
《殷墟甲骨文〈干攴數(shù)理表〉與“黃金分割率”考釋(二)——“數(shù)學(xué)天文學(xué)”的概念(三)》
三
現(xiàn)代數(shù)學(xué)的黃金分割率1:0.618,是平面幾何學(xué)的定律,進(jìn)入中國(guó)公眾的視野,應(yīng)是二十世紀(jì)六、七十年代數(shù)學(xué)家華羅庚大力推廣優(yōu)選法0.618,它與現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題緊密相結(jié)合,節(jié)省人力物力財(cái)力,“縮短時(shí)間加速進(jìn)程”,成效顯著,可謂數(shù)學(xué)實(shí)用的一個(gè)典范。1971年出版了《優(yōu)選法評(píng)話及其補(bǔ)充》一書,解說(shuō)明確、通俗、形象、實(shí)用,數(shù)學(xué)公式已經(jīng)中國(guó)化了,例如,用“橫”、“豎”的書寫筆法來(lái)講解算法,這種表述可以與中國(guó)古代數(shù)學(xué)天文學(xué)的算法進(jìn)行對(duì)接、交換,這可以作為一個(gè)專題來(lái)探討,意義非同尋常。
后來(lái),人們接觸到的黃金分割率,多與藝術(shù)與審美相關(guān)。啟功先生將黃金分割率用于書法審美,分析今體楷書的字形結(jié)構(gòu)與橫、豎的筆畫,具有開創(chuàng)性的意義。總的看來(lái),這個(gè)數(shù)學(xué)定律的應(yīng)用是非常廣泛的。
圖1
圖2
《優(yōu)選法評(píng)話及其補(bǔ)充》封面上印有黃金分割比例的公式(圖3),是指設(shè)定區(qū)域(0,1)的一條線段分割為兩部分,使其中一部分與全長(zhǎng)之比等于另一部分與這部分之比。其比值是一個(gè)無(wú)理數(shù),取其前三位數(shù)字的近似值是0.618。其公式是:W=(-1+√5)/2=0.618。【1】華羅庚《優(yōu)選法評(píng)話及其補(bǔ)充》,國(guó)防工業(yè)出版社,1971年版,第27頁(yè))
圖3
圖4
黃金分割比例圖示中的這兩個(gè)數(shù)值0.618與1.618,可稱作互為倒數(shù)。算法是:
1/0.618=1.618122977346278
(1-0.618)/0.618=0.618122977346278
0.618與1.618均為近似值,又稱作“中外比”,這個(gè)比例被公認(rèn)為是最能引起美感的比例,故而被稱為黃金分割率,通常用希臘字母Ф表示這個(gè)數(shù)值。
現(xiàn)代數(shù)學(xué)的這個(gè)“倒數(shù)(reciprocal/multiplicative inverse)”概念是完全抽象的,中國(guó)古法的“倒數(shù)”是指“倒版”,意思為凡是字形、“數(shù)形交合”均要上“書版”,“書版”則有“倒版”。甲骨上契刻著簡(jiǎn)冊(cè)形制,也是“倒版”,“倒版”用“倒數(shù)”,即是特定運(yùn)算對(duì)象的乘以0.9,這涉及運(yùn)算“分?jǐn)?shù)位”,“分?jǐn)?shù)位”是現(xiàn)代數(shù)學(xué)所沒(méi)有的。
“書版”可以理解,但為什么要運(yùn)算“書版”呢?這是原始先民的智慧。數(shù)學(xué)天文學(xué)的視運(yùn)動(dòng)的運(yùn)算是極簡(jiǎn)的平面幾何學(xué),“化圓為方”要見(jiàn)方形之“書版”,核心是為了確切的運(yùn)算年、月、日、時(shí)的確切數(shù)值,可以驗(yàn)證,也可以世代傳續(xù)。簡(jiǎn)單的說(shuō),二分之“分?jǐn)?shù)”是干支集合論的首務(wù),所以單列一個(gè)“分?jǐn)?shù)位”。
怎樣證明倒版用倒數(shù)?殷墟“今”(
)”(《合集》6834,賓組)字,從三合函數(shù)、從一,表示當(dāng)是時(shí)?!墩f(shuō)文》釋“今”:“是時(shí)也。從亼從紲;紲,古文及?!倍巫ⅲ骸敖裾邔?duì)古之稱。”【2】〔清〕段玉裁《說(shuō)文解字注》,上海古籍出版社,1981年影經(jīng)韻樓藏版,第223頁(yè))這“
