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        明安圖:一代科學(xué)巨擘

        2017-03-06 17:00:02藍(lán)天
        老年世界 2016年12期
        關(guān)鍵詞:測量數(shù)學(xué)

        藍(lán)天

        明安圖是我國18世紀(jì)杰出的蒙古族科學(xué)家,字靜庵,內(nèi)蒙古錫林郭勒盟正白旗人。生于1692年,故于1763年年底。

        1644年,清朝建立,并設(shè)立了欽天監(jiān)。清代的歷書每年頒發(fā)一次,叫作《時(shí)憲書》。天文科主要是負(fù)責(zé)天文觀測和天文儀器制造等工作。漏刻科主要是利用自古傳下來的計(jì)時(shí)器“刻漏”,負(fù)責(zé)掌管政府的報(bào)時(shí)。西方鐘表傳到我國后,“刻漏”逐漸廢除。回回科主要研究元明時(shí)代傳入我國的阿拉伯天文歷法,但因其不切合我國實(shí)際,而且當(dāng)時(shí)內(nèi)容已經(jīng)陳舊,所以后來回回科被撤銷了。

        1710年左右,明安圖被選入欽天監(jiān)(國家設(shè)立的專門研究天文歷法機(jī)構(gòu))當(dāng)學(xué)生,當(dāng)時(shí)稱“官學(xué)生”。畢業(yè)后,明安圖被留在欽天監(jiān)擔(dān)任時(shí)憲科(主要負(fù)責(zé)歷書的編訂和“日月交食”的研究)五官正職務(wù)(清代欽天監(jiān)內(nèi)的分工有監(jiān)正、監(jiān)付、五官正、靈臺(tái)郎、保章正、挈壺正、司晨博士等)。

        明安圖擔(dān)任欽天監(jiān)時(shí)憲科五官正的職務(wù)長達(dá)50年。滿族和蒙古族五官正的工作,除去日常工作外,還要把用漢文編寫的《時(shí)憲書》翻譯成滿文和蒙古文,以便向滿族和蒙古族頒發(fā)、使用。明安圖任職期間,本職之一就是翻譯《時(shí)憲書》。

        明安圖的工作并沒有局限于本職,而是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出自己的職務(wù)范圍。就是在欽天監(jiān)范圍內(nèi),明安圖的工作也是多方面的,經(jīng)常從事的有兩項(xiàng)。其一,與欽天監(jiān)監(jiān)正等一起頒發(fā)第二年的《時(shí)憲書》,每年一次,一般是先向朝廷進(jìn)呈《時(shí)憲書》式樣,批準(zhǔn)后印刷,頒行全國?!洞笄逵赫陼r(shí)憲書》上署名欄中包括明安圖。此后的《時(shí)憲書》中,在明安圖的職銜介紹里,逐步晉級。其二,和監(jiān)正等向朝廷進(jìn)呈關(guān)于日月食等天文現(xiàn)象,先后兩次作了預(yù)報(bào)。

        自康熙末年始,清政府多次組織人員主修天文學(xué)等自然科學(xué)書籍,每一次,明安圖都擔(dān)任主筆。這一時(shí)期,所編修的自然科學(xué)書籍中,第一部叫《律歷淵源》,用時(shí)10年。該書包括《歷象考成》《數(shù)理精蘊(yùn)》和《律呂正義》三大部分,加起來整100卷。其中,《歷象考成》42卷,內(nèi)容是天文歷法;《律呂正義》5卷,內(nèi)容是講樂律理論;《數(shù)理精蘊(yùn)》53卷,講數(shù)學(xué)的書。內(nèi)容極其豐富,包括代數(shù)、算數(shù)、幾何、三角,是融合中西數(shù)學(xué)的匯集,可以說是一部初等數(shù)學(xué)大全。

        1730年,《律歷淵源》出版數(shù)年后,欽天監(jiān)說《歷象考成》“推算時(shí)憲七政,覺有微差”,呈請清政府編制《日躔》《月離》二表。《日躔》是關(guān)于太陽運(yùn)行的表,《月離》是關(guān)于月亮運(yùn)行的表,建議由洋人戴進(jìn)賢、徐懋德負(fù)責(zé),編者中是否有明安圖,史書上無記載。乾隆二年(1737年),有人給皇帝“奏議”,說:《日躔》《月離》表除西洋人戴進(jìn)賢、徐懋德和明安圖三人外,“別無解者”。

        從1713年到1752年,近40年時(shí)間,明安圖參加清政府多部大型天文歷法書籍的編撰,對祖國的天文歷法事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

