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| 詩(shī)文 | 極限 |
| 釋義 | 極限河伯曰:“世之議者皆曰:‘至精無(wú)形,至大不可圍?!切徘楹??” 北海若曰:“夫自細(xì)視大者不盡,自大視細(xì)者不明。夫精,小之微也;垺,大之殷也;故異便。此勢(shì)之有也。夫精粗者,期于有形者也;無(wú)形者,數(shù)之所不能分也;不可圍者,數(shù)之所不能窮也。可以言論者,物之粗也;可以意致者,物之精也;言之所不能論,意之所不能察致者,不期精粗焉?!?br> 《莊子·秋水》 【評(píng)】《莊子》借河伯與北海若的問(wèn)答闡發(fā)了“至精無(wú)形”及“無(wú)形不能分”的思想。后來(lái)劉徽對(duì)錐體施以無(wú)窮小分割時(shí)的“至細(xì)曰微,微則無(wú)形”的思想,以及“數(shù)而求窮之者,謂以情推,不用籌算”的思想,當(dāng)與此有淵源關(guān)系。 惠施多方,其書(shū)五車(chē),其道舛駁,其言也不中。歷物之意,曰:“至大無(wú)外,謂之大一;至小無(wú)內(nèi),謂之小一。無(wú)厚,不可積也,其大千里?!?br>惠施以此為大,觀于天下而曉辯者,天下之辯者相與樂(lè)之?!w鳥(niǎo)之景未嘗動(dòng)也,鏃矢之疾而有不行不止之時(shí),……一尺之捶,日取其半,萬(wàn)世不竭。辯者以此與惠施相應(yīng),終身無(wú)窮。 《莊子·天下》 【評(píng)】《莊子》所引辯者的許多命題,含有深刻的極限思想,尤以“一尺之捶,日取其半,萬(wàn)世不竭”,最為著名。 非半弗??(畢云:《玉篇》云:“??,知略切,破也?!北R云:非此義,此當(dāng)與“斫”、“斮”義同。沅案:“??”即“斮”字異文耳。楊云:“??”同“櫡”。按:楊說(shuō)是也?!都崱肥恕八帯痹疲簷罚墩f(shuō)文》“斫”謂之“櫡”,或從“斤”,作“??”,此“??”即“??”之變體。舊本作“?”,訛。“??”,“斫”同詁,與“斮”音義亦略同,而字則異。畢說(shuō)未審。)則不動(dòng),說(shuō)在端。(若盡其端,則無(wú)半可言,是終古不能??也。故云“不動(dòng)”。) 《墨子·經(jīng)下》(見(jiàn)清·孫詒讓《墨子間詁》) 非??半,(??,櫡之別體。此疑當(dāng)作“??非半,即約經(jīng)云:非半弗??也,而反辭以明其義。)進(jìn)前取也。(非半而??之,則每??前進(jìn)也。)前,則中無(wú)為半。(言半者,必前后之中。進(jìn)前取,盡其端,則中無(wú)所謂半。)猶端也。(端,即前也?!督?jīng)上》云:“端,體之無(wú)序而最前者也?!贝搜噪m取中??之,終必前極其端。)前后取,則端中也。(前后端之中,即所謂半。)??必半,毋與非半。(“毋”,吳鈔本作“無(wú)”。)不可??也。(盡其端,則無(wú)半,不復(fù)可???!肚f子·天下篇》云:“一尺之捶,日取其半,萬(wàn)世不竭。”《釋文》引司馬彪云:若其可析,則常有兩;若其不可析,其一常在。故曰“萬(wàn)世不竭”,即此義也。依張楊說(shuō),此釋《經(jīng)下》“非半弗??則不動(dòng),說(shuō)在端?!? 《墨子·經(jīng)說(shuō)下》(見(jiàn)清·孫詒讓《墨子間詁》) 【評(píng)】《墨經(jīng)》中的以上兩段文字的詮釋?zhuān)郧逡越?,眾說(shuō)紛紜,然其中含有極限思想,則是共同看法。并且,后來(lái)劉徽割圓術(shù)中“不可割”的思想與墨家的“不可??”有著淵源關(guān)系,也是無(wú)疑的。 漢興,破觚而為圜,斫雕而為樸,…… 《史記·酷吏列傳》 【評(píng)】司馬遷由治輪等手工業(yè)工序抽象出來(lái)的“破觚為圜”,其本意在于比喻漢廢除秦的嚴(yán)刑苛法,不過(guò)很可能成為劉徽割觚為圓的思想淵源。 