”字的數(shù)理邏輯是,運(yùn)算“三合(亼)”函數(shù)與“一”,就是“二分”字形,或者說(shuō)“分?jǐn)?shù)”;“一”指是時(shí)也,而“三合(亼)”為古,即是“分?jǐn)?shù)位”,從“今”至“古”,都要見(jiàn)書版,反溯“古”就是倒版,而且殷墟“古”字本來(lái)就可以運(yùn)算黃金分割率?!敖瘛弊值乃惴ㄊ且环N數(shù)理邏輯的制度設(shè)計(jì),也是根源有自。可以推想,從殷商甲骨文反溯到秭歸新石器時(shí)代的數(shù)學(xué)天文學(xué),跨越3500年,沒(méi)有這種數(shù)理邏輯的這種制度設(shè)計(jì),這門學(xué)科知識(shí)的形成與發(fā)展是根本無(wú)法想象的。也就是說(shuō):殷墟“今”字的制度設(shè)計(jì),也就是“古”法,已有3000多年,再反溯千年萬(wàn)年,還是“今”與“古”;這種制度設(shè)計(jì)是眾所周知的一種算法,簡(jiǎn)便易行。東漢伏羲、女媧交尾的石刻造像的手持“規(guī)”形,其實(shí)也是“今”字中的“三合(亼)函數(shù)”。
這種視運(yùn)動(dòng)的開始只有這一種算法,就是將太陽(yáng)運(yùn)行、月亮運(yùn)行、地球運(yùn)行的復(fù)雜關(guān)系作最優(yōu)化的組合處理。請(qǐng)注意,這是將三個(gè)球體變成平面幾何學(xué)的圓形、方形,這種“數(shù)形交合”在哪里交合?只有在字形中與字形所在的“書版”上交合,這就在“三合(亼)”之中加上四方形的“一維”,成為視運(yùn)動(dòng)的“四正四維”。同時(shí)也是天地人“三維”再加書契、書版“一維”,這進(jìn)入視運(yùn)動(dòng)的宇宙論。 【3】錢寶琛主編《中國(guó)數(shù)學(xué)史》認(rèn)為:“古希臘,在很早的時(shí)候就采用球面三角法來(lái)解決天文學(xué)計(jì)算方面的問(wèn)題。其后,印度和阿拉伯國(guó)家的數(shù)學(xué)家對(duì)球面三角法也作出了很大的貢獻(xiàn)。隋唐以后,印度天文學(xué)和數(shù)學(xué)開始傳來(lái)我國(guó)。《開元占經(jīng)》(公元718年)所載《九執(zhí)歷》中就曾介紹過(guò)印度的正弦表;但是并沒(méi)有引起中國(guó)數(shù)學(xué)家在的注意。宋初大科學(xué)家沈括,是我國(guó)第一個(gè)對(duì)弧、弦、矢之間關(guān)系加以考慮的數(shù)學(xué)家。他給出了中國(guó)數(shù)學(xué)史上第一個(gè)由弦和矢的長(zhǎng)度來(lái)求弧長(zhǎng)的近公式。這就是沈括的“會(huì)圓術(shù)”??茖W(xué)出版社,1964年版,第209—210頁(yè)。按:這種古希臘“球面三角法”與中國(guó)遠(yuǎn)古的數(shù)學(xué)天文學(xué)的數(shù)形交合的算法則完全不同。中國(guó)《開元算經(jīng)》所載印度《九執(zhí)歷》的計(jì)數(shù)法,全是用小方格,而且是長(zhǎng)方形,從一到九,再是一個(gè)“點(diǎn)”,說(shuō)明文字有“其字皆一舉囗而成”(第113頁(yè))。印度《九執(zhí)歷》這種囗形表達(dá)式,應(yīng)該是根源于殷商甲骨文《干攴數(shù)理表》中的60個(gè)小方格,當(dāng)然這是代數(shù),但是在秭歸遺址《陶頂盤》中,小方格囗則是數(shù)字)所以,簡(jiǎn)冊(cè)、楮木書版、甲骨版、玉版、石板、陶版皆涉及倒版運(yùn)算;而記載著天文學(xué)的陶版、石版距今約有7000年。例如,秭歸遺址的《陶頂盤》上有8個(gè)“田”字,每一個(gè)“田”字均為8個(gè)小方格組成。從是時(shí)起,視運(yùn)動(dòng)的運(yùn)算就有了一項(xiàng)減去“四”或加上“四”的算法,只是針對(duì)四方形的“書版”。有了四方的算法,就相當(dāng)于有了“橫”與“豎”的算法,華羅庚、啟功分析“橫”、“豎”中的黃金分割率,絕非偶然。
為什么優(yōu)選法認(rèn)為0.618:0.382為雙因素??jī)?yōu)選法就是優(yōu)化,降維是優(yōu)化的妙法;降維就是合并而化簡(jiǎn)。比如說(shuō),“人”之?dāng)?shù)理是十月懷孕而生,“身”為十,出生以后有“體”,“體”為十二,“身體”數(shù)理二十二,這與“目”的數(shù)理相同,與干攴集合論的數(shù)理也是相同的,這些合并就是化簡(jiǎn)降維,即是“可公度性”問(wèn)題,也關(guān)涉到天文學(xué)的宇宙論。
