3阿圝拉圝伯本土数学的影响
海亚姆将一至三次方程分为25类,其中有15类方程,他给出的解法与花拉子米给出关于一元二次方程的解法是相同的〔7〕,可见,关于二次方程的解法,海亚姆是完全借鉴和吸收了前辈的思想,未能取得新的改进.
关于三次方程的解法,阿圝拉圝伯本土的数学家们也为之做过了许多努力.约公元860年,阿圝拉圝伯学者阿尔?马哈尼(al-Māhānī,825~888)在计算阿基米德问题(即平面切球成定比)时得到了三次方程x3+a2b=cx2〔8〕,然而,却没有得到方程的解(无论是代数的还是几何的),最终认为该方程不可解.大约1个世纪后,阿尔·哈岑(Alhazen,960~1039)也考虑了三次方程x3+a2b=cx2,他利圝用双曲线y(c-x)=ab和抛物线x2=ay相交的方法得到了方程的解.与阿尔·哈岑同时代的学者阿布·朱圝德(Abū’l Jūd)利圝用两条圆锥曲线相交的方法解决了两种类型的三次方程:x3+a=bx2和x3+ьx+c=ax2〔9〕.研究这一问题的还有库希(al-Kuhi)、伊本·海塞姆(Ibn al-Haytham,965~1040)等.
遗憾的是,这些先驱们只解决了一些特殊情形的三次方程,没有给出一般三次方程的解法,这项工作是由海亚姆创造性地完成的〔10〕.他不仅将方程依据项数和系数进行了详细的分类,对每类方程都给出了几何解法,同时,还纠正了阿布·朱圝德解法中的错误之处〔10〕,并且给出了三次方程有解(这里是正根)的条件,这些都是史无前例的.
海亚姆的代数学虽然具有一定程度的系统性,但是也存在一些不足.首先,用于求解方程的二次曲线只是给出了一部分(双曲线的一支或半圆),并非完整的二次曲线,致使他们的考虑带有一定的局限性;其次,他们只是求得方程的正根,而负根和虚根被全部忽略;另外,即使是仅限于正根的情形也仍然不够彻底.如海亚姆在讨论方程x3+a=bx2时,当a<bc和a=bc时均有一正根被忽略.而对方程x3+cx=ьx2+a,当a<bc时,方程可能有三个正根,而他只求得一个.
4《代数学》中的开方算法与中国古代数学
《代数学》中有开圝平方和开立方算法,他在书中写道:“印度人有自己的开圝平方、开立方的方法…….我将它们加以推广,可以求平方的平方、平方的立方、立方的立方等高次方根,这些代数的证明仅仅以《几何原本》的代数部分为依据.”
印度数学中确实有关于开圝平方和开立方的记载,有学者认为,海亚姆是通过两本印度书籍而了解印度算法的,它们分别是吉利(Kushyār ibn Labbān al-Jīlī,971-1029)的《印度计算原理》和奈塞维(Alī ibn Ahmad al-Nasawi,1025前后)的《印度计算必备》.但是将这两部著作与印度文献对比,我们发现,它们的处理方法截然不同,但与中国古代的方法相近.
在中国古代重要的数学著作《九章算术》“少广”章中有“开方术”和“开立方术”的记载,其中给出了开圝平方和开立方的算法,并且后来发展为开高次方根的方法以及高次方程的数值解法,这在世界数学史上都是独树一帜的.事实上,古代中国与印度通商甚早,相传汉明帝永平8年,中国就曾派官圝员至印度求佛法,三国时期印度也曾派僧人来华,4世纪后来往更为密切,很可能《九章算术》曾传入印度.在阿圝拉圝伯帝圝国的大翻译运丵动时期(8~9世纪),大批的印度书籍又被翻译成阿圝拉圝伯文,因此,我们可以推断,海亚姆在阅读印度书籍的时候,间接地受到了中国数学的影响.自古以来丝绸之路就是中国与中亚的交通要道,至于他是否直接接圝触到了中国古代数学文献,还需要史料的进一步挖掘.
此外,我们还发现,在《九章算术》的“方程”章中,明确给出了正负数的概念和正负数的加减运算法则,在印度的婆罗摩笈多(Brahmagu pta,约598~665以后)的《婆罗摩丵历算书》也出现了正负数的加减乘除四则运算法则,但是海亚姆却有意避开负数,如对方程分类的原则就是为了让各项系数全为正数,对于方程的根也只取正根.对负数的不承认导致他对方程的分类非常繁琐,并且只画出部分圆锥曲线图形,在这方面比中国和印度数学倒退了一步.