皇朝经世文新编

此五者则于寻常浅近之算学中已无不能推算之题然学算之人每不以加减乘除开方为难而以用此五者为难因题中所言之各数但有其彼此相关之理而未明言其何数为实何数为法何数当加减何数当乘除开方也题之形状万变不穷知其一未必知其二通于此未必通于彼则加减乘除开方虽已习之极熟而不得其用之之道亦几与不习者无异焉

然则如之何而后可惟有将从古迄今所有之各种算学题目由浅及深分门别类一一立术演草或加以图说以明其何以当加减何以当乘除何以当开方则题意明而驭题之法亦明可不致遇题束手矣

吾且掩卷思之古今来所有之算学书流传于世者奚止数百种吾所曾经寓目者亦有数十种此数十种书何种非将算学之题由浅入深分门别类按题立术演草附图以明其加减乘除开方之故者与其抄撮前人之书以侈吾之卷帙曷若请学算之人自观各种算书以明其加减乘除开方之用也哉

果如此说则笔谈之作即可从此而止矣然而仍不能已者何也余于算学中寝馈者已数十年此中之甘苦知之最悉故欲将已历过之境界已见到之地步为学者缕述之以助其观书之功而省其枉费之力俾不致如余之尽从暗中摸索得来则吾愿慰矣

吾于算学生平未尝受业于人即与能算者相友善亦未尝数数问难也惟乐观各种算学之书自十五六岁时偶于故书中检得坊本算法心窃喜之日夕展玩不数月而尽通其义吾父见其癖嗜此学必是性之所近也遂为之购求算学之书爰得周髀九章孙子五曹张邱建夏侯阳辑古海岛益古演段测圆海镜俾纵观之除益古海镜二书以外其为常法所能通者以加减乘除开方之法驭之无不迎刃而解惟于天元之术则格格不相入者几及一年始得涣然冰释后又得秦氏数书九章梅氏历算全书罗氏观我生室李氏遗书董方立遗书衡斋算学焦理堂学算记骆春池游艺录始知算学有古今中西之异同而几何原本当时尚未译全其前六卷世无单行之本惟数理精蕴中有之及购得数理精蕴遂能通几何之学而吾年亦已二十矣是时海内算学名家如项氏梅侣徐氏君青戴氏崿士李氏秋纫其所著各书尚未出因访秋纫于墨海书馆见其方与西士伟烈亚力对译代数学及代微积拾级尚未告竣秋纫谓余曰此为算学中上乘功夫此书一出非特中法几可尽废即西法之古者亦无所用之矣余于是知天元之外更有代数微分积分之术爰从其译稿中录得数条视之迄不得其用意之处又阅数年其译本先后刊竣惠我一编披阅数页外已不知其所语云何也其格格不相入者犹之初读海镜时也诘诸李君则云此中微妙非可以言语形容其法尽在书中吾无所隐也多观之则自解耳是岂旦夕之工所能通晓者哉余信其言反复展玩不辍乃得稍有头绪譬如傍晚之星初见一点旋见数点又见数十点数百点以致灿然布满天空是余之于代数其明也以渐非如天元之术不悟则已一[悟](晤)则豁然开朗也然后知代数之术其层累曲折多于天元故其致用之处亦比天元更广从此以后无时不究心于代数每觉李氏所译之二种殊非易于入手之书故余又与西士傅兰雅译出代数术微积溯源三角数理代数难题解法流播于世于是今之言算者皆知西法之代数即是中法之四元而其浅深难易则不可同日而语矣

或有问者曰如子之说则必先罗致多书而后可以学算乎抑不必罗致多书而亦可学算乎

答之曰学算不必多书也惟择其要者观之而已其最易入手者为程氏算法统宗屈氏九数通考此二书于加减乘除开方之用言之极详故于初学最相宜且从此又可学得开带纵平方及正立方之法亦可稍知西法中各种名目九章算术为中法最古之书其文义与古书相往来亦学者不可不读之书也能读九章则一切古算书无不能读矣是书锺祥李云门演有细草图说极为详细外间有刻本矣

几何原本为西法中最古之书不言法而言理不言数而言象彻乎立法之源凡九章所不及者无不赅也不读几何则不能明点线面体之理而于加减乘除开方之用终不能了然于心目之间是书第十卷之理甚深非初学所能通晓但观其前六卷可也

几何之界说及各题字字齐力其释题之语无一字不周到无一句无来历学者读惯此书其心思自能缜密则看各种算学之题如禹鼎烛奸可以无遁形矣

论看题之法

华蘅芳

初学之人于题中之各句句中之各字往往模糊看过不能字字尽见虽将其题看之多次算之数遍仍有一两个最要紧之字未曾看清非真未见此数字也见之而不知其用意之所在则此数个最要紧之字依然漠不关心亦犹之乎不见而已

