书城社科秋获集
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第62章 勾股先师——商高

几何学上的勾股定理,即直角三角形的两个直角边的平方和等于斜边的平方,或称“勾方加股方等于弦方”(公式为a2 b2=c2)。这一定理,在世界上是谁首先提出来的?有人说是古希腊的毕达哥拉斯,有人说是中国的商高,各说不一。这个定理从提出到逐步完善,是经历了一个相当长的历史过程的。但是,就其时间而论,首先在世界上提出这个定理的,无疑当是商高。

商高是我国西周初年(约前11世纪)卓越的数学家。关于他的生平,史书记载甚少,人们只能从一些传说中得知片鳞只爪。然而,可喜的是在《周髀算经》中,却将商高的成果载入史册,使后人得知这位数学大师在世界数学史上的成就是十分辉煌的。

《周髀算经》,是我国西汉或更早时期的一部天文历算著作。它的主要内容是阐述“盖天说”——一种宇宙结构学说。在此书第一章的“周公问数”中,记载了西周开国初年周公姬旦与商高的这样一段对话。大意是,一天,周公问商高:“没有台阶可供我们上天,也没有一把合适的尺子供我们量地,那么,怎样才能确定天有多高,地有多广呢?”商高答道:“办法还是有的,那就是利用勾、股、弦之间勾三、股四、弦五的关系进行推算。当年,大禹治水就是用这种方法来测量山川地形,引洪水入海的。”在这段对话中商高首次明确地提出了“勾广三,股修四,径隅五”的定理。

对于商高提出的这个定理,《周髀算经》的记述过于简略,更未载入其详细演算过程,使得后人十分费解。这“勾广三,股修四,径隅五”中的三、四、五,究竟寓意多大呢?

直到3世纪初,三国时期的数学家赵爽,根据商高所提出的“数之法出于圆方”,以及“矩”是一种由三块木板钉成的木工用的“方尺”等条件,反复进行研究、推断,才悟出其中的含义:“勾亦广,广,短也。”“股亦修。修,长也。”“径,直;隅,角也。亦谓之弦。”也就是说“勾”是直角三角形中较短的直角边,“股”是较长的直角边,“径”是在矩上截勾、股两端点联成的直线长,也叫“弦”。它们之间的关系是“勾、股各自乘,三三如九,四四一十六,并为弦自乘之实二十五。减勾于弦,为股之实一十六。减股于弦,为勾之实九”。这样一来,终于将商高提出的这个深奥的“谜”解开了。

勾股定理,在我国是商高首先提出来的,故称之为“商高定理”。而在西方,则称之为“毕达哥拉斯定理”。就目前所掌握的史料来看,他们之间并不存在着源流关系。但就其时间而论,商高却比毕达哥拉斯早六百年左右提出这一定理。因而可以说,“勾股先师”这个称号,我国的商高是受之无愧的。