墨子的名言“書于竹帛”,本意就是講這種倒版運(yùn)算,從簡(jiǎn)帛倒版至金石,從金石倒版至陶器的盤盂,均有銘文紀(jì)功。【4】孫詒讓《墨子閑詁·兼愛(ài)下》:“吾非與之并世同時(shí),親聞其聲,見(jiàn)其色也;以其所書于竹帛,鏤于金石、琢于盤盂,傳遺后世子孫者知之?!肚厥摹吩唬何耐跞羧杖粼拢д展庥谒姆?、于西土”。孫詒讓注:此引《秦誓》篇“疑后人所改”。商務(wù)印書館,諸子集成本,1956年版,第75頁(yè)。按:說(shuō)明一下,這種黃金分割率的運(yùn)算四方,是一種數(shù)理邏輯的形式化,非常重要,不只是一種四方形或直角三角形,也深刻影響到字形、書契的審美內(nèi)部,如“人格”、“風(fēng)格”、“氣格”、“品格”、“格調(diào)”、“心靈”、“精神”、“氣息”等。我們常說(shuō)今體的漢字為“方塊字”,其實(shí)就是在說(shuō)“小方格”;格物致知之“格”,也是指這個(gè)“小方格”。不知“格”,就不知中華文化,這里暫不探討)所以,“數(shù)形交合”的小方格、方形,成為算法與數(shù)值的核心。其他的星象觀測(cè)也很重要,也要與日月地球的運(yùn)轉(zhuǎn)相協(xié)調(diào)。
現(xiàn)代數(shù)學(xué)優(yōu)選法的黃金分割率圖示,是數(shù)值1.618的,預(yù)設(shè)區(qū)間是“0,1”的線段,算法的起點(diǎn)實(shí)際上是運(yùn)算
(圖2),被稱為“瞎子爬山法”,原本是測(cè)算天頂法,其“東”的指向,實(shí)際上就是指向春分點(diǎn)。【5】《優(yōu)選法評(píng)話及其補(bǔ)充》第21—22頁(yè))其本圖(圖3)就是我們熟知的黃金分割比例形象圖示,運(yùn)算連續(xù)切分5次方形而形成一個(gè)長(zhǎng)方形,是指序數(shù)第六塊的最為細(xì)小長(zhǎng)方形,在螺旋線的正中心,數(shù)值1.618是先前多了一個(gè)運(yùn)算倒數(shù),即是1/0.618=1.618。這種抽象化的黃金分割率,理論解釋眾多,但沒(méi)有天文學(xué)視運(yùn)動(dòng)運(yùn)算的意義。
提示一下,現(xiàn)代數(shù)學(xué)采用希臘文字母“Φ”作為它的符號(hào),其實(shí)中國(guó)商周時(shí)期“中”字,可以運(yùn)算黃金分割率,應(yīng)該是“Φ”的原型。【6】〔前蘇〕B.A.伊斯特林《文字的產(chǎn)生和發(fā)展》(左少興譯)有《拉丁文字母的起源和發(fā)展》圖現(xiàn)示源頭為《西希臘字母表》(北京大學(xué)出版社,1987年版,第270頁(yè)),其中“Φ”為第23個(gè)字母,第6個(gè)字母為“f”,中國(guó)古代新石器時(shí)代的“干攴集合論”的函數(shù),一個(gè)是三合,一個(gè)也是“六”;《西希臘字母表》第24個(gè)字母為“X”,現(xiàn)代西方數(shù)學(xué)的函數(shù)表達(dá)式為y=f(x),元素x稱為自變?cè)?,元素y稱為因變?cè)?/span>。中國(guó)古代“干攴集合論”函數(shù)可以運(yùn)算出初始的黃金分割率0.618。而“干攴的數(shù)理有“六”與“五(X)”的交合,這種相似性就是探究“可公度性”的重要線索)而中國(guó)殷商的“中”字,主要是指視運(yùn)動(dòng)的推步法,螺旋線正中心表示地球北半球的亞洲區(qū)域之中心,最為關(guān)鍵的是它是移動(dòng)的。“中”字是三種形體,除了表示中心之外,還有東向行或西向行之“中”,因?yàn)闁|南西北四方的每一方都有24時(shí)辰與360度。這是中國(guó)古代數(shù)學(xué)天文學(xué)的一個(gè)特性,可以參照鄭州商城遺址的《杜嶺方鼎》側(cè)面腹部乳釘紋飾表達(dá)的天文學(xué)數(shù)值(圖4),在360度的四方的左右兩邊,還有4個(gè)24乳釘?shù)姆叫?。研究者?jīng)常解釋 “中”字為“中國(guó)”之“中”,蓋因不知殷人“中”字的推步法的造字之意?!爸小弊执_實(shí)與京畿、中心地區(qū)相關(guān),但與“國(guó)”的意義之視角則有差異。
殷墟“旬”字是視運(yùn)動(dòng)推步法的路線圖(圖2),算法是連續(xù)五次除以2,是切分小方格的對(duì)角線,與現(xiàn)代數(shù)學(xué)的算法可以通約,但曲線的意義則不同:一是分?jǐn)?shù)對(duì)象為天文學(xué)的干攴集合論三合(亼)函數(shù),二是牽連周天360度基數(shù),三是運(yùn)算360度基數(shù)的外插法與內(nèi)插法。
“旬”字二種形體所指示的春分點(diǎn)太陽(yáng)年、冬至點(diǎn)回歸年(圖2),0.618在其開口處切線頂端的短線,也有一個(gè)極小的直式長(zhǎng)方形,在螺旋線中心處,因?yàn)樽中蔚南拗贫鵁o(wú)法直接表示,直接表示者是書版之“丁”(圖2,《殷墟文字甲編》630)。