题中之字句有极其力者有不甚力者又有可有可无者惟其可有可无及不甚力之字往往皆显露于面前一望即见而其极力之字则藏伏隐匿于各字之间而使人不易见是在乎看题之眼光能识别之其辞气轻重之间最有关系故于虚字尤不可忽略看过也

凡看算学之题务将其每句每字俱看完全不可有一字遗漏亦不可有一字不从心上经过则可知题之所语云何其注意之处何在即能知其某句某字力不力于是题中所暗藏之意思可以尽显而各数相关之故亦确凿可指而不至有游移两可之见夫而后题中之各数能为我所用而我之加减乘除开方等法亦肯为题中各数所用而不至于捍格不相入矣

算学中各种题譬如用线绾成各种花样之结加减乘除开方等法犹之各种器具可用以解结者也惟欲用各器以解其结必先看清结之丝缕方能有下手之处看题之法亦如是而已

既能看清题中之丝缕则可将题中不要紧之闲字闲句逐渐删汰之而变为另自一种说法惟其各数相关之理则不可与原题稍有背谬

假如有题云某日买笔二枝用钱十四文某日买墨一锭用钱十文某日买纸十张用钱二十文问共享钱若干

则题所问者为共享之钱而不计其用去之日故其笔墨纸三物虽非一日所买而其共用去之钱则与一日用去者无异也所以题中之三个某日二字俱与算法不相关可以删去之又因题之所问者为共享之钱非问笔之每枝墨之每锭纸之每张其价若干也所以可改其题云笔十四文墨十文纸二十文共钱若干

然其所买之物实与所用之钱亦无相关因买笔买墨买纸之钱可作买茶买酒买浆之钱算之其共享之钱无异也即作一次买物二次买物三次买物算之其共享之钱亦无异也所以又可改其题云先用十四文后用十文又用二十文问其用钱若干则夫人而知当以此三数相加而得其共享之钱四十四文矣

惟有一种题其字句一气呵成不能稍为删节则只可看明题意而将题中各数别作一简易之说法

假如九章之题云五雀六燕集称之衡雀俱重燕俱轻一雀一燕交而处衡适平并雀燕重一斤问雀燕一枚各重几何

则此题之意言五雀重于六燕也其五雀六燕之共重为十六两也又言一雀五燕与四雀[一](五)燕其重相等也惟因一雀五燕与四雀一燕相并即为五雀六燕所以可将十六两分为两个八两一为一雀五燕之重一为四雀一燕之重则可改其题之说法云一雀五燕共重八两四雀一燕亦共重八两问雀燕一枚各重几何

凡看数题而觉此题与彼题相似者必将其两题看至极其透彻究竟其中或有略异之处否题有面目虽异而算法则同者亦有面目相似而算法不同者

假如有两题其一云原有钱一千文已用去四百文今剩钱若干其二云原有钱一千文今剩去四百文已用去若干

则此两题之说法虽异而算法则同因用去之钱与今剩之钱相加必与原有之钱相等故于原有之中减了用去即是今剩之数于原有之中减了今剩即是用去之数也

假如九章之题云今有兔先走一百步犬追之二百五十步不及三十步而止问犬不止复行几何步及之

又如代数术中之题云有野兔为猎犬所追兔在犬前五十步犬每行三步兔能行四步而兔之三步等于犬之两步问犬追若干步可得兔

观此知中西皆有犬追兔之题其说法及算法略有不同而所求之数则俱为犬之步数也其第一题不及三十步而止之句其三十是兔之步数若认作犬之步数则误矣

算学之题大抵有比例者居多惟其相比之理每暗藏于所言各事之中其相比之数又颠倒错乱和较杂糅于各数之内观者最易为其混淆

即以四率比例之题而论其一率二率三率有顺列于各句之内者亦有不依次序者试列六题如左

其一题云原有钱二十千文买得米十石今有钱五十千文问可买若干石

其二题云先将米十石售得钱二十千文今又欲得钱五十千文问须售去米若干石

其三题云今有钱五十千文欲以买米先用钱二十千文买得米十石问其钱可共买米若干石

其四题云今有钱五十千文欲以买米已知每米十石其价为二十千文问可买米若干石

其五题云甲有钱二十千文乙有钱五十千文均欲买米甲将其钱买得米十石问乙钱可买米若干石

其六题云甲有米十石乙有钱五十千文甲以其米售得钱二十千文问乙钱可买米若干石

则以上六题其比例之率均为二十与十之比若五十与二十五之比

总言之算学中所有之各题其平正通达简明直捷者固多而其暗藏机械有意难人者亦复不少看题之人如听断疑狱如搜捕伏匿虽具明察之才精细之心苟非老成谙练洞悉此中故智者不能尽知其情伪也

