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周美权与《圆理奇侅》 精选

已有 3586 次阅读 2020-10-15 08:58 |个人分类:中国科学社研究|系统分类:人物纪事

周美权与《圆理奇侅》


 

周美权(1879—1949)最被世人称颂的是他在集邮界的盛名,被称为民国时期的“邮王”。实际上周美权还是中国现代数学的先驱者,他不仅在数学研究上颇有成就,更是一位数学活动家。他推动创建中国数学会,最早走出国门引进现代数学教育制度,而且把自己毕生收集的数学书刊捐献给中国科学社。


■顾金亮

花了数百元,买了一本书,认知一个人,弄懂一个词,这就是我与《圆理奇侅》的奇缘。

“奇侅”一词,有“奇异”“非常”之意。如果结合该书英文书名On Successive Circles,则该书似可拟一个更接近白话的名字——《累圆探奇》。此书印行于1938年抗战上海沦陷期间,故存世量甚少,有研究称该书仅见藏于中国科学院自然科学史研究所和重庆图书馆古籍部,甚至称其为孤本;有读者称台湾“中央研究院”数学所图书馆曾藏有该书,可是后来在图书管理系统中无可稽查,甚表惋惜。据本人考证孤本论不实,首先本人近日觅得一本,另探知高晓松的杂书馆亦藏有一本。

孤本与否表征的是该版本的稀缺程度,不是本文讨论的重点。本文关注的是在100多年前周美权即对累圆问题进行了系统性的研究,且方法多有创新;周美权在数学领域创造的传奇抑或可以部分回答“钱学森之问”,即科学不应被当作功利性的谋生手段,兴趣和好奇心的驱动是一流科学家成长和科学发展的源头活水。

痴迷数学

周美权,安徽至德人,原名明达,后改名达,字美权,编著集邮文章时则署名今觉。他自学成才,是中国数学会创始人之一,被称为“中国现代数学的先驱者”。

周美权出身于世家大族。其祖父周馥(1837—1921),跟随洋务派领袖李鸿章办洋务30余年,曾任山东巡抚、署理两江总督、两广总督等要职。其父周学海(1856—1906)乃周馥长子,是清末名医。

在周氏家族中,周美权是长子长孙,从小受到严格的家庭教育。他自幼酷爱新学新书,才智过人。周美权对于自己早年在数学方面的浓厚兴趣和不懈钻研,曾自谓:“余束发受书即喜研求历数之学,治之甚勤且笃,家藏古算书尽发而读之,凡《九章》《缉古》《天元》《大衍》《海镜》《玉鉴》诸书,靡不遍观而尽识。复旁搜历代明历观象之作,暨国朝梅、江、王、薛、项、戴、徐、李之书,洞观而知其要,澄思渺虑,思自树异于古昔作者之表已。又得墨海书馆、制造局所译西算,读之,通代数、微积,取与古书印证,得其汇通之旨,成法既娴,乃时时出新义著书。”

周美权早年在数学方面的进步,多得著名数学家华蘅芳的指导,两人关系密切。周美权刚20岁时即完成《勾股三角求整数术》一书(为《尚志书屋算草》之一),寄给华审阅,不久又完成《三角和较术解》四卷,也寄给华蘅芳,华为之作序。自此数年,周美权在数学研究方面有了坚实的基础。

周美权不仅自己从事数学研究,还积极推动中国数学的发展,因此称得上是“数学活动家”。他于1900年在扬州创办“知新算社”,这是我国第一个民间数学学术团体,集合了江浙一带众多的数学人才,以学习和研究西方现代数学为宗旨。1902年,他首次以考察日本数学为目的访问日本,结交众多日本著名数学家,回国后著成《调查日本算学记》,介绍日本当时数学教育和数学书刊出版的情况。其后在数年间又多次访问日本,与日本一流数学家上野清、长泽龟之助等进行广泛交流,并加入日本东京物理数学会,成为该学会的第一位中国会员。他又把日本现代数学教育制度、现代数学教育的内容引进中国,在“知新算社”的社友中试行。