中國(guó)天文學(xué)的太陽(yáng)年、回歸年,為什么與西方天文學(xué)不同?因?yàn)樘祗w視運(yùn)動(dòng)中,有周日視運(yùn)動(dòng)的24時(shí)辰參入運(yùn)算。這種坐標(biāo)體系就相當(dāng)于現(xiàn)代鐘表有固定的表盤與移動(dòng)的表針。數(shù)學(xué)天文學(xué)的算法,就是把這表盤的刻度、數(shù)值、算法與表針的轉(zhuǎn)動(dòng)確定下來(lái),歷法則是因地制宜的對(duì)時(shí)間,既是驗(yàn)證又是應(yīng)用。【7】〔英〕李約瑟《文明的滴定》認(rèn)為,中國(guó)人“成功的制造出了最古老的機(jī)械鐘,其中包括發(fā)明一種擒縱機(jī)構(gòu),即用機(jī)械方法減慢一組輪子的轉(zhuǎn)速,以便與人類的基本時(shí)鐘周日視運(yùn)動(dòng)保持同步”。(第11頁(yè))按:此處同時(shí)認(rèn)為“中國(guó)數(shù)學(xué)的思想和做法永遠(yuǎn)是代數(shù)式,而不是幾何式的”,這與高度評(píng)價(jià)中國(guó)古代的手工文明是不相一致的,石器、陶器、玉器、骨器、竹木器、青銅器等,沒(méi)有幾何學(xué)知識(shí)是無(wú)法完成的,這種幾何學(xué)是早于歐幾里得《幾何原本》的,當(dāng)然這種百工的專門知識(shí)很少能見(jiàn)到原初的資料。其實(shí),圭表本身就是測(cè)算周日視運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘。這需要重新考釋秭歸遺址中的近千個(gè)“陶支座”的平面幾何學(xué)。
周日視運(yùn)動(dòng)的24時(shí)辰,是人類生物鐘概念,所以至今被全世界認(rèn)可,這是科學(xué)的“可公度性”的典范。西方天文學(xué)從古希臘起就另外假設(shè)一個(gè)天球,例如柏拉圖宇宙論中的天球模式【8】〔美〕戴維·林德伯格《西方科學(xué)的起源》張卜天譯,商務(wù)印書館,2019年版,第58—59頁(yè))成為地球中心的代表,再設(shè)定一種恒星年,比照運(yùn)算回歸年或太陽(yáng)年,這與中國(guó)古代的日月地球的運(yùn)轉(zhuǎn)完全是兩碼事。
西方天文學(xué)的根基中既沒(méi)有天地人的三個(gè)大“一”形成平面幾何學(xué)的“三合函數(shù)”,更沒(méi)有四方形的書版“丁”參入運(yùn)算的四正四維;天文學(xué)中的“化圓為方”不可思議,更不可思議的是,運(yùn)算使用數(shù)形交合的小方格,這是初始的組合數(shù)學(xué)【9】陳美東《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史·天文學(xué)卷》在“先秦時(shí)期的數(shù)學(xué)知識(shí)”一章中專門提到“不乏組合數(shù)學(xué)的思想”,重點(diǎn)是依據(jù)是《周易》八卦。科學(xué)出版社,2003年版,第46—47頁(yè)。按:數(shù)學(xué)天文學(xué)的起源與易八卦相關(guān),這在秭歸遺址的《陶頂盤》中是八個(gè)方格之“田”字,擬將另文探討)既有離散性,又有連續(xù)性。
圖4
從《杜嶺方鼎》(二號(hào))的數(shù)學(xué)天文學(xué)的范式(圖4)可知,四個(gè)“24乳釘”在360度(4個(gè)90度)的大四方形之外,數(shù)理“24”中有“二十二”為干支的數(shù)理,余“二”為表示“四方”,所以二十四節(jié)氣的算法中就存在“二”度的伸縮彈性。古法幾何學(xué)中“圓”本為“圜”,其實(shí)是兩個(gè)圓形,一是均勻運(yùn)轉(zhuǎn)的360度,一是非均勻運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)插法與外插法,這是無(wú)形的“圓”,即函數(shù)運(yùn)算的“圓”。
