钦定古今图书集成.历象汇编.历法典.算法部
钦定古今图书集成历象汇编历法典
第一百二十八卷目录
算法部总论
隋书〈律历志备数〉
明唐顺之本集〈句股测望论 句股容方圆论 弧矢论 分法论 六分论〉
算法部艺文
明算 册府元龟
测圆海镜序 李冶
算法部纪事
隋书〈律历志备数〉
明唐顺之本集〈句股测望论 句股容方圆论 弧矢论 分法论 六分论〉
算法部艺文
明算 册府元龟
测圆海镜序 李冶
算法部纪事
历法典第一百二十八卷
算法部总论
《隋书》律历志备数
五数者,一十百千万也。《传》曰:物生而后有象,滋而后有数。是以言律者,云数起于建子,黄钟之律,始一而每辰三之,历九辰至酉,得一万九千六百八十三。而五数备成,以为律法。又参之终亥,凡历十二辰,得十有七万七千一百四十七,而辰数该矣。以为律积,以成法除该积,得九寸,即黄钟宫律之长也。此则数因律起,律以数成。故可历管万事,综覈气象。其算用竹,广二分,长三寸,正策三廉,积二百一十六枚,成六觚乾之策也。负策四廉,积一百四十四枚,成方坤之策也。觚方皆经十二,天地之大数也。是故探赜索隐,钩深致远,莫不用焉。一十百千万,所同由也。律度量衡历率,其别用也。故体有长短,检之以度,则不失毫釐;物有多少,受之以器,则不失圭撮;量有轻重,平之以权衡,则不失黍丝;声有清浊,协之以律吕,则不失宫商;三光运行,纪以历数,则不差晷刻;事物糅见,御之以率,则不乖其本。故幽隐之情,精微之变,可得而综也。夫所谓率者,有九流焉:一曰方田,以御田畴界域;二曰粟米,以御交质变易;三曰衰分,以御贵贱廪税;四曰少广,以御积幂方圆;五曰商功,以御功程积实;六曰均输,以御远近劳费;七曰盈朒,以御隐杂互见;八曰方程,以御错糅正负;九曰句股,以御高深广远。皆乘以散之,除以聚之,齐同以通之,今有以贯之。则算数之方,尽于斯矣。古之九数,圆周率三,圆径率一,其术疏舛。自刘歆、张衡、刘徽、王蕃、皮延宗之徒,各设新率,未臻折衷。宋末,南徐州从事史祖冲之,更开密法,以圆径一亿为一丈圆周,盈数二丈一尺四寸一分五釐九毫二秒七忽,朒数三丈一尺四寸一分五釐九毫二秒六忽,正数在盈朒二限之间,密率圆径一百一十三,圆周三百五十五,约率圆径七周二十二又设开差幂,开差立,兼以正圆参之,指要精密,算氏之最者也。所著之书,名为缀术,学官莫能究其深奥。是故废而不理。明《唐顺之本集》句股测望论
句股,所谓矩也。古人执数寸之矩,而日月运行,朓朒迟速之变,山溪之高深广远,凡目力所及,无不可知。盖不能逃乎数也。句股之法,横为句,纵为股,斜为弦。句股求弦,句股自乘,相并为实,平方开之,得弦。句股求股,句弦自乘,相减为实,平方开之,得股。股弦求句,同法。盖一弦实,藏一句一股之实;一句一股之实,并得一弦实也。数非两不行,因句股而得弦,因股弦而得句,因句弦而得股:三者之中,其两者显而可知,其一者,藏而不可知,因两以得三,此句股法之可通者也。至如远近可知,而高下不可知,如卑则塔影,高则日影之类。塔影之在地者可量,而人足可以至于戴日之下,而日与塔高低之数不可知,则是有句而无股弦,三者缺其二,数不可起,而句股之法穷矣。于是有立表之法,盖以小句股求大句股也。小句股每一寸之句为股长几何,则大句股每一尺之句,其长几何可知矣。此以人目与表,与所望之高,三相直而知之也。人目至表,小弦也;人目至所望之高,大弦也。又法:表为小股,其高几何,与至塔下之数相乘,以小句除之,则得塔高。盖横之则为小股,至塔之积;纵之则为小句,至塔顶之积。纵横之数,恰同是变句以为股,因横而得纵者也。句、股、弦三者有一可知,则立表之法可得而用。若其高与远之数皆不可知,而但目力可及,如隔海望山之类,则句、股、弦三者无一可知,而立表之法又穷矣。于是有重表之法,盖两表相去几何为影差者,几何因其差以求句股,亦可得矣。立表者以通句股之穷也,重表者以通一表之穷也,其实重表一表也,一表句股也,无二法也。
句股容方圆论