更有一种难题其设题之时已将题中要紧之义藏匿于人所不易留心之处而将题中不应有之算理显豁呈露以使人易于误认若不迟回审顾而后下手鲜有不受其愚弄者

假如有题云今有布一匹共长二十尺每日剪取一尺用之问几日剪毕

则骤观此题必答曰二十日殊不知其数已误矣因题之所问者是几日剪毕非问几日用毕也若问几日用毕则每日用一尺其二十尺之布当为二十日用毕今问几日剪毕则每日剪去一块其长一尺至第十九日已剪去十九块计共已剪去十九尺其所剩之一块适得一尺可为第二十日之用而第二十日取此一块布时不必再动剪刀则是十九日剪毕也

由此可见前题中末句之剪字乃是最力之字断乎不可轻忽者也看题之时若读至末句不能将此剪字看出而以为与几日用毕几日可毕几日而毕几日乃毕无异则安得不误算耶

其所以易误之故因题中所言之各数俱为整齐易算之数其二十尺为一尺之二十倍而一日剪一尺又明明有一比例之理置于面前则观者不及转念已不觉脱口而出曰二十日是驷不及舌矣

假如有题云今有竿高十尺有虫从平地起缘竿而行每日能上二尺而夜间必缩下一尺问此虫几日能到竿顶

见此题而不细思其故必以为每日上二尺而下一尺则是只上一尺也一日上一尺则十日必上十尺而到竿顶矣所以必答曰十日

殊不知行至第八日其虫之足已至九尺之处及缩下而在高第八尺处过夜至第九日穷日之力再上行二尺已到竿顶矣题所问者是能到竿顶之日其已到而再缩下则不计矣

前题所以易误之故由于始念之差盖但知其每日只上一尺而忘其第一日上行之数已到二尺之处若以第一日为能到二尺而每日能上一尺固是九日到顶也

大抵看题之法不过是心思细密又能习练眼光令人不能乘我之懈耳非必每题每术一一能强记之也

论驭题之法

华蘅芳

学者既能看明题理即能用加减乘除开方等法以驭其题惟题之形状万变不穷则驭题之法亦当随机应变不能执一以论也

寻常之算学书其每题之下必有答数又必有专算此题之术或更有细草图说附焉则依其术以演其数固是易易惟每题各有一术苦于不能记忆学算之人若非胸有成竹则一掩卷即不能算矣于是有将各术分明别类编成歌诀以便于记诵者殊不知所记者乃是呆法耳题目一变即无所用之矣

既明算理之人于书中所有之各题可不必观其术曰如何自能立术以驭其题其所立之术或与本书之术合或出于本书之外而能殊途同归惟但明几何而未习天元之人其所立之术必枝枝节节而为之不能有一以贯之之理故其用心也苦而用力也劳

不论其题之如何变化而概用一法驭之者惟天元之术能之然天元仍籍几何为用故虽有天元而几何之理要不可以尽废也

算学中有数种常用之法其理皆从几何而出其法必由于学之而后能苟无其法则加减乘除开方无所施其技而天元亦不能用矣兹设数题以明其各法之用

一题　有大小两数之和及大小两数之较求其大小两数

法以和较相加半之得大数以和较相减半之得小数

二题　有四率比例之一二三率求其第四率

法以二三两率相乘一率除之得第四率

三题　有正方形或方形之纵横两边求其方形之面积

法以纵横两边相乘得方形面积

四题　有句股形求其面积

法以句与股相乘半之得句股形面积

五题　有平三角形求其面积

法以底边与中垂线相乘半之得三角形面积

六题　有平圆之周径求其面积

法以周径相乘四除之得平圆面积

七题　句股弦面幂相等之理

凡句之平方与股之平方相并必等于弦之平方

八题　求正立方形及带纵立方形之体积

法以长与相乘又以高乘之即得立方形体积

九题　求堑堵阳马臑之积

堑堵之积居立方二分之一　阳马之积居立方三分之一　臑之积居立方六分之一

十题　求高台之积

法以上长倍之加下长以上广乘之又倍下长加上长以下广乘之两数相并又以高乘之以六除之得其台积

以上十题仅择算书中最要者略举数端耳读者触类旁通可也

论观书之法

华蘅芳

学者既通九章又能明几何中条段之理则宜涉猎各种算学之书

如观秦道古数书九章则知有求一之术观梅氏丛书及数理精蕴则知有弧三角对数之术观罗氏观我生室或丁氏白芙堂丛书则知有天元四元之术观代数学及代数术则知天元之外更有代数之术观代微积拾级及微积溯源则知代数之外更有微分积分之术

