數學史話之代數雙星艾布·卡米勒和凱拉吉

在花拉子米之後,阿拉伯世界還有一批數學家在代數領域發揮著重要的作用,其中就包括被稱為"埃及的計算家"的艾布·卡米勒和另一個數學家凱拉吉。

艾布·卡米勒在一本叫做《書目》的介紹古希臘、伊斯蘭數學家的傳略中被提到過,那是一個叫奈迪姆的藏書家寫的書,現在已經成為了研究阿拉伯歷史的珍貴的參考文獻。在這本書中,作者把艾布·卡米勒稱為"新的計算家和算術家"。艾布·卡米勒的生平情況記載並不多,他的全名是艾布·卡米勒·舒扎·伊本·埃斯拉姆·;伊本·穆罕默德·伊本·舒扎,大約生活在公元850年到930年之間,根據他的稱號"埃及的計算家"來看,他應該是個埃及人或者可能長期在埃及工作。

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埃及

艾米·卡米勒留下的著作也不少,並且流傳的廣度並不亞於花拉子米的《代數學》。其中有一本《計算技巧珍本》,在書中艾米·卡米勒主要論述了一些不定方程的整數解的問題。還有一本是《論五邊形和十邊形》,在該書中包含了代數和幾何兩個方面的內容,討論了四次方程和帶有無理係數的混合型二次方程。艾米·卡米勒的著作後來被翻譯成希伯來文,又通過希伯來文被翻譯成英文《艾米·卡米勒的代數學》。在該書中,艾米·卡米勒的代數學在花拉子米的基礎上有所提升,比如花拉子米的《代數學》中羅列了40個問題,而在《艾米·卡米勒的代數學》中則羅列了69個問題,其中一部分直接來自於花拉子米的《代數學》,但是經過了重新的討論或者給出了新的解法,是花拉子米《代數學》的補充和發展。

艾布·卡米勒將巴比倫式的實用代數和希臘式的幾何理論的研究結合了起來。他是第一個使用高於2次方的阿拉伯數學家,在他的著作中,他甚至用到了8次冪,叫做"平方平方平方平方",6次冪叫做"立方立方",5次冪叫做"平方平方,根",4次冪叫做"平方平方"。從這裡就可以看出,艾布·米勒使用了"同底數冪相乘,底數不變,指數相加"的法則,而在此之前,印度人的冪計算法則並不是這樣的,因此這個法則可以算是艾布·卡米勒獨創的。

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冪運算

艾布·卡米勒還給出了二次根式的和差公式,並用幾何的方式來證明這個公式成立,而這顯然是受到了歐幾里得的《原理》的影響,這個公式又來還出現在了凱拉吉和斐波那契的書中。

在艾布·卡米勒之後,還有一位重要的數學家就是前面說到的凱拉吉,他大約生活在公元1020年前後。他的主要代數著作是《法赫裡》。這本書後來也被翻譯成了很多文字,用後來一個譯者韋普克的話來說就是:這是第一本提供了最完整或者說迄今為止阿拉伯著作中代數計算理論最好的書。在這本書中,凱拉吉突出體現了代數的獨立性和特點,基本上擺脫了對幾何的依賴性,使得代數更加的算術化。在凱拉吉寫《法赫裡》的時候,丟番圖的《算術》已經被譯成了阿拉伯文,所以凱拉吉大量吸取了丟番圖的思想,特別是解題技巧。凱拉吉還給出了幾個多項式的展開式,並且根據他之後的一個數學家的記載,凱拉吉已經得到了二項式(a+b)^n展開式係數的表,也就是算術三角形,或者叫"帕斯卡三角",在中國稱為"賈憲三角",這是阿拉伯世界關於算術三角形的最早記載,也是世界上除了中國的"賈憲三角"之外的最早記載,只不過凱拉吉的原著早已散失。

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賈憲三角

凱拉吉還得出了=,但是他並沒有給出證明。另外,凱拉吉明確指出了代數的主要任務就是從已知數出發,通過對方程作種種變換,以求出未知數來。也就是說代數實際上就是方程的科學。


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