凡奇零不齐之数,准之于齐;圆准之于方,不齐之圆,准于齐之圆,不齐之方,准于齐之方,句股容圆准于句股容方。假令句五股五弦七,有奇,此为整方均齐无较之句股,其容方径,该得句之半,盖容方积得句股全积四分之一,其取全积时,句股分在两廉,则句五股五,五五二十五内,一半为句积,一半为股积。其求容方,则并句股为纵。一廉得十为长之数,得阔二五与原句相半,盖始初,则一半句积,一半股积,横列之而为正方。及取容方,则股积在上,句积在下,而为长方矣。其容方,所以止得半句者,则以句股之数均也。若句短股长,则容方以渐,而阔不止于半句矣。故大半为股积,小半为句积,其始横列时,句积与股同长而不同阔;其从列时,则股积之阔如故,而句积截长以为阔,则阔与股积同而长与股积异,与横列正相反。此变长为阔,而取容方之法也。其谓之句积股积者,从容方,径与句股相乘之数而名之也。若取容圆径,则用句股自之,而倍其数。以句股与弦并为法,盖容圆之径多于容方。方有四角,与弦相碍,故其数少。圆循弦宛转,故其数多。若以求容方,与求容圆相比,则积中恰少一段圆径与半弦和较相乘之数。弦和较者,勾股并,与弦相较之数也。假令勾五股五相乘,亦倍之,得五十。如求容方,则亦倍勾股为法,得二十,亦恰得二寸五分之径。如求容圆,则不用倍勾股为法,而用一句股并与一弦,是以一弦代一句股并也。以一弦代一句股并,恰少一弦和较,加一弦和较,则亦两句股矣。假令一句股,得十倍句股,得二十,是取容方之径。一句股得十,一弦得七,恰少一弦和较。三是取容圆之径,其所以少一弦和较者,圆径多于方径也。假令取容圆不用句股倍积,而止用句股本积,则宜用句股并为廉,而除去半弦和较,亦得或约得圆径。之后与半弦和较相乘添积,而以句股并为廉,不除亦得。或用句股倍积,用两句股相并为廉,而以全弦和较,与约得圆径相乘添积,亦得此改方为圆之妙。其机括只寓之于弦和较间也。至于句股积与弦积,亦只于句股较中求之,盖数起于参伍,参伍起于畸零,不齐也。假令股五句五齐数之句股,则句股幂倍之,即得弦幂。盖两句股积,而成弦积也。至于句短股长相乘之积,则成一长方倍之。而弦侧不当中径,亦不成弦幂,惟以一句股较积补之,乃能使长方为一正方,而得弦积。盖句股之差愈远,则长方愈狭;长方愈狭,则句股之差积愈多。故句股差者,所以权长方不及正方之数以相补,辏此补狭为方之法也。弧矢论
凡弧矢算法,准之于矢,而参之于径。背径求矢之法,先求之背弦差,而半背弦差藏之,矢幂与径相除之中,倍矢幂,与径相除,则全背弦差也。半法简捷,故用其半幂者,方眼也。自乘之数必方,故谓之幂。假令径十寸截矢一寸,一寸隅无开方,即以一寸为矢幂,而以十寸之径除之,该得一分,是半背弦差一分。若二寸矢,开方得四寸,是为一寸者四,半背弦差得四分。三寸矢开方得九,是为一寸者九半背弦差得九分。皆准之于十寸之径。故一寸之幂,而差一分递,而上之视其幂,以为差之多少。又假令径十三寸矢,幂一寸,则以十三寸之径与一寸相除,每寸该差七釐七毫,弱以为半背弦差,若二寸矢,开方得四,该四个七釐七毫并之,得三分八毫,以为二寸矢半背弦差,此准之十三寸之径亦递,而上之视其幂,以为差之多少,盖径长则背弦之差减,故一寸矢而差止七釐有奇。径短则背弦之差增,故一寸矢而差及一分虽。其数有增减,而准之于一寸之幂与径相除,而以渐开之。每得一寸,则得元差,而相并以为背弦之差,则其法之一,定不可易者也。背径求矢、矢背求径诸法,消息管于是矣。至于径积求矢一法,古法以倍截积自乘为实四,因截积为上廉四,因直径为下,廉五为负隅,与矢相乘,以减下廉;而以上下廉与矢除实。今立一法,但以截积自乘为实,而遂以截积为上廉,直径为下廉,每一寸矢带二分五釐,二寸矢则带五分。四分而增其一,以减径其倍积四,因之法,悉去不用,颇为简捷。盖径积求矢,准于矢径之差。矢径差者,矢径互为升降也。矢一寸则该减径一寸二分五釐,矢二寸则该减径二寸五分,而矢径之差起于积数之不足。且夫圆准于方,而畸零之圆又准于均齐之圆。