《周髀算經(jīng)》趙爽(約182---約250年)注認(rèn)為:“天體方則度以正,形圓則審難實(shí)。蓋方者有常,圓者多變,故當(dāng)制法理之。”【10】陳遵媯《中國(guó)天文學(xué)史》,上海人民出版社,2006年版,第52頁(yè))這是關(guān)于數(shù)學(xué)天文學(xué)的方圓關(guān)系的最為精辟見(jiàn)解,核心在“圓者多變”而“方者有?!?,這等同于說(shuō),天文學(xué)中的圓周360度是用正方360度之“法定的”,這個(gè)方圓問(wèn)題實(shí)質(zhì)是“數(shù)形交合”,是歐幾里得《幾何原本》之前的幾何學(xué),亦即是天文學(xué)視運(yùn)動(dòng)的幾何學(xué),這是值得認(rèn)真探究的問(wèn)題,另文探討。其實(shí)道理非常簡(jiǎn)單,田里的莊稼如果沒(méi)有24時(shí)辰的連續(xù)生長(zhǎng),二十四節(jié)氣也沒(méi)用。中國(guó)的天文學(xué),必須“化圓為方”。
四
殷商《干攴數(shù)理表》可以運(yùn)算兩種黃金分割率,一隱一顯;“顯”是運(yùn)算第60格“癸亥·10:12”,數(shù)理二十二,“隱”是運(yùn)算殷墟《干攴數(shù)理表》“甲”字之前的“上甲”,數(shù)理十一,是天干十與地攴十二交合運(yùn)轉(zhuǎn)的中介,實(shí)際上就是運(yùn)算《干攴數(shù)理表》中的“勾股定理”。
圖5
殷商表示人名“上甲”的字形,有三種形體“”(《殷墟文字甲編》632)、“
”(《合集》27079,何組)、“
”《合集》22682,出組)【11】劉釗《新甲骨文編》,福建人民出版社,2014年版,第655頁(yè))(圖5)王國(guó)維考釋“
”為人名“上甲”與“田”字的區(qū)別,要義在考訂殷商先王“上甲徽”,與父王亥、叔王恒一起成為“先王三世”,這是商史研究中的一個(gè)硬核問(wèn)題,與《干攴表》的總體結(jié)構(gòu)相關(guān)。“
”、“
”二形則是“上甲”的佐證,而“上甲”是牽連王恒與《干攴表》的關(guān)鍵。【12】王國(guó)維《觀堂集林》中《殷卜辭所見(jiàn)先公先王考》、《殷卜辭所見(jiàn)先公先王續(xù)考》,河北教育出版社,2003年版,第259—286頁(yè))。簡(jiǎn)單的說(shuō),沒(méi)有“王恒”,殷商與早商、先商是斷裂的。
筆者補(bǔ)證,王亥、王恒、上甲徽的世系關(guān)系,與《干攴表》的序列直接相關(guān)。河南鄭州商城遺址的《杜嶺方鼎》是數(shù)學(xué)天文學(xué)的范式,這就是說(shuō)商代在殷人之前就有完備的“干攴”數(shù)理模式,王恒之“恒”字兩種形體與“月相”有關(guān),其數(shù)學(xué)天文學(xué)的意義則凸顯出來(lái)了。
“恒”位置在在《干攴表》之前,表示干攴集合論的“函數(shù)”,函數(shù)表達(dá)式是“恒”字在“弓弦”之中:【13】張光直《中國(guó)青銅時(shí)代》對(duì)于殷墟干支與商代王位繼承制度、王室親屬婚姻制度的關(guān)系,進(jìn)行了深入的研究,特別關(guān)注“王亥”“衛(wèi)恒”的史料,專門提到“卜辭里的恒字有的寫在一個(gè)大弓里面。不知衛(wèi)恒和殷人使用的弓有沒(méi)有傳說(shuō)上的關(guān)系?與傳說(shuō)中的羿有沒(méi)有關(guān)系?這些都是我很想知道而一直沒(méi)有答案的。除了文化發(fā)明繁榮功績(jī)以外,王亥、王亥兄弟在商人的王制史上是不是有關(guān)鍵性的轉(zhuǎn)捩點(diǎn)的意義?這也是我很想知道的”。三聯(lián)書店,1983年版,第195頁(yè)。按:筆者關(guān)于《干攴表》作為數(shù)學(xué)天文學(xué)的范式,及其與王亥、王恒、上甲徽的關(guān)系的考證,大致可以解答張光直先生的疑問(wèn),謹(jǐn)以告慰先賢之靈)“亥”字在《干攴表》之中,為第60格的最后一字:“上甲徽”即為“上甲”,牽連“恒”與《干攴表》第一字“甲(十)”與函數(shù)“恒”的關(guān)系,為的是運(yùn)算勾股定理。【14】〔清〕江永《推步法解》:“周天三百六十,此周天整度也。古法用日度三百六十五度有奇,奇零度不便分析”,天干十地支十二相配而為六十,六其六十則為三百六十矣,“要在體數(shù)恒為三百六十”。叢書集成初編本,北京:商務(wù)印書館據(jù)守山閣叢書本,1985年版,第1—2頁(yè)。按:這是指三百六十度為基數(shù)。西漢易緯《乾鑿度》:孔子曰:歲三百六十日而天氣周,八卦用事各四十五日,方備歲焉。今學(xué)者認(rèn)為“孔子曰”為偽托,但“歲三百六十日”即是三百六十度,同時(shí)為“天氣”的一周歲,這涉及數(shù)學(xué)天文學(xué)的坐標(biāo)的核心數(shù)值。數(shù)學(xué)天文學(xué)的算法是360÷6=60,即是6個(gè)《干攴表》??梢?jiàn),江永《推步法解》此說(shuō)是講中國(guó)的古法。