凡此诸术皆为今世之所有而其理其法则为从古及今明算之人阐发数理之奥赜而成然数理渊深不可限量其中妙义任人探索终无穷尽之时不可谓此理之外更无他理此法之外更无他法也

余非谓甫通九章几何之人即能观以上所言之各书而尽解之也惟恐人囿于条段之理则心思不能超脱故欲以元代诸书广其眼界耳

学问之道贵乎温故知新而算学之事则宜去故生新不将已知已能之事撇开一边则其先入之见胶固积滞于胸中足以蒙蔽心思而新义不得复入矣譬如饮食过饱则致不易消化必待其消归乌有而后能再食他物否则珍羞罗列满前亦无下箸之处也

凡观算学之书其浅近之处过目即解本无待于研究至于深文奥义以及数理之繁赜者则非一时所能通惟遇难通之处亦不必极力思索但将其所言之事置之心中勿助勿忘阅数月自能通晓

尝见有初学算法之人年少气盛日夜究心算学遇有难通之处积思致废寝食虽其所得通者可速于他人而卒至用心过度遽促天年著作未成九原遗恨良可慨已

夫算学不过为六艺中之一艺耳则究心此学者不必以生平之全力赴之祗须于正务之暇当作游艺之事斯可矣昔之人以着棋为消闲之事今之人以牌为消闲之事观算学书亦是消闲之事也人若能以着棋牌之工夫用之于观书而即以着棋牌时所用之心思以究夫算学之理则未有不成一代畴人者也

凡观算学之书遇有不明之处不妨放过此处而再看下文且不妨抛去此书而另观他书因上文所未详者或于下文解之也此书之所忽略者或为彼书之所赅备也若观各书皆不能明而心中窒塞烦闷则宜屏弃学算之事少或数月多至经年必自能忆及各书而取观之此时之光景宛如良朋密友久别重逢其相得之情有非笔墨所能罄者也

有一种算学之书但有各种算术而不言其立术之理则观此书者不必自思其理久后必能从别种算学中自得其理

数理繁赜之处其变化之法书中未必将其曲折之故一一明言则观者亦不必极力思索但从其以上各法细观之必已有式在前也

凡观算学之书不必记其句语亦不必记其算式只须明其大意而已已明其理即可置之未明其理亦姑且置之因今日不明可俟异日明之也他种学问皆忌作辍而算学则不忌作辍且其进境即在于作辍之中此非身历其境者不知也

事物之理自其外而观之则能见其全体自其内而观之则能见其底蕴惟以我观物不可反为物所役也若入乎其中而不能出乎其外则如入牛角之中而不得出矣观书者亦不可反为书所役也九容之术原书已不胜其繁又从而抽绎其义引伸其说名目愈多头绪百出试思此种算学究竟有何用处

凡观算书有数个最快意之境界既习九章之术而得几何点线面体之理以印证之一快也初通天元之术知一切算题皆为我法所能驭二快也舍天元而习代数知天元所不能为之事皆为代数所能为三快也

凡观算书有数处最难于进步然不过此关则终身不能再有进境矣如已习几何之人不肯舍其条段之理而习天元此乃先入之见误之也已习天元四元之人又不肯舍其剔分易位之事而习代数此乃中西之见误之也善学算者不存先入之见亦不存中西之见故其学无止境亦无限量

论学算之法

华蘅芳

算学中门径甚多歧途百出非备尝此中之艰苦者不能洞悉其曲折所以学算亦不可无法也

学算之人其志向各有不同故其所学之事遂亦从此分焉综而计之大约可分为两类一为阐明数理以成著作一为推演各数施之实用

算学中可施之实用者皆无难为之事如推田亩之积步仓廪之积斛商功之积尺测量高深广远推步日月五星皆已有成法在前依其法而演之祗须知加减乘除及比例之法已绰乎有余其须用开方者固不多见也

即进而论造表之法如八线与弧背互相求真数与对数互相求或从纵横两线求各曲线之长及其所函之面积皮积体积若既有其本题之级数式依其式而演之亦不过用加减乘除开方而已并无难为之事也

所以学算者之志向若只求见用于当世为衣食名利之计则祗须熟习整数分数小数之三种加减乘除开方再从各书中摘录测量推步各种成法藏之箧中便已无所不能算矣天元代数之术皆可不必究心也