以方为率,径十寸,矢一寸,则积必是十寸;矢二寸,则积必是二十寸,但得积为实,只约矢与径为从平方开之,足矣。盖方无虚隅也。又以整圆为率,径十寸,矢五寸,则圆积必居方积四分之三,而以四之一为虚隅,足矣。盖虽有虚隅,而其数易准也。惟是矢以渐而短,则积以渐而减。有不能及四分之三虚隅,以渐而加。有不止于四分之一者矣,于是平方法与四分,而一为虚隅之法,皆不可用。惟是乘平方之积为三乘,而以四分之矢减五分之径,则不问矢之长短,积与虚隅之多寡,而其数皆至此,而均齐犹之平方之法。数有多寡,而减来减去必得一均齐之数,以为准。而后不齐者,皆齐此天然之妙也。夫积,自乘而为三乘方之实,则一整方耳,而矢数藏焉。及立法求矢,则分为上下两廉,而矢数著焉盖整方。所以聚积而分廉,所以散积,补短截长,而方圆斜直通融为一,此亦天然之妙也。假令径十寸,矢一寸,积该三寸五分,自乘该十二寸二分五釐,上廉三寸五分,下廉十寸,以三乘方开之,而一寸无开方,则上下廉如,元数共得十三寸五分,为廉法与一寸矢相乘,除实恰少一寸二分五釐,是为负隅之数。所以用每矢一寸,则带二分五釐为准,以减径,然后法实相当也。又如径十寸,矢二寸,积该十寸自乘该百寸,上廉十寸,下廉亦十寸,以三乘方开之,则须以矢数乘上廉,上廉该得三十寸。盖长十寸而高二寸之数,以矢数自乘得四而乘下廉,下廉该得四十寸。盖高十寸而阔四寸之数,上下廉共得六十寸。又以矢二寸为方面与上下廉相乘,除实共二个六十寸,该得一百二十寸,其数乃足。而元数止得百寸,恰少积二十寸,所以用二寸五分,以除下廉,则该止得七寸五分,为下廉。其下廉减去高二寸五分,中阔该四寸,则四个二寸五分该得十寸方,面二寸,与十寸相乘,共二十寸,恰勾负隅之数。所以二寸矢,则用二寸五分减法也。递而上之每寸,以二分五釐为准,盖虽径有极长极短,而一寸寸矢带二分五釐,减径之法,则定数也。径积求矢,矢积求径,径矢求积诸法,消息管于是矣。然此二法者,背弦之差,则随径而不随矢,所以均为一寸之矢。而其差则有多寡之不齐。矢径之差,则随矢而不随径,所以但得一寸之矢,则不问径之长短。而一例为差,此二法之异也。若以今法与旧法相通,今法不倍积。所以不用四因。四因者,生于倍积也,古法之五为负隅,即今之一寸带二分五釐也。盖以五乘之矢除,四因之径,则亦一寸矢而减一寸三分五釐之径也。然有廉而无方隅者,盖截积止得廉数也。即此二法,可见截弧截积之法,皆从边起,而准之于边,以渐消息之矣。既得一寸之定差,则虽倍蓰十伯错综变化,而皆不能出乎范围之外,此天然之妙也。故曰:握其机而万事理矣。其弦矢求径法,半弦自乘为实,而以矢除之,加矢得径,是径之数藏于半。弦幂与矢相除,而加矢之中也。今环而通之,以为背弦求矢诸法。背弦求矢,其半背幂中藏一个半弦幂,与矢相除,而加矢之径数,藏一个矢幂以径数相除,为背弦差之数,二数消息恰得半背幂本数,则矢数见矣。假令径十寸,矢一寸,半背弦差一分,半背数三寸一分,自乘得九寸六分一釐,其九寸为弦幂,所谓中藏半弦幂与矢相除,而加矢之径数,其六分一釐,乃是两半背幂,而空其一差,亦名差与半背相开方之数,即以与其差一分相乘之数。所谓一个矢幂,以径数相除,为背弦差之数也。二数消息,以尽背幂,而法可立矣。其背矢求弦法,若背矢,先求出径,而后以矢径求弦,则为简捷。盖半背幂中所藏弦幂,与背弦差幂。今以矢幂约径,而以径除矢幂,为背弦差。又以矢截径,以矢乘之,为半弦幂。二数消息恰得半背幂本数。则径数见矣。得径而弦在其中矣。其矢弦求背,亦须先得径,而后得背。盖半弦幂为实,乃以矢约径,以矢减之,以矢乘之,恰得半弦幂本数。则径数见矣。得径而背在其中矣。假令矢一寸半,弦三寸,自乘九寸,为半弦幂为实。以矢约寸得十寸,以矢一寸减之得九寸,以矢一寸乘之得九寸,恰与半弦幂相同,则为径十寸矣。此背弦矢径四者相乘除,循环无穷之妙也。至于径积求矢,则既然矣。因而通之积矢求径。假令径十寸,矢一寸,积三寸五分自乘,该十二寸二分五釐,乃以原积三寸五分为上廉,一寸之矢为下廉,以除自乘之积,馀数得八寸七分五釐,加矢带数一寸二分五釐,则为径十寸矣。