        18世紀(jì),我國的地圖測繪是測繪史上的創(chuàng)舉,我國第一次應(yīng)用了三角測量法。 隨著國家的統(tǒng)一和鞏固,在康熙的倡導(dǎo)和主持下,在全國范圍內(nèi)開始了大規(guī)模地圖測繪工程。雖然,早在唐朝以及元代進(jìn)行過測量,但那時(shí)采用的是古制,多以日影和極高的測量為主。而這次測量采用的是歐制,即引入地理經(jīng)緯度的概念,用經(jīng)緯儀來測量,以天文點(diǎn)和三角網(wǎng)為依據(jù),采用經(jīng)緯度都為直線的梯形投影法。這是我國首次用近代科學(xué)方法進(jìn)行的大地測量。

        這次測量形成的《皇輿全圖》是明安圖等人在實(shí)測的基礎(chǔ)上最后補(bǔ)全的。當(dāng)時(shí),明安圖已是古稀老人,奔波于新疆?dāng)?shù)千里 地區(qū),進(jìn)行野外測量。1760年春,回到北京后立即開始履行欽天監(jiān)的工作。這年6月13日,明安圖以監(jiān)正名義向乾隆皇帝進(jìn)呈了當(dāng)天日食分秒時(shí)刻與起復(fù)方向等內(nèi)容的題本。

        明安圖擔(dān)任欽天監(jiān)監(jiān)正,是在出發(fā)測量之前清政府破例提升的。所以稱其破例,是因?yàn)樵跉J天監(jiān)的編制中,清政府沒有規(guī)定蒙古族監(jiān)正,這個(gè)職務(wù)只能由滿族和西洋人擔(dān)任,有時(shí)候由漢族人員監(jiān)管。到明安圖就任監(jiān)正時(shí),還是一個(gè)滿族管理監(jiān)正事務(wù)的覺羅勒爾森和一個(gè)西洋人監(jiān)正劉松令,加上明安圖,就三個(gè)監(jiān)正。不過,明安圖比西洋人劉松令官低一品,但是署名卻在劉松令前面,只在覺羅勒爾森之后。不言而明,明安圖在欽天監(jiān)的地位之重要。

        明安圖所從事的天文歷法和地圖測繪等工作,都需要大量數(shù)學(xué)知識(shí),數(shù)學(xué)是時(shí)刻不能離開的重要工具,因此他深入研究數(shù)學(xué),開發(fā)數(shù)學(xué)功能。正當(dāng)他在清朝政府參加《律歷淵源》一書的“考測”工作時(shí),法國傳教士杜德美(1668—1720)把歐洲的三個(gè)無窮級數(shù)傳到我國。

        明安圖斷斷續(xù)續(xù)花費(fèi)30多年時(shí)間,去尋求那些無窮級數(shù)成立的道理,結(jié)果不僅獲得證明方法,而且又發(fā)現(xiàn)六個(gè)無窮級數(shù)。他著有《割圓密率捷法》四卷,然而,他只寫出了草稿,未及成書便與世長辭。在臨終時(shí),他將數(shù)學(xué)手稿交給自己的兒子明新,并囑咐他說:讓自己的學(xué)生陳際新等將這部草稿“續(xù)而成之”。陳際新認(rèn)真整理了老師的遺著,與明新、同學(xué)張良亭反復(fù)進(jìn)行討論,明新、張良亭幫助推算和校對,直到1774年才得以定稿。

        《割圓密率捷法》一書是我國18世紀(jì)優(yōu)秀數(shù)學(xué)著作之一,可這本書整理出來以后,因有“某氏所秘,未經(jīng)刊布”,以致當(dāng)時(shí)僅有抄本流傳。流傳多次后,形成了現(xiàn)在《割圓密率捷法》一書四版本的情況。

        日本數(shù)學(xué)史家三上義夫、英國著名學(xué)者李約瑟對明安圖高度評價(jià)。明安圖的數(shù)學(xué)思想,對我國19世紀(jì)數(shù)學(xué)發(fā)展有很大影響,當(dāng)時(shí)有不少數(shù)學(xué)家繼續(xù)使用和發(fā)展了解析法,在西方微積分沒有在我國流傳的情況下,我們自己獨(dú)立獲得不少積分學(xué)方面的知識(shí),形成了自己的學(xué)派??偟膩碚f,我們的數(shù)學(xué)雖然不及西方先進(jìn),但能夠獨(dú)立進(jìn)入近代的高等數(shù)學(xué)領(lǐng)域,是相當(dāng)難能可貴的。凡此種種,明安圖的研究成果確立了他在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中不可替代的一代科學(xué)巨擘的地位。

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