“上甲()”表示在《干攴表》之前,即“
”、“
”之上部的“一”、“上”,又藏在《干攴表》之中,即在首字“甲”字之先,所以為“上甲”。殷墟“甲(
)”字(《殷墟文字甲編》870)與《干攴表》第一字“甲”數(shù)理相同。注家有的釋為鎧札、甲札,孫詒讓《契文舉例》認(rèn)為:“甲”字皆作“十”,一之四。【15】李圃主編《古文字詁林》第十冊(cè),上海教育出版社,2003年版,第932頁(yè)。這意思是“甲(十)”字為表使數(shù),從“一”之“四”,即是指天干次序的甲、乙、丙、丁。《說(shuō)文》釋“十”:“數(shù)之具也,一為東西,| 為南北,則四方中央備矣。”【16】《說(shuō)文解字注》第88頁(yè)。這是講天文學(xué)的坐標(biāo)。孫說(shuō)是借用《說(shuō)文》釋“十”形的天文意義,來(lái)解釋“甲(十)”字,而“丁”是指書版“丁”,這種解釋是合理的。
“上甲()”表示“甲(十)”數(shù)理十一,在囗之內(nèi)又在囗外,囗為360度,“甲(十)”即是東西方向的橫畫“一”、南北方向的直畫“丨(十)”。十一運(yùn)算黃金分割比例的數(shù)值即是1°,囗即是360°,這是“上甲(
)”的獨(dú)特性。
所以,“上甲()”是運(yùn)算數(shù)理十一:
A.11÷2÷2÷2÷2=0.6875
B.0.6875×0.9=0.61875
C.0.61875-0.00075=0.618
這是運(yùn)算“上甲”得出的數(shù)值,“上甲”在《干攴表》首字“甲”與《干攴表》之前首字“恒”之間?!凹住弊种笆毙危瑪?shù)理十一,與“上甲”算法基本相同。現(xiàn)在從《干攴表》的第一字“甲”繼續(xù)運(yùn)算:
A.1÷0.618=1.618
B.1.618÷0.618=2.618
C.2.618+0.382=3
這三步運(yùn)算極為重要,“三”既是牽連函數(shù)三合,同時(shí)又是進(jìn)入《干攴數(shù)理表》的序數(shù)三“丙寅·3:3”,可以運(yùn)算序數(shù)三“丙寅·3:3”、序數(shù)四“丁卯·4:4”、序數(shù)五“戊辰·5:5”這三項(xiàng)構(gòu)成的勾股定律。
西方數(shù)學(xué)的勾股定理,又被稱為畢達(dá)哥拉斯定律(Pythagorean Theorem),屬于幾何學(xué)的一個(gè)基本定理,是指一個(gè)直角三角形的兩條直角邊的平方和,等于斜邊的平方。畢達(dá)哥拉斯( 約公元前580年—約公元前490年)的生卒,則成為勾股定理誕生的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。中國(guó)古代《周髀算經(jīng)》稱直角三角形為勾股形,并且直角邊中較小者為勾,另一較長(zhǎng)的直角邊為股,斜邊為弦,所以稱這個(gè)定理為勾股定理。【17】程貞一、聞人軍《周稗算經(jīng)譯注》“前言”對(duì)于國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展與重要成果作了簡(jiǎn)要的介紹。上海古籍出版社,2012年版,第1—15頁(yè))但它的原型與算法在殷商甲骨文。不同的是,中國(guó)勾、股、弦皆有數(shù)值,即是勾9,股14,弦25,同時(shí)是長(zhǎng)方形(),實(shí)為兩個(gè)勾股形,更為重要的是,它是天文學(xué)的化圓為方,而直角三角形之“度”是它的切分對(duì)角線,這就確定了天文運(yùn)算是用小方格的模式,或者說(shuō)小方格的運(yùn)轉(zhuǎn)。它是考古出土的原型,還早于畢達(dá)哥拉斯800年。
勾股定理之斜邊“弦”,何以得名?這與殷墟中“恒”字在“弦”之中表示函數(shù)有關(guān),“恒”字二形表示天文之月相。殷人的造字之意,邏輯非常周密。
圖6 圖7
殷商“恒”字的三種形體(圖6),“”(《鐵云藏龜》199.3)、
(《集合》14768,賓組)、 “
”(《殷墟書契前編》7.11.2),前二形表示月亮在天地間恒久的運(yùn)行,后形是弓弦之中有“
”,表示反溯運(yùn)算到漁獵時(shí)代,即是運(yùn)算《干攴數(shù)理表》的干攴集合論之函數(shù)?!墩f(shuō)文》釋“恒”:常也。從心從舟,在二之間上下。心以舟施,恆也。古文“恆”,從月。《詩(shī)》曰,如月之恆。段注:常當(dāng)作長(zhǎng)。古長(zhǎng)久字只作長(zhǎng)。“心以舟施”,謂往復(fù)遙遠(yuǎn)、而心以舟運(yùn)旋,歷久不變。“宙”下曰,舟車所極復(fù)也”。【18】《說(shuō)文解字注》,第681頁(yè)。這已是漢代的理念,涉及舟車的交通往復(fù),區(qū)域廣度在地球之南北極,也有反溯古法的意思,即是指遠(yuǎn)古的視運(yùn)動(dòng)的推步法,舟車代步也算是推步法中的一種輔助方式。