又如径十寸,矢二寸,积十寸自乘,寸百为实,矢乘积得二十寸为上廉,再矢自乘得八为下廉,以二乘上廉,消积四十,以八消馀积六十,得七寸五分,加入矢带数二寸五分,则径十寸矣。径积求矢,则积为上廉,而径为下廉。矢积求径,则亦积为上廉,而矢为下廉,此其纵横往来相通之妙,而一乘上廉,再乘下廉,则三乘开方之定法也。积矢求弦,则倍其积,以矢除积,而减矢。弦矢求积,则并矢于弦,以矢乘积,而半其积,盖矢弦并之为长,以矢乘之,而得两积,故半之,而积可见也。倍之,则为矢弦相并之积,以矢除之,而得矢弦相并之本数,除矢而弦可见也。径矢求积,则先得弦,而后得积,盖以矢减径,以矢乘之四,因得数面弦幂藏于其中平方开之得弦乃以矢自乘以矢与弦相乘,合二数而半之,则得积矣。此又积矢径弦四者相乘除,循环无穷之妙也。其径背求矢法,则以半背自乘为实,而约矢以减径,以矢乘之,为半弦幂,而平方开之,以减背,其减馀之数,恰与矢之背弦差数相当,则矢数见矣。盖半背数中,藏一半弦数,藏一背弦差数,故合二数而消息之也。径十寸,矢一寸,半背三寸一分,十寸之径,每一寸矢该差二分,二寸矢该差四分,为定差。今约矢一寸,以减径,得九寸,以矢乘亦得九寸,平方开之得三寸,为半弦。以除半背,而馀一分,恰勾一寸差数,则矢之为一寸也,无疑矣。又如径十寸,半背四寸四分,约得矢二寸,以减径,馀八寸,以矢乘,得十六寸,为弦幂平方开之为四寸,以减半背四寸,而馀四分,恰得二寸,矢之定差,则矢之为二寸也,无疑矣。又法,半背幂,自乘为实,中藏一个半弦,自乘之数,一个背弦差与两半背,而空出一差,相乘之数,亦名背弦差与背相开方之数,以此两数与实相消,而矢数见矣。假令径十寸,半背三寸一分,其半背幂,该九寸六分一釐,约矢一寸,与径相减,相乘如前法,得九寸,以除实九寸,而以一寸之差一分,与两半背而空出一差之数,得六寸一分,与上差一分相乘,得六分一釐,并二数九寸六分一釐,除实,恰尽。以是知矢之为一寸也。又如半背四寸四分,自乘得十九寸三分六釐,为实约,矢二寸与径相减,相乘如前法,得十六寸,以除十六寸,而以二寸之差四分与两半背,而空出一差之数,得八寸四分,与上差四分相乘,得三寸三分六釐,并二数十九寸三分六釐,除实恰尽以是知矢之为二寸也此其法亦始于先得定差,而约矢与径,两相消息,以得矢也。其径数有长短,差数有多寡,亦准。此法而通之也,在先得定差,而已又法半径,自乘为径,幂半背,自乘为背幂,二幂相乘为实,乃约矢,以减径,以矢乘之,为半弦幂,与径幂相乘,以除实,又以径幂除其馀实,恰得矢数之定差,则矢可得矣。盖二幂相乘,中藏一个径幂,与弦幂相乘之数,藏一个径幂,与半背弦差幂相乘之数,而背弦差者,矢之所藏也。假令径十寸,矢二寸,背差八分,半径自乘,得二十五寸,半背自乘,得十九寸三分六釐,相乘得四百八十四寸,为实及约矢,得二寸,以减径,而乘之得十六寸,为弦幂,与径幂相乘,得四百,以除实,馀八十四寸;又以径幂除之,得三寸三分六釐,恰与二寸矢之定差相合,然二寸矢之定差四分,而乃有三寸三分六釐者,盖始求背幂之时,以两背数相乘,则四分寓,其间恰得此数,所谓差与背相开方之数也。以四分与八寸四分相乘,得三寸三分六釐,故定差四分,而其积则三寸三分六釐也。以八寸四分除之,则定差本数也。夫背弦差者,矢之所藏也。以差立法,古未有之,而实求矢之大机也。差径求矢,以差与径相乘,平方开之得矢;差矢求径,矢自乘以差,为从平方开之得径,而差与弦亦可以求矢径半弦之幂,矢除径,而矢乘径之数也。差者,矢幂而径除之之数也。先约径矢数与弦幂相同,而又以径除矢幂,与差数同,则得矢径差与背,求矢径减差,则得弦,即差弦求矢径也。积者,矢与弦并,以矢除而半之之数也。积弦求矢,倍积为实,约矢而加之于弦,为从方,以矢为法除之,则得矢也。矢积求弦,矢自乘,而置虚积与元积相当,然后减去矢自乘之幂,而以矢除其虚积与元积之并,则得弦也。