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“象数之学”中的数学真知

作者:主编 时间:2022年12月31日 阅读:148 评论:0

从总体上看,中国数学重视实践,但有时也以神秘的面目出现。人们对这些充满神秘色彩的数学知识往往或者轻视,或者视若神明。例如,《周易》中以“—”、“--”两种元素,共可排成八个三元素结合体,称为八卦,而八卦两两排列又可构成六十四个六元素整体,即八八六十四卦。这六十四卦实际上列举出了两种元素构成六元素整体的全部可能性。我们可以从理论上推断排列方式确实只有26=64种。无遗漏的列举,意味着古代中国人已认识到排列中的数学规律。17世纪德国的伟大数学家莱布尼兹曾将八八六十四卦看作二进记数法,他以“—”代表1,“--”代表0,于是每一卦都可以视为一个二进制数,如“䷡”就可以表示二进制数001111,换算成十进制即1+2+22+23+0+0=15;六十四卦实际上即是从0到63的64个数字。但八卦诞生时,中国还未有明确的“零”概念,况且《周易》中的“—”、“--”通常被解释为“9”与“6”,与1、0毫不相干,所以莱布尼兹可能拔高了易学中的数学成就。然而在中国古代神秘学说中,我们的确可以找到一些数学及科学真知,无需任何莱布尼兹式的拔高。两汉之际的“象数之学”就是一例。

西汉末年,由于社会危机加重,谶纬盛行。“谶”是“诡为隐语,预决吉凶”,“纬”是“经之支流,衍及旁义”。当时的儒生用阴阳、五行、八卦来解释、演绎、附会过去的经典着作。对“易”的再解释称为“易纬”,其中《易纬·乾凿度》中“象数之学”的一些内容有相当的数学价值。“象数”的“象”即八卦的卦象,“数”即奇偶数,数中的奇偶与阴阳相对应。卦象和数构成了整个物质世界乃至道德领域的图象,这就是所谓“象数之学”。《乾凿度》中的数学看似神秘,有些东西却是拼凑的,如最为重要的“成变化而行鬼神”的“大衍之数五十”,只是由五音配甲乙得十干,六律配子丑得十二辰,加上二十八宿,三者相加而来。可见这样的一个“大衍之数”只有加法或乘法意义。《乾凿度》中也谈到了易的起源与季节的成因,基本上继承了“太极生两仪,两仪生四象”的说法。四象即四时,以八卦配入四方、四时中,八卦所表示的阴阳消长正好说明了四季寒暑的变化,每一卦用时45天,这样每年的气候变化就有了规律。另外的一部易纬《是类谋》,则以八八六十四卦配入四时,四时又细分为二十四节气、七十二候,这在历法中是有物候学根据的。但从数学角度而言,以上这些数字构造拼凑色彩很浓,并未超过秦汉之际的数学水平。

相比之下,该书中的九宫图的意义要大得多。《乾凿度》说:东、南、西、北是四方,东南、西南、东北、西北是四维,这八个方位连同中央构成了“九宫”(如图1)。一年之中阴阳之气以数字的形式在九宫中运行,即“太一下九宫”(如图2)。九宫中有三行数,即四九二、三五七、八一六。这个数字组合中,无论横、竖、斜将三个数相加,均等于15。由于它均衡而完善,人们认为它揭示了宇宙的秘密,且能容纳治国安民的九种模式。有人甚至认为这就是《易传》中所说的“河图洛书”。

这样一个数字方阵,在现代组合数学中就称为幻方,九宫图是人类历史上第一个三阶幻方,其开创性意义是不言而喻的。一位现代组合学家说: “洛书在整个时代,对许多人将发挥出强有力的魅惑。连最简单的算术都成了一件令人惊喜的事情,于是,从一开始,幻方就同虚幻、神秘事物联系在一起了。” 忽必烈的儿子安西王忙哥剌的王府建筑遗址中,曾出土了几件铸在铁板上的六阶古阿拉伯数字幻方。考古工作者认为,这些幻方是用以辟邪的,古人对幻方的崇拜由此可见一斑。当然,实际上幻方并无任何神秘意义,如果方法得当,完全可以构造出更“神奇”的幻方,13世纪的杨辉甚至构造过一个十阶幻方。17世纪法国数学家费尔马等人对幻方作了理论上的研究,使之获得了纯数学而不是玄学上的意义。神秘色彩对于宗教是必要的,对于科学则是多余的,我们没有必要感叹数的神秘,进而夸大数学成果的神秘。透过象数之学的神秘色彩,我们才能找到对其中真知的适当评价。

图1 九宫图

图2 太—下九宫周行图

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文章来源:主编

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