殷墟“函”字的兩種形體(《合集》37545,黃組)、(《合集》28068,無(wú)名組)(圖7),均表示箭矢在箭袋中,這是函數(shù)的一種表達(dá)式,意思是拿出箭矢可以上弦放射而射取獵物,于物則為減數(shù),于己則為加數(shù),可以進(jìn)行初始的加減乘除四則運(yùn)算,涉及分?jǐn)?shù)位、個(gè)數(shù)位、十?dāng)?shù)位、萬(wàn)數(shù)位的運(yùn)算。
還有“射中一日”之字“”(《合集》13934正,賓組),與后羿射日神話相關(guān),這是運(yùn)算十日,即十個(gè)太陽(yáng),相當(dāng)于天干十,而這個(gè)帶一點(diǎn)的“日”形正在拉弦射箭之處,或者說(shuō)在“弦線”的中部,這不能說(shuō)與“勾、股、弦”的算法毫無(wú)關(guān)系;“弦”中有函數(shù)“恒”,弦線上有射中一日之形,日中還有小數(shù)點(diǎn),“弦”還是勾股定理之“弦”,是勾平方、股平方之合,恐怕不能說(shuō)這是一種巧合。
殷墟“辰”(,《合集》25747,出組)字,象人之二手持圭表測(cè)算天象之形。【19】《說(shuō)文解字注》釋“辰”:民農(nóng)時(shí)間也。物皆生,從乙、匕,象芒達(dá);廠,聲也。辰,房星,天時(shí)也。從二,二,古文上字。今學(xué)人解釋諸多,董其昌《矢彝考釋》認(rèn)為“從二”為人形二手之省形,三合之形為星宿三星,近似本義。李圃主編《古文字詁林》第十冊(cè),上海教育出版社,2004年版,第1124頁(yè))象形字的造字之意,來(lái)源可能是多種,這三合之形,可能是茅屋,也可能是房星等,也可能是用圭表,這些意義可以關(guān)聯(lián),本來(lái)“形”就存在一定的多義性。。
《周髀》原文“既方其外,半之一矩”這一句非常關(guān)鍵,“既方其外”是說(shuō)圓形之外的方形:“半之一矩”是說(shuō)切分長(zhǎng)方形的對(duì)角線,而“矩”則是使用戰(zhàn)國(guó)中后期的術(shù)語(yǔ)“規(guī)矩”之“矩”。但是,在殷商《干攴數(shù)理表》、中的序數(shù)四“卯丁”之“丁”皆為正四邊形的小方格“”,共計(jì)六個(gè)小方格“
”,合起來(lái)即為長(zhǎng)方形。“半之一矩”是指切法對(duì)角線,成為兩個(gè)直角三角形的“度”,即是黃金分割率。這表示視運(yùn)動(dòng)之運(yùn)算360基數(shù)可以有兩個(gè)內(nèi)插法,這即是“旬”字。
圖8
趙爽(約公元182年-250年)注:“句股之法:先知二數(shù),然后推一見(jiàn)句股,然后求弦。先各自乘成其實(shí),實(shí)成勢(shì)化,外乃變通。故曰:既方其外,或并句股之實(shí),以求弦,實(shí)之中乃求句股之分。并實(shí)不正等,更相取與,互有所得,故曰半其一矩。其術(shù):句股各自乘三三如九,四四一十六,并為弦,自乘之實(shí)二十五,減句于弦為股之實(shí)一十六,減股于弦,為句之實(shí)九?!?/span>【20】陳遵嬀《中國(guó)天文學(xué)》,上海人民出版社,2016年版,第80頁(yè))趙注的算法是:“丙寅·3:3”自乘為9,“丁卯·4:4”自乘為16,“戊辰·5:5”自乘為25,合計(jì)9+16=25,即是a2 + b2 = c2。(圖8)
可見(jiàn),趙爽此說(shuō)非常準(zhǔn)確,核心是算法:“句股之法,先知二數(shù),然后推一見(jiàn)句股,然后求弦”。我們根本不會(huì)想到這個(gè)“數(shù)”概念,殷商有表示“數(shù)”概念本身的字形“殳”字、“攴”字,漢代隸書中皆見(jiàn)于隸定為“數(shù)”字。【21】錢寶琛《中國(guó)數(shù)學(xué)史》關(guān)于漢代《九章算術(shù)》的研究,有一個(gè)觀點(diǎn)是“中國(guó)數(shù)學(xué)家在方程章里,提出了正負(fù)數(shù)的不同表示法和正負(fù)數(shù)的加減法則。這在數(shù)學(xué)史上是一個(gè)無(wú)比偉大的成就?!笨茖W(xué)出版社,1964年版,第55頁(yè)。按:這種看法是正確的,不過(guò)這是指中國(guó)古代數(shù)學(xué)天文學(xué)分化為天文學(xué)與數(shù)學(xué)兩個(gè)獨(dú)立學(xué)科以后的數(shù)學(xué)(算學(xué))。中國(guó)的古法沒(méi)有“負(fù)數(shù)”概念,而是單列“分?jǐn)?shù)位”這個(gè)數(shù)位)二形數(shù)理二十二,可以運(yùn)算出黃金分割比例,這就是先知二數(shù)0.618,0.382。