假令矢一寸,积三寸五分,矢自乘,得寸添积二寸五分,乃与元积相当。然后减去矢自乘之寸,馀六寸,以矢除之,得弦六寸也。矢二寸,积十寸,矢自乘,得四寸,加虚积六寸,与元积相当。减去矢自乘之寸,馀十六寸,以矢除之,得弦八寸也。如不以矢径求弦得积,而遂以矢径求积,则矢每寸截径寸二分五釐,而以矢自乘,再乘,以乘截馀之径,为径积,然后以径约积,而以积与矢自乘之数相乘,添入径积,合为积幂,而复以约积自乘,亦与前积幂同数,则积亦可得矣。然不如得弦而后得积之为简捷也。至于残周与弦求矢,则亦用半弦自乘为实,而约出矢数,以除半弦幂,而加矢为径,乃以径补出全周之数,而以半背数除半弦数,馀为半背弦差,恰得矢之定差,则矢可得矣。假令弦六寸,残周二十三寸八分,则以半弦自乘,得九为实,而约出矢一寸,以除实而加之,得十寸为径,该周三十寸,除残周数,得半背三寸一分,除半弦三寸,而馀一分,恰得一寸矢之定差,则矢一寸也。又如弦八寸,残周二十一寸二分,半弦自乘,得十六为实,约出矢二寸,以除实而加之,得十寸为径,该周三十寸,除残周数,得半背四寸四分,除半弦四寸,而馀四分,恰得二寸,矢之定差,则矢二寸也。数虽如是,而起算极周折惟求之,弦、矢、径三相权,则其数可准,盖径、矢求弦,则以矢减径,以矢乘之,为半弦幂径、弦求矢,则以半弦自乘为实,而以径为益方,以矢减益方,而相乘,除实,亦是以矢减径,以矢乘之,而得半弦幂也。弦、矢求径,则以半弦自乘,以矢除之,加矢而得径,由是三者辗转求之,则是半弦幂,中藏却以矢减径,以矢乘之之定数,以是约出矢径,而因径以为周,减其残周,而得背。以半背与半弦相较,而得差,恰与矢之定差相同,则矢数无所失矣。其有不合,则更约之,此数虽若眇茫,然准之,于以矢减径,即以矢乘,必须与半弦幂相当,则亦未尝无绳墨也。此意元之又元也,至神莫知也,积也,矢也,径也,弦也,背也,残周也,差也,凡七者转相为法,而转相求,共得三百二十六法,而后尽浑然一圆圈,而中含错综变化,乃至于此。呜呼。岂非所谓至妙至妙者哉。分法论
差分方程,盈朒粟米,总是一分法也。物有多寡,价有贵贱,两物相形,已知物之孰贵孰贱,各有定价矣。若使两物总共若干,两价亦总共若干,则两物混杂。虽则两物混杂,而总价固相差也。于是以价权物,则因价之贵贱而差之也。未知两物之孰贵孰贱,而但知两物相参伍之总价,若使此三而彼五,则价共增若干。此五而彼三,则价共减若干,则两价混杂,而物数固相形也。于是以物权价,则因物之参伍,而推出价之贵贱,谓之方程。方程者,言物价相检,括有定式,而不可乱也。差分方程之所不能尽,于是有盈朒。盈者有馀,朒者不足,盈朒者,因其外露畸零可见之数,而推知其中藏隐,杂不可见之数,以据末颖而窥全,锥也。假令物共若干,两价共若干,两两物混杂,而法有不尽于差分也,于是而盈朒之。假令总是贵物,则原总价不足若干;总是贱物,则原总价有馀若干。于是推乘,以齐其数。以不足之数乘贱物,以有馀之数乘贵物,两物各得其所乘之数,以为实,而并有馀;不足之数,以为法,而各归之,则物之多寡,可得矣。此差分之盈朒也。未知两物之孰贵孰贱,而但知此三而彼五,则价共增若干。此五而彼三,则价共减若干。两价混杂,而法有不尽于方程也,于是而盈朒之。假令此贱若干,彼贵若干,则原总价有馀几何。此贵若干,彼贱若干,则原总价不足几何。于是维乘,以齐其数,以有馀乘。此贵彼贱,亦以不足乘。彼贵此贱,令两贱自相减,两贵自相减,为实有馀。不足,亦自相减为法,则价之贵贱可得矣。此方程之盈朒也。差分以价,权物方程,以物权价,差分露价而混物,方程露物而混价,露价而混物,故以价相辖;露物而混价,故以物相参。而盈朒通乎其间矣。至于物有以多而易寡,价有以贵而易贱,于是有粟米,则乘除互换之,间而多遂与寡相当,贱遂与贵相当,而其数齐矣。以粟易米,则以粟率乘,以米率除;以米易粟,则以米率乘,以粟率除;以贵物易贱物,则以贵率乘,以贱率除;以贱物易贵物,则以贱率乘,以贵率除;以贱物易,皆以本率乘,以所易之率除。谓之粟米者,因粟米以名诸物也。六分论
