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数学史话之代数双星艾布·卡米勒和凯拉吉

在花拉子米之后,阿拉伯世界还有一批数学家在代数领域发挥着重要的作用,其中就包括被称为"埃及的计算家"的艾布·卡米勒和另一个数学家凯拉吉。

艾布·卡米勒在一本叫做《书目》的介绍古希腊、伊斯兰数学家的传略中被提到过,那是一个叫奈迪姆的藏书家写的书,现在已经成为了研究阿拉伯历史的珍贵的参考文献。在这本书中,作者把艾布·卡米勒称为"新的计算家和算术家"。艾布·卡米勒的生平情况记载并不多,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,大约生活在公元850年到930年之间,根据他的称号"埃及的计算家"来看,他应该是个埃及人或者可能长期在埃及工作。

埃及

艾米·卡米勒留下的著作也不少,并且流传的广度并不亚于花拉子米的《代数学》。其中有一本《计算技巧珍本》,在书中艾米·卡米勒主要论述了一些不定方程的整数解的问题。还有一本是《论五边形和十边形》,在该书中包含了代数和几何两个方面的内容,讨论了四次方程和带有无理系数的混合型二次方程。艾米·卡米勒的著作后来被翻译成希伯来文,又通过希伯来文被翻译成英文《艾米·卡米勒的代数学》。在该书中,艾米·卡米勒的代数学在花拉子米的基础上有所提升,比如花拉子米的《代数学》中罗列了40个问题,而在《艾米·卡米勒的代数学》中则罗列了69个问题,其中一部分直接来自于花拉子米的《代数学》,但是经过了重新的讨论或者给出了新的解法,是花拉子米《代数学》的补充和发展。

艾布·卡米勒将巴比伦式的实用代数和希腊式的几何理论的研究结合了起来。他是第一个使用高于2次方的阿拉伯数学家,在他的著作中,他甚至用到了8次幂,叫做"平方平方平方平方",6次幂叫做"立方立方",5次幂叫做"平方平方,根",4次幂叫做"平方平方"。从这里就可以看出,艾布·米勒使用了"同底数幂相乘,底数不变,指数相加"的法则,而在此之前,印度人的幂计算法则并不是这样的,因此这个法则可以算是艾布·卡米勒独创的。

幂运算

艾布·卡米勒还给出了二次根式的和差公式,并用几何的方式来证明这个公式成立,而这显然是受到了欧几里得的《原理》的影响,这个公式又来还出现在了凯拉吉和斐波那契的书中。

在艾布·卡米勒之后,还有一位重要的数学家就是前面说到的凯拉吉,他大约生活在公元1020年前后。他的主要代数著作是《法赫里》。这本书后来也被翻译成了很多文字,用后来一个译者韦普克的话来说就是:这是第一本提供了最完整或者说迄今为止阿拉伯著作中代数计算理论最好的书。在这本书中,凯拉吉突出体现了代数的独立性和特点,基本上摆脱了对几何的依赖性,使得代数更加的算术化。在凯拉吉写《法赫里》的时候,丢番图的《算术》已经被译成了阿拉伯文,所以凯拉吉大量吸取了丢番图的思想,特别是解题技巧。凯拉吉还给出了几个多项式的展开式,并且根据他之后的一个数学家的记载,凯拉吉已经得到了二项式(a+b)^n展开式系数的表,也就是算术三角形,或者叫"帕斯卡三角",在中国称为"贾宪三角",这是阿拉伯世界关于算术三角形的最早记载,也是世界上除了中国的"贾宪三角"之外的最早记载,只不过凯拉吉的原著早已散失。

贾宪三角

凯拉吉还得出了=,但是他并没有给出证明。另外,凯拉吉明确指出了代数的主要任务就是从已知数出发,通过对方程作种种变换,以求出未知数来。也就是说代数实际上就是方程的科学。

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