順便說(shuō)一下,殷商沒(méi)有“股”字,“殳”字為“股”的本形。然后“推一見(jiàn)勾股(書版之丁)”,即是0.618+0.382=1;然后“求弦”,即是求直角三角形弦線上的一個(gè)黃金分割點(diǎn),這是唯一,勾股定理與黃金分割率合體,確實(shí)是“唯一”。天文學(xué)中的算法,是墨子的“一中同長(zhǎng)”與“等高法”,擬另文探討。
圖9 圖10
李儼《中國(guó)算學(xué)史》認(rèn)為,趙爽《句股方圓圖注》是以《弦圖》證明勾股定理,“施以朱、青、黃諸色”(圖9),【22】李儼《中國(guó)算學(xué)史》,商務(wù)印書館,1936年版,第16頁(yè))這是合理的。從南宋本的《弦圖》(圖10)看,趙爽注釋所言,大面為正四方形,“中黃”為中心的小方格“黃實(shí)一”;“朱實(shí)六”指直角三角形,“弦實(shí)二十五”指四個(gè)書版之“丁”。這些數(shù)字比較混亂、圖形也不準(zhǔn)確,錢寶琛《中國(guó)數(shù)學(xué)史》認(rèn)為,這個(gè)圖與解釋文字均“與趙爽原義不能符合”,【23】《中國(guó)數(shù)學(xué)史》第57頁(yè))這是正確的。不過(guò),《弦圖》雖然不夠標(biāo)準(zhǔn),但在一定程度上反映出漢人關(guān)于勾股定理的思路與算法。
筆者以為,對(duì)照殷墟《干攴數(shù)理表》的數(shù)理,“戊辰”應(yīng)為二五,南宋本的圖示是朱實(shí)十二格,這不合趙爽的本意;李儼解釋的“弦圖”為5個(gè)方形具有合理的性,“中黃”為中心的小方格“黃實(shí)一”,四個(gè)長(zhǎng)方形應(yīng)該是殷墟之“丁”字之變異,可以將4個(gè)朱實(shí)的長(zhǎng)寬比值調(diào)整到0.618:0.382;另用一個(gè)大面,即是大方形,也屬于“黃”,所以大面的四方形減去四朱實(shí)的長(zhǎng)方形,余下的小方格即為“黃實(shí)一”,這表明《干攴表》的運(yùn)算60序數(shù)全是運(yùn)算小方格。當(dāng)然,這種勾股定理的算法,是與天文學(xué)相分離的一種表現(xiàn)。
總之,“上甲()”算法的核心,數(shù)為360°與1°,1°中有24時(shí)辰與黃金分割比例0.618:0.382,形為“(甲)十”,是天文學(xué)視運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)構(gòu)架,劃分東西南北、春夏秋冬,這“(甲)十”形與大方形360度是互證的。所以,“上甲(
)”還有另一形“上甲(
)”,此形為圓周,與“甲(十)”字的一橫一直相合。黃金分割率是數(shù)形交合為書版丁,一橫一直則為天文學(xué)視運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)構(gòu)架,確立東西南北。
“上甲()”為圓周,與“上甲(
)”之方形互證,圓周360度的中間也是一橫一直之“甲(十)”。西周晚期《兮甲盤》銘文“甲”(
《集成》10174)字,已成為圓形〇與數(shù)“十”,直接表示十日,不同于殷商“甲(十)”字的數(shù)十一,但可以運(yùn)算《干支表》,這說(shuō)明天文學(xué)視運(yùn)動(dòng)中的數(shù)形交合的非常特殊的方圓關(guān)系。
王羲之真草二體《小學(xué)篇》是南朝梁代集字《千字文》的原本。【24】張?zhí)旃?/span>《王羲之〈小學(xué)篇〉與〈千字文〉考》,載于《書法》2020年第2期)《千字文》開篇是“天地玄黃”四字,是講蒙學(xué)的天文學(xué)知識(shí),這個(gè)“玄黃”是與《周髀》及其趙爽《句股方圓圖注》是直接相關(guān)的,也是講黃金分割率,用以字形、筆勢(shì)則為“直(豎)”與“橫”,這是講天文地理、古今傳續(xù),與真草二體對(duì)應(yīng)。《說(shuō)文》釋“體”為“總十二屬也”,真草二體之?dāng)?shù)理二十四,正是24時(shí)辰牽連二十四節(jié)氣。王羲之真草《小學(xué)篇》,開篇就講“天地玄黃”,即是講黃金分割率。(待續(xù))
2022年1月22日于武昌