数欲以繁而从简,而数之有分者,不可以常法约也。于是有约分之法,则以子减母,以母减子,至于等,而后止。等数者,母子之数所共止齐也,必相减,而后得之,所谓减损求原也。然后以等约母,以等约子,而繁者简矣。数有以少而合多,以聚其零散;亦有以少而减多,以较其多寡。而数之有分者,不可以常法,合而减也,于是有合分。课分之法,分母不同,分子亦异,于是母互乘子,以齐其数。假令二分之一与三分之一相乘,二分之母数本少也,与子之二数相乘而为四,则虽少而多。三分之母数本多也,与子之数相乘,而为三,则虽多而少一,互乘而裒多,益寡之义著矣。诸分皆母互乘子而合,分则相并以为实,所以为合也。课分,则相减,以为实,所以为减也。其实有相乘相减之异,而其法则皆以母相乘,盖其始皆母互乘子,以为实,则其母亦互相乘,以为法也。合分观其所总,而聚散著矣。减分观其所馀,而多寡著矣。数有多寡损益以取平,而数之有分者,不可以常数平也。于是有平分之法。亦母互乘子而副置之,其一相并以为平实,其不相并而据诸分之位数,凡几谓之列数名,以列数乘其不相并之分子,以为列元,是三位相并,则以三为列数。原是四位相并,则亦以四为列数,以三数乘,不相并,则亦与三数相并相当矣。以四数乘,不相并,则亦与四数相并相当矣。但相并,则诸分。总得其相乘之数。不相并,则诸分各得其相乘之数耳。以各较总而有馀,不足见矣。故平实者,总也;列实者,各也。非总无以准各,非各无以自准,有总有各而有馀,不足见矣。列实有馀者,以平实准之,而得其减数。列实不足者,以平实准之,而得其益数。减有馀之列,实益不足之列实,皆齐于平实而后止,是若齐于总也。于是以诸母相乘犹之母互乘子也。亦以列数乘,诸母之相乘者,犹之列数乘诸分子也,则分母恰与分子相当。以为法,以命平实,而诸分平矣。乘分者,乘法之有分者也。除分者,除法之有分者也。其乘分、除分皆用通分法。假如有银十两三分,两之二,则无分之全数,与有分之零数,相碍而不相通。于是以分母三乘全两,其十两得三十分,带分子二,共三十二分。所谓分母乘其全分子,从之也。通分,则全数与零数均为一法。而不相碍通分之后乘分,则以各通分相乘,为实分母相乘,为法除分,则以实分母乘法,以法分母乘实,而法与实之数始相当,而无偏,亦所谓变而通也。算经曰:学者不患乘除之为,难而患分法之为,难然必精于无分之乘除,而后能通于有分之乘除,非二致也,法有浅深而已矣。天地之间聚散分合,而已天气下降,地气上腾,而天地合。天气上腾,地气下降,而天地判合。则气发泄于其外判,则气凝结于其中其分,所以为合也。兵之用,聚散分合而已矣。分不分,谓之縻军;聚不聚,谓之孤旅。然聚易,而分难,其分所以为聚也。韩信多多益辨,兵家以为分数明也。数之用聚散分合而已矣。聚小以为大,谓之乘;散大以为小,谓之除。聚小以为大,则无畸零不尽之数;散大以为小,则多有畸零不尽之数矣。是以乘法省,而除法繁;乘法易,而除法难也。可知矣。算法部艺文
明算 册府元龟
自隶首作算,容成造历,后之学者,不绝英华。或妙尽其能,或略穷其理。忘寝废食,精骛心游。耳不闻于雷霆,行或坠于坎窞。尝龆龀而耽味,射隐伏以冥符。小则括毫釐之形,大则周天地之数。聊屈指而洞明,运只著而无爽。若非苦志名山,寻师远道,则何以臻此哉。测圆海镜序 李冶
数本难穷,吾欲以力强穷之,彼其数不惟不能得其凡,而吾之力且惫矣。然则数,果不可以穷耶。既已名之数矣,则又何为而不可穷也。故谓数为难穷,斯可谓数为不可穷。斯不可,何则彼其冥冥之中,固有昭昭者存。夫昭昭者,其自然之数也。非自然之数,其自然之理也。数一出于自然,吾欲以力强穷之,使隶首复生,亦末如之,何也。已苟能推自然之理,以明自然之数,则虽远而乾端坤倪,幽而神情鬼状,未有不合者矣。予自幼喜算数,恒病夫考圆之术,例出于牵强,殊乖于自然。如古率、徽率、密率之不同,截弧、截矢、截背之互见。