第一位被載入史冊的數學家商高

商高是我國古代的數學家。關於他的生平,曆史上的記載很少。他是春秋時周朝人,大約生活於公元前12世紀。商高的數學成就主要是勾股定理和測量術。

中國古代最早的數學和天文學著作《周髀算經》上記載了一段周公與商高的對話。周公問:

“竊聞乎大夫善數也,請問古者包犧立周天曆度。夫天不可階而升,地不可得尺寸而度,請問數安從出?”商高答:“數之法出於圓方,圓出於方,方出於矩,矩出九九八十一,故折矩以為勾廣三,股修四,徑隅五。既方其外,半之一矩,環而共盤。得成三、四、五,兩矩共長二十有五,是謂積矩。故禹之所以治天下者,此數之所由生也。”這是有名的“周公問數”。這段對話用我們今天的話解釋是這樣的:周公問商高:古代時伏羲是怎樣測量天文和曆法的?天沒有可攀的台階,地又不能用尺去測量,這些數是從哪兒得出來的呢?商高回答:

數是根據圓形和方形的數學道理計算出來的。圓來自於方,而方來自於直角三角形。直角三角形是根據乘除法的計算得出來的。將一條線段折三段圍成直角三角形,一直角邊(勾)為三,另一直角邊(股)為四,則斜邊(弦)為五。商高的證明是用右邊的圖來解釋的。利用直角三角形三邊的三、四、五的關係可知:方盤麵積為49,而四個陰影的三角形的麵積之和為24,因此正方形BDLH的麵積為49-24=25,這種證明方法比歐幾裏得的幾何原本中的證明更簡明易懂。

周公曾是周武王的弟弟,他輔佐周武王的兒子執政。商高是賢才中傑出的人物之一,是周公的朋友。周公十分重視發展科學技術,虛心向商高學習科學知識。他曾請教商高用矩之道(矩:是由長與短兩條帶有刻度的直尺,一端相交成直角相聯而成的),商高用六句話簡要地概括了這一方法:“平矩以正繩,偃矩以望高,履矩以測深,臥矩以知遠,環矩以為圓,合矩以為方。”這就是說:把矩放平了可以測定水平和鉛直方向;把矩立起來,能夠測量高度;把矩反過來倒豎可測深度;把矩平放可以測定水平距離;將矩環轉一周,可得圓形;將兩矩合起來可得到方形。

商高利用矩作為測量工作,運用相似三角形的原理“測天量地”,把測量學上升到理論,為後來的數學家推廣複雜的“測望術”奠定了堅實的基礎。

勾股弦的關係和用矩之道是商高的主要成就,商高的年代離我們雖然遙遠,但他的科學創見卻永遠為後人紀念,他是世界上第一位被記載在史冊上的數學家。

神醫扁鵲

“扁鵲”是我國遠古的黃帝時代神話傳說中一位精通醫術的名醫。到了戰國時期,有一個著名的民間醫生姓秦名越人,因醫術高明,熱心行醫,人們不稱他的姓名,而尊敬地稱他為扁鵲。又把一些前代的其他名醫的事跡也歸為扁鵲所為。直到後來,人們往往隻知扁鵲,反倒不知秦越人是何許人了。

扁鵲是渤海郡鄭人(即現在河北省任丘縣人)。年輕時他負責給人看管客人住的館舍。在來往的客人中有一位經驗豐富、醫術高明被稱作長桑君的民間遊醫。扁鵲與眾不同地接待他,並謙虛恭敬地向長桑君學習醫道、醫術十多年。長桑君看到扁鵲如此虛心好學,就將自己多年來積累的行醫經驗和許多秘方全部傳給了扁鵲,特別是通過摸脈來確定病人的疾病在何處。從此扁鵲的醫術得到很大提高,後來終於成為一代名醫。

扁鵲在行醫過程中十分注意積累經驗。他在晉國行醫時,大臣趙簡子已不省人事五天,他的下屬官員焦急萬分,找扁鵲來看病。扁鵲看完病人後,對官員們說:“病人氣色不好,脈理紊亂,看上去就好像死去了一樣,這沒有什麼奇怪的。當年秦穆公也曾這樣,但七天之後便蘇醒過來。像病人現在這種情況,不出三天,也一定會醒來。”果然,趙簡子兩天半就醒過來了。

一次,扁鵲路過虢國(今山西省平陸縣),恰好遇到虢國為太子操辦喪事。扁鵲向了解太子死因的官員詢問太子的病情,並問太子是何時死的,是否已入斂。官員回答說:“太子是在雞鳴時死亡的,死亡未過半日,所以還沒入殮。”聽完官員講述太子的病況,扁鵲說:“太子不幸地死去,我還能讓他活過來。”太醫官們則認為扁鵲這是無稽之談,憑什麼能讓太子死而複生呢?除非天上的神醫下凡來。

扁鵲仰天長歎道:“你們看病開藥方,是以管窺天。我從陰陽的關係上來分析,可以確診太子隻是昏厥,抓緊時間搶救,一定能夠使太子起死回生。如果不相信我所說的,你們可以進宮,用耳朵細細地在太子的鼻子處聽,太子一定還有斷斷續續的細微呼吸。太子的兩條腿到大腿跟處還是溫的,太子並沒有真的死去,隻是暫時的昏厥而已!”

官員們向虢國國君報告,虢國國君高興地將扁鵲迎進宮中,對扁鵲說:“您的到來是我國的幸運,因為有了您的到來,能使我的兒子重新活過來,要是沒有您,我的兒子隻能去深山大溝了。”扁鵲精細地分析了脈理後,讓他的弟子將針磨鋒利,先在太子頭部和胸部的一些穴位紮針;之後,又在手部、腳部有關穴位上紮了幾針,太子居然真的蘇醒過來。又服了二十幾天湯藥,經扁鵲的精心調理,太子就完全恢複了健康。