陆——廿八——捌——壹

壹——玖——卅陆——捌拾肆——壹陌廿陆——壹陌廿陆——捌拾肆——卅陆——玖——壹

(注:明朝朱元璋查办郭桓贪污案后,将数字改为大写所“壹、贰”等,其中“百”最初改为“陌”,所以这里“陌”通现在的“佰”。)

梅文海没有在八卦的书里见过这个三角的图形,不禁问道:“这个图画的是什么啊?难道是推演爻卦的算法?”

潭林没有抬头,手中的毛笔不断地在纸上继续画着:“爻卦的算法可以推演出两点:其一是推算出当时紫禁城在构建之初,那些匠师们把殿堂、房屋建在此处所遵循的五行之法;其二可以推演出慈宁宫花园里的地势和水流方位。但是根据这些,并不能完全算出精确的位置,所以还需要推演一些数术之法!”

“数术之法?”梅文海奇道,“什么意思?”

潭林微微一笑,扭了扭酸痛的脖子,说道:“你读过《九章算术》吗?”

梅文海答道:“三国刘徽批注的那一版看过一些,不过没有深研。”

潭林又问:“宋朝时有位叫贾宪的人,写了一本《黄帝九章算经细草》,和《九章算术》互有所补。”

“贾宪?”梅文海搜索着记忆,“他那本书不是失传了吗?”

潭林伸展着身体,说道:“宋朝之时,由于金兵南下,所以国人纷纷南渡,有些孤本藏书被这些南渡的人带走,散落在民间,得以保全!”

“哦?”梅文海奇道,“你是说,你在南方看到过这本书的原本?”

潭林摇了摇头,说道:“几百年了,原本早已散失,我看的差不多是抄本吧?”

梅文海指着地上画着三角图形的宣纸,说道:“这图上所绘的,是贾宪书里的?”

潭林点头道:“贾宪的书里写过这套‘三角’之理,不过,在杨辉的《详解九章算术》里也记载了这种算法!”

梅文海仔细看了看这个三角图形,问道:“这叫做什么算法?”

潭林答道:“有些人称之为‘贾宪三角’,这幅图应该叫做‘开方作法本源图’,其算法叫做‘增乘开方法’!”

梅文海没有听明白,搔头问道:“可是,这个图是做什么用的呢?”

潭林一边拿起一张宣纸,继续演算着,一边向他解释道:“自汉至唐,一些通晓天象数术之人,对于正数的开平方和开立方运算皆有所得,但对于四次方以上的高次幂开方却无良法,贾宪的这个‘增乘开方法’出来之后,按照其法,可以不断推演!”

梅文海张大了嘴,完全没有听明白潭林所说的内容,他吞了口唾沫,说道:“能不能把你刚才的话注解一下?”

潭林笑道:“这样吧,我给你出个题目,可以用‘增乘开方法’简单算出来。你在一旁仔细算算,先不要打扰我,我静下心来推演,一会儿就可以算出来了。”

梅文海喜道:“好啊!真才子在一起,不仅有算法,还有题目实例,这一下,我的数术水平很增高不少!”

潭林说道:“这个题目是《九章算术》里勾股章的‘引葭赴岸’问。你听好了,‘今有池方一丈,葭生其中央,出水一尺。引葭赴岸,适与岸齐。问水深、葭长各几何?’”

梅文海想了想,说道:“译作白话,是不是说,有个正方形的池塘,边长为一丈。在池塘正中央有一棵芦苇,水面上的部分有一尺长。那么,现在把芦苇头顶梢拉向岸边,恰好碰到岸沿。问题是,由此算出水深和芦苇的长度各是多少?”

潭林拿起一张宣纸,递给他,说道:“没错,你现在就去算吧!”

梅文海接过宣纸,拿了一枝细毛笔在砚台里蘸了墨,便到一旁伏案演算起来。

潭林忙于推算,没有再理会他,只是埋头把地上已经写好的许多宣纸拼接起来,使每片宣纸上推演的公式和结果能够连接起来,以便于进行最后的总推算。

大约过了有一盏茶的工夫,梅文海拿着宣纸过来,对潭林道:“我算出来了,水深十二尺,芦苇长十三尺!”

潭林接过他手中演算的图纸,见他画了一个池塘芦苇的图,下面密密麻麻地写着字。潭林仔细一看,见他推演的方式是用图上所绘的尺寸和题中的尺寸按比例推算,并没有套用公式来算。于是笑道:“这道题目算是简单些,你这样推算倒也无妨,若是题目过于复杂,那么,你这样算来,岂不是白白耽误光阴!”

梅文海倒也虚心受教,问道:“那书里是怎么解的?”

潭林想了想,背诵书中的解法:“半池方自乘,以出水一尺自乘,减之。余,倍出水除之,即得水深。加出水数,得葭长。”

梅文海在心里默默地一算,然后再看潭林在纸上绘制的“开方作法本源图”,顿时大悟,然后指着第三行中“壹——贰——壹”图形,说道:“按照这个算法,很快就能推演出来!”

潭林点了点头,说道:“没错!按照这个推演之法,我也算出了慈荫楼里曾经水井的位置!”

(注:《引葭赴岸》一题按照《九章算术》里“勾股定理”的算法,转化为我们今天的公式就是:假设池塘水深为x,那么芦苇长为x+1,按照1丈=10尺来计算,半个池塘宽度为5尺,这样来看,x+1、x和5构成了直角三角形,于是方程式就是(x+1)^2=x^2+5^2,由此解得x=12。这是中学数学课程的问题,此处批注是并非为了解题,而是为了套用“增乘开方法”,具体细节后文表述。)

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