内外诸角,析会两条,莫不各自名家,与世作法,反反覆研究,而卒无以当吾心焉。老大以来,得洞渊九容之说,日夕玩绎而乡之,病我者始去之而无遗馀。山中多暇客,有从余求其说者。于是乎,又为衍之,遂累一百七十问。既成编,客复目之《测圆海镜》,盖取夫天临海镜之义也。昔半山老人集唐百家诗选,自谓废日力于此,良可惜。明道先生以上蔡谢君记诵,为玩物丧志,夫文史尚矣。犹之为不足贵,况九九贱技能乎。嗜好酸咸,平生每痛,自戒敕,竟莫能已。类有物凭之者,吾亦不知其然而然也。故尝私为之解,曰:由技进乎道者,言之、石之、斤扁之,轮庸非圣人之所予乎。览吾之编,察吾苦心。其悯我者,当百数;其笑我者,当千数。乃若吾之所得,则自得焉耳,宁复为人悯笑计哉。算法部纪事
《通鉴前编》:黄帝有熊氏,命隶首作数。〈注〉《外纪》曰:帝命隶首定数,以率其羡,要其会,而律度、量、衡,由是而成焉。《史记》:张苍明习天下图书计籍,又善用算律历,故令苍以列侯,居相府,主领郡国上计者。
《册府元龟》:汉许商为博士,治《尚书》为算,能度功用,尝著《五行论历》〈注〉《艺文志》,有《许商算术》二十六卷,《杜忠算术》十六卷。
桑弘羊,武帝时以计算。羊年十三为侍中。
耿寿昌,宣帝时为大司农丞,以善算为算工,得幸于帝。
《后汉书·冯勤传》:勤为司徒,八岁善计〈注〉计算术也。《册府元龟》:张衡为尚书,尤致思于天文阴阳历算。王子山与父叔师,到泰山,从鲍子真学算。
《西京杂记》:汉安定,皇甫嵩、真元菟、曹元理并善算术,皆成帝时人。真尝自算其年寿七十三,于绥和元年正月二十五日晡时死,书其屋壁,以记之。二十四日晡时死,其妻曰:见算时,常下一算,欲以告之。虑脱有旨,故不告。今果先一日也。真又曰:北邙青冢上,孤槚之西,四丈所凿之入七尺,吾欲葬此地。及真死,依言往掘,得古时空椁,即以葬焉。
曹元理,尝从真元菟友人陈广汉,广汉曰:吾有二囷米,忘其石数,子为吾计之。元理以食箸十馀转,曰:东囷七百四十九石二斗七合,西囷六百九十七石八斗。遂大署囷门,后出米,西囷六百九十七石七斗九升中,有一鼠大堪一升;东囷不差圭合。元理后岁复遇广汉。广汉以米数告之元理,以手击状,曰:遂不知鼠之食米,不如剥面皮矣。广汉为之取酒鹿脯数脔,元理复算曰:甘蔗二十五区,应收一千五百三十六枚;蹲䲭三十七亩,应收六百七十三石千;牛产二百犊;万鸡将五万雏。羊豕鹅鸭皆道其数;果蓏殽核悉知其所。乃曰:此资业之广,何供具之褊。广汉惭,曰:有仓卒客,无仓卒主人。元理曰:俎上蒸肫一头,厨中荔枝一盘,皆可以为设。广汉再拜谢罪,入取,尽日为欢。其术后传南季,南季传项滔,项滔传子陆,皆得其分数,而失其元妙焉。
《后汉书·郑元传》:元以永建二年七月戊寅生,八九岁能下算乘除。年十一二,随母还家,腊日宴会,同时十许人皆美服盛饰,语言通了。元独漠然状,如不及。母私督数之,乃曰:此非元之所志也。
《异苑》:郑元在马融门下,三年不相见。高足弟子,传授而已。常算浑天不合,问诸弟子,弟子莫能解。或言:元。融召令算,一转便决,众咸骇服。及元业成辞归,融心忌焉。元亦疑有追者,乃坐桥下,在水上据屐。融果转式逐之,告左右曰:元在土下水上,而据木,此必死矣。遂罢追。元竟以免。一说郑康成师马融,三载无闻。融鄙而遣还。元过树阴,假寐,见一老父,以刀开腹心,谓曰:子可以学矣。于是寤而即返,遂精洞典籍。融叹曰:诗、书、礼、乐,皆已东矣。潜欲杀元。元知而窃去。融推式以算元,元当在土木上,躬骑马袭之。元入一桥下,俯伏柱上。融踟蹰桥侧,云:土木之间,此则当矣。有水非也。从此而归。元用免焉。
《册府元龟》:郑元造太学,受业师事京兆第五。元先始通《春秋》、《三统历》、《九章》、《算术》,又因卢植事马融,融素贵元。在门下三年,不得见会。融集诸生,考论《图纬》,闻元善算,乃召见。元因质诸疑义,后徵大司农,不起〈注〉三统历,刘歆所撰九章、算术,周公作凡有九篇:方田一,粟布二,差分三,少广四,均输五,方程六,旁要七,盈不足八,钩股九。