他的数学著述很多,主要有:《周美权算学》10种;《福慧双修馆算稿》4种;《三角和较术解》4卷,有1899年石印本;《知新算社课艺》初集,有1903年石印本;《巴氏累圆奇题解》1卷,有1904年知新算社石印本;《数根性情考》1卷,有知新算社本;《勾股三角求整数术》;《平圆互容新义》。此外,在华蘅芳等译的《决疑数学》10卷后附的《斯特林公式解证》1卷也出自他之手,该书有1909年维扬刊本。这些数学著作在当时具有很高的水平。

结缘中国科学社

1918年中国科学社从美国迁回国内后,周美权即对中国科学社在物质和人力上给予大力支持。

周美权对中国科学社的最大支持,莫过于悉数捐赠其长期收藏的数学专业书刊。中国科学社在南京时期即设科学图书馆,由胡刚复负责图书馆工作。周美权在50岁时将毕生收集的价值万余美元的数学书刊,全部捐献给中国科学社。这些图书涉及中、英、日文书刊总共546种、2350册,以英文原版书刊居多,“计有期刊23种、1475册,解析学136种、143册;代数学117种、128册;几何学113种、117册;普通与应用数学108种、133册;中算书49种、354册” 。

1929年,中国科学社在上海购置地产建设新的图书馆,为纪念胡明复博士,命名为“明复图书馆”。1931年中国科学社明复图书馆落成后,在其中辟专室收藏周美权捐赠的英美数学名著,名曰“美权算学图书室”。此后这里便成为中国数学家阅读、研习西方现代数学著作的基地。1938年起,周美权担任中国数学会刊物《数学杂志》的编委。他所捐建的“美权算学图书室”,在此后很长的时期内实际上成为中国数学会的会址。

1938年,周美权再次向明复图书馆捐赠购书款,以扩充美权算学图书室。他节衣缩食捐助法币7000元,以1000元购置数学新书,6000元作为美权算学图书室基金。这是因为,抗战开始后,明复图书馆“阅览人数骤增,自苏省各地相继沦陷后,各地学校均纷纷迁沪开学,学生数目不下数万人……阅览室中常有人满之患,而各大学高年级学生之作毕业论文者,多在该馆寻找材料,尤以数理化为多云”。由此亦可见战时的明复图书馆及美权算学图书室,在上海有着巨大的作用和影响。

管窥《圆理奇侅》

为表彰周美权对中国数学发展所作出的贡献,1938年,在其60岁生日之际,中国科学社决定印行其一部著作,周美权就将他在《巴氏累圆奇题解》基础上写成的《圆理奇侅》一书交付印行。

《圆理奇侅》著作分为前序、后序、正文、附论、附《以倒转法解累圆难题》五部分。

“前序”系1907年3月作于扬州知新算社,是为《巴氏累圆奇题解》一书所作,阐明了巴氏累圆题的发展历史,记述了周美权与长泽等人的学术交流。作序时周美权29岁,年少气盛,因为解决了巴氏累圆的欧几里得几何证明,自喜之情不觉流于言表。

“后序”作于1938年晚秋,此时周美权已60岁。在此“后序”中,周美权回顾了自己的治学生涯:“十六岁时,谈书家塾,架上有古算书数种,读而好之。维时先大夫督习,举业甚严,禁治杂家之学,仅于课余之暇,乘间偷读而已。家藏本富,又时时假之友朋,购之坊肆,一书既毕,更易他书,每一过目,罔不了澈,且更旁推曲证,穷其变化,如是者积七八年之久,上自《周髀》《九章》《海镜》《玉鉴》,下迄梅(文鼎)、江(永)、罗(士琳)、董(佑诚)、项(名达)、戴(煦)、徐(有壬)、李(善兰)之书,旁及墨海书馆、江南制造局所译西籍,凡中国有字之算书,靡不普观而尽识。”

《圆理奇侅》正文70页,30款,插图41幅,推论15条,实际上是45个几何定理。这些定理的证明难度都很大,即使是现代几何学家也不能驾轻就熟。但是,周美权以其第一款为基础,以前款推后款,触类旁通,构建了一套定理体系。周美权还附上《以倒转法解累圆难题》,想让读者通过比较看重他的研究,以提高其创造的价值。


《中国科学报》 (2020-10-15 第5版 文化周刊)




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