若非急于求用而务欲阐明数理则其所学之事非株守成法者所可比盖因数学中深奥之理无穷则其明理之法亦非一端所能尽故必兼综各法乃于理无障之处也

一切算法皆从条段之理而生故算学中浅近之理皆可以几何之法明之惟笃信几何之人每自恃其点线面体之学而不信天元且不肯再习天元此乃为几何所囿而不得自脱者也

用几何之法以明算理每题必作一图每图必系以说有图无说有说无图皆不足以发明题义然至立方以上其条段之理已不能绘图则几何之术穷矣

天元之术不必处处言条段而一切条段之理无不包括于其中此益古演段之所由名也盖至如积相消而条段之理终不肯紊乱所以无论若干乘方亦无论如何带纵不必分别其形象而概以一例推之

惟演元之书其所设之各题大抵务为深奥而不适于用习天元者不能不习其题则从此又生魔障矣此非为天元所误乃为天元书中之题所误也即如句股弦可以彼此相求又能以和较之数互相求又能以和较之和较互相求亦可谓极其变化之妙矣犹不肯已则以同式之各句股又成和较而一一识别其彼此相关之理标名立目条分缕析以解之创之者自诩神奇传之者共推绝学师以此授其弟官以此课其士萃古今能算之才使之困顿老死于句股之中而不自知悔悟者李栾城之力也

几何之学从条段以明题理故条段明而题理亦明天元之学从题理以明条段故题理明而条段亦明惟几何之条段必藉夫图天元之条段则无藉乎图也所以天元所明之理能比几何更深

然天元但能将未知之数明其条段而其已知之数则浑和于太极之中不能一望而知其条段如何惟代数之术则无论已知之数未知之数其条段之理莫不一二分明故代数所明之理又能广于天元

学者既明代数之术则于数理之奥赜者固无不能明矣然犹有言之或甚繁求之或甚难而不得简易之法以赅之者何哉因代数但能推一切常数而不能推其变数也惟微分积分之术则能推一切变数故有微分积分之术而代数之用愈广矣

或有问者曰如子之说天元胜于几何代数胜于天元微分积分又胜于代数则学者何不径习微积而必从几何元代以及微积耶

答之曰不习几何则于如积之理不能尽明故不可径习天元不习天元则于正负开方之理不能尽明虽从代数得其相等之式亦不易求其同数微分积分其算式仍籍代数为用不习代数乌能径习微积所以几何元代微积其学必循序而及不可躐等而进也

或又问曰微积之必由代数而出固无疑矣若谓习代数者必先知天元习天元者必先明几何此乃欺人之论也夫天元中法也几何代数皆西法也中西各创其法曾未彼此相谋则创天元者固不知有几何也创代数者亦不知有天元也不知者尚且能创而谓反不能学者天下有是理乎

答之曰余之所谓循序而及者言如此学之则易于入手耳非谓舍此即不能学也创天元者固未见几何之书而天元之理则无非几何之理也创代数者虽未见天元之书而代数之理则犹之天元之理也然则几何元代其明理之法虽异而其所明之理则同惟几何为初学所最易明故必从几何入手天元之书难于几何而易于代数以其有数可核也代数之法繁于天元而其用则广于天元故既明天元方可学代数

又有问者曰演数与明理既分为两途则演数者固不必明理矣惟不知明理者亦能演数否且不知明理者所演之数有异于不明理者所演之数否

答之曰明理之人惟不喜演数耳非不能演数也使强明理之人为演数之事其演得之数亦无异于演数者所演之数也惟专门演数之人因已演之甚熟故速而且准每为明理者所不能及耳

或又问曰算法之事所用者数也明其理而不善演其数则是能说而不能行矣又曷取乎明理为哉

答之曰演数者祗能用法而明理者则能创法凡演数者所用之法皆明理者之所创也算法古疏今密古拙今巧苟非明其理而精益求精安能至此乎明理之人譬如创业演数之人譬如守成其劳逸难易有不可同日而语者明理之人非但能创前所未有之法又能以因为创而将从前已有之法改之使更便于用故有至难之法一变而为至易者亦有至繁之法一变而为至简者即如圆径求周古时用割圆之法开方数十次仅能得数位密率今用屡乘屡除可任求若干位密率而不必开方又如求八线之法古时用六宗三要二简法而不能任求某角之线今则弧背与八线能彼此相求又如真数求对数古时用中比例之法以代开数十百次之方今用级数可以任求而不必用中比例其简易不知几何倍矣