《三国·魏志·王粲本传》:粲子仲宣,山阳高平人也。性善算,作算术,略尽其理。
《册府元龟》:吴顾谭为左节度,每省簿书,未尝下筹。徒屈指心计,尽发疑谬。下吏以此服之。
赵达,明算术,事大帝。帝令达算:作天子之后,当复几年。达曰:高祖建元十二年,陛下倍之。帝大喜,左右称万岁。果如达言。黄武三年,魏文帝在广陵,大帝令达算之。曰:曹丕走矣。虽然吴衰庚子岁。帝曰:几何。达屈指而计之,曰:五十八年。帝曰:今日之忧,不暇及远,此子孙事也。达治九宫一算之术,究其微,旨是以能应机立成,对问若神。至计飞蝗射隐伏,无不中。效或难。达曰:飞者,固不可校。谁知其然,此殆妄耳。达使人取小豆数斗,播之席上,立处其数验,覆果信。尝过知故,知故为之具食。毕,谓之曰:仓卒乏酒,又无佳肴,无以叙意,如何。达因取盘中只箸,再三纵横之,乃言:卿东壁有美酒一斛,又有鹿肉三斤,何以辞无。时适坐有他宾,内得主人情。主人惭,曰:以卿善射有无,欲相试耳,竟效如此。遂出酒酣饮。又有书简上作千万数,著空仓中封之,令达算之。达处如数,云但有名无实。其精微若是。达又閒居,无为引算自较,乃叹曰:吾算讫尽,某年月日其终矣。达妻数见达效,闻而哭,泣达,欲弭妻意,乃更步算,言:向者谬误耳,尚未也。后如期死。大帝闻达有书,求之不得。乃录问其女,及发达棺,无所得。法术绝焉。
宋关康之,字伯愉,河东杨人。世居京口,寓属南平昌,少而笃学,算术妙尽其能。太宗诏徵,不起。
祖冲之为长水校尉,善算,注九章,造缀术数十篇。后魏安丰王猛,子延明,为尚书右仆射。以河间人信都芳,工算术,引之在馆,共撰古今乐事、九章、十二图。高允为太常,明算法,为算术三卷。
殷绍,长乐人。少聪敏,好阴阳术数。游学诸方。达九章、七曜。太武时,为算生博士。
《北齐书·信都芳传》:芳,河间人。少明算术,为州里所称。有巧思,每精研究,忘寝与食,或坠坑坎。尝语人云:算之妙,机巧精微。我每一沉思,不闻雷霆之声也。其用心如此。以术数干高祖,为馆客,授参军丞相仓曹。祖珽谓芳曰:律管吹灰,术甚微妙,绝来既久。吾思所不至,卿试思之。芳遂留意十数日,便云:吾得之矣。然终须河内葭莩灰。后得河内葭莩,用其术,应节便飞,馀灰即不动也。不为时所重,竟不行,故此法遂绝云。《册府元龟》:信都芳,初为魏安丰王延明所馆。延明家有群书,欲抄集五经算事,为五经宗。又聚浑天欹器地动铜乌候风诸图。为器准,并令芳算之。会延明南奔,芳乃自撰注。芳注重差句股,撰史宗,仍自注之,合数十卷。
北齐许遵,明易,善算。高祖引为馆客。后文宣无道,日甚遵,语人曰:多折算来,吾筮此狂夫,何时当死。遂布算满床,大言曰:不出冬初,我乃不见。遵果以九月死。隋萧吉,字文休。为上仪同。博学多通,尤精阴阳算术。刘炫为旅骑尉,撰算术一卷行于世。
唐傅仁,均为太史令,善历算。
李淳风为太史令,尤明天文历算阴阳之学。与算学博士梁,永太学助教王真儒等,注释五曹、孙子等十部算经,分二十卷,显庆元年左仆射于志宁等奏之,付国学行用。
僧一行,姓张氏,公谨之孙也。初求访师,资以穷。大衍至天台山国清寺,见一院古松,数十门有流水。一行于门屏间,闻院僧于庭布算声,而谓其徒曰:今日当有弟子,自远求吾算法,已合到门,岂无人导达也。即除一算,又谓曰:门前水当却西流,弟子亦至。一行承其言而趋入,稽首请法,尽授其术。而门前水果却西流。
《稽神录》:后唐表弘禦,为云中从事,尤精算术。同府令算庭下桐树叶数,即自起量树,去地七尺围之,取围径之数布算。良久曰:若干叶众,不能覆。命撼去二十二叶。复使算,曰:已少向者二十一叶矣。审视之,两叶差小,止当一叶耳。节度使张敬达有二玉碗,弘禦量其广深,算之,曰:此碗明年五月十六日巳时当破。敬达闻之,曰:吾敬藏之,能破否。即命贮大笼藉,以衣絮锁之库中。至期,库屋梁折,正压其笼,二碗俱碎。太仆少卿薛文美同府亲见。
《宋史·徽宗本纪》:大观三年冬十一月丁未,诏算学,以黄帝为先师,风后等八人,配飨巫咸等七十人从祀。