又按:為圖:以六觚之一面乘一弧半徑,三之(原本作“二因而六之”,依戴震校),得十二觚之冪。若又割之,次以十二觚之一面乘一弧之半徑,六之(原本“六之”前有“四因而”三字,依戴震刪),則得二十四觚之冪。割之彌細(xì),所失彌少。割之又割,以至于不可割,則與圓周合體而無(wú)所失矣。觚面之外,猶有馀徑。以面乘馀(原脫,依錢(qián)寶琮補(bǔ))徑,則冪出弧表。若夫觚之細(xì)者,與圓合體,則表無(wú)馀徑。表無(wú)馀徑,則冪不外出矣。以一面乘半徑,觚而裁之,每輒自倍,故以半周乘半徑而為圓冪。此以周徑,謂至然之?dāng)?shù),非周三徑一之率也。 《九章算術(shù)·方田》三國(guó)魏·劉徽注 【評(píng)】這是劉徽用極限思想對(duì)圓面積公式的極其嚴(yán)格的證明。 邪解立方得兩塹堵。邪解塹堵,其一為陽(yáng)馬,一為鱉腝,陽(yáng)馬居二,鱉腝居一,不易之率也。 《九章算術(shù)·商功》三國(guó)魏·劉徽注 【評(píng)】這是劉徽為證明陽(yáng)馬和鱉腝的體積公式而提出的一條重要原理:一塹堵分成一陽(yáng)馬與一鱉腝,陽(yáng)馬與鱉腝體積之比恒為二比一。是為劉徽體積理論之精髓,可稱(chēng)為劉徽原理。劉徽用極限思想證明了它。由于塹堵體積為1/2abh,那么陽(yáng)馬與鱉腝的體積公式是顯然的。 其棋或修短,或廣狹,立方不等者,亦割分以為六鱉腝。其形不悉相似,然見(jiàn)數(shù)同,積實(shí)均也。鱉腝殊形,陽(yáng)馬異體。然陽(yáng)馬異體,則不可純合。不純合,則難為之矣。何則?按:邪解方棋以為塹堵者,必當(dāng)以半為分;邪解塹堵以為陽(yáng)馬者,亦必當(dāng)以半為分,一從一橫耳。設(shè)為陽(yáng)馬為分內(nèi),鱉腝為分外,棋雖或隨修短廣狹,猶有此分常率知,殊形異體,亦同也者,以此而已。 《九章算術(shù)·商功》三國(guó)魏·劉徽注 【評(píng)】此處闡明在長(zhǎng)、寬、高不等的情況下劉徽原理仍然成立,然用棋驗(yàn)法無(wú)法證明之。因此,必須另辟蹊徑。 其使鱉腝廣、袤、高各(原本“高各”誤倒,戴震校正)二尺,用塹堵、鱉腝之棋各二,皆用赤棋。又使陽(yáng)馬之廣、袤、高各二尺,用立方之棋一,塹堵、陽(yáng)馬之棋各二,皆用黑棋。棋之赤、黑接為塹堵,廣、袤、高各二尺。于是中效其廣、袤(原本脫“袤”,依意補(bǔ)),又中分其高。令赤、黑塹堵各自適當(dāng)一方,高一尺、方一尺(兩“一尺”,原本作“二尺”,依意改),每二分鱉腝則一陽(yáng)馬也。其馀兩端各積本體,合成一方焉。是為別種而方者率居三,通其體而方者率居一。雖方隨棋改,而固有常然之勢(shì)也。按馀數(shù)具而可知者有一、二分之別,即一、二之為率定矣,其于理也豈虛矣。若為數(shù)而窮之,置馀廣、袤、高之?dāng)?shù)各半之,則四分之三又可知也。半之彌少,其馀彌細(xì),至細(xì)曰微,微則無(wú)形,由是言之,安取馀哉?數(shù)而求窮之者,謂以情推,不用籌算。 《九章算術(shù)·商功》三國(guó)魏·劉徽注 【評(píng)】劉徽用無(wú)窮小分割證明劉徽原理,說(shuō)明他實(shí)際上已經(jīng)開(kāi)始考慮后來(lái)高斯(1777—1855)關(guān)于不用無(wú)窮小分割是不可能解決四面體體積的猜想,這個(gè)猜想成為希爾伯特二十三個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題之第三個(gè)問(wèn)題的核心。 |
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