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“身外添四”法，即被乘数不动（这相当于该数乘以10），然后再退一位加上该数的4 倍；乘数是102，可用“隔位加二”法，除数是12，可用“身外减二”法，等等，都在被乘数或被除数筹式本身上进行演算。对于更多位数的乘除，可用类似的方法去处理。如果乘数或除数的首位数不是1，还能采用各种方法将它化为1，然后再来计算。这种算法叫做“求一”或“得一”算法，当时曾受到不少数学家的关注。据史籍记载，晚唐天文学家边冈“用算巧，能驰骋反复于乘除间。由是简捷、超径、等接之术兴，而经制、远大、衰序之法废矣”①。这也从一个侧面反映了唐代学者在简化数字计算方面的成果及其影响。中唐以后乃至宋元时期，改革和简化筹算算法的工作一直在继续着，并且不断有所进展，其中许多成果还被后来的珠算术所吸收，直到珠算完全代替筹算，这一工作方告结束。涉及筹算改革的专门书籍，除《韩延算术》外，还有陈从运《得一算经》七卷，“其术以因折而成，取损益之道，且变而通之，皆合于数”①，江本《一位算法》2 卷，龙受益《算法》2 卷、《求一算术化零歌》1 卷、《新易一法算范要诀》1 卷等，但可惜的是这些著作都已失传了。
据史籍记载，庸宋之际数学著作为数不少，而传留至今者则不多。十九世纪末在敦煌莫高窟藏经洞发现了大批历史文献。在这批文献中包含有四种写本算经②：《算经（并序）》1 卷、《算书》和《算表》，这三种现藏法国国立巴黎图书馆；另两部《算经（并序）》1 卷，其内容与巴黎藏本完全相同，实际上是同一本书，此外还有《立成算经》一卷，这三部书现藏英国伦敦大不列颠博物馆。以上四种算书大致说来可能成书于中晚唐或五代时期，是研究这一时期数学的重要史料。《算经》序中提到“凡算者正身端坐”，“盖意明情乐者，安有不成哉”，等等，在战乱时期一般不会有如此平和的心境，书中还有“又据大唐令文”字样，关于大数记法和度量衡制度与《孙子算经》相同，另外此书有三个抄本，可见在当时是比较流行的，因此《算经（并序）》有可能是唐中期的作品。《算表》标明是五代时后周太祖广顺二年（952）写本。《算书》载有男丁给米，养马给粟，造袍用绵，城楼用兵，石车钩弩，领军出征等问题，显然适应于军事计算的需要，因此这部书可能① 《新唐书》卷二八《历志》。
① 《新唐书》卷五九《艺文志》，《宋史·律历志》。
② 详见李俨：《中国古代数学史料》，上海科学技术出版社1963 年版。以下敦煌算书引文，均转引自此书。写于战乱频仍的五代时期。《立成算经》关于大数记法和度量衡制度趋于简约，与《孙子算经》和《算经（并序）》有所不同，所列算法表也很简明扼要，便于查索，因此可能也是五代时的作品。敦煌藏经洞发现的这四种算书所包含的数学内容主要有算筹记数法、大数记法、度量衡制，以及乘法口诀、四则运算、面积、体积计算和算表等，其中所载算题及乘法、乘方、累加和田亩等计算用表，有些很有实用价值，为唐以前算书所未见。这些来自民间的算书，反映了唐宋之际民间数学教育和数学知识应用的真实情况。
第六节中外数学交流南北朝和隋唐时期，随着佛教的流传，印度的一些天文学和数学著作也传入中国，并且有了中文译本。《隋书·经籍志》著录有《婆罗门算法》3卷，《婆罗门阴阳算历》1 卷，《婆罗门算经》3 卷，但这些书早就失传了，现已无法查考其具体内容。唐代还有一些印度天文学家在当时的司天监工作，主要有瞿昙、迦叶和俱摩罗三家，尤以瞿昙家族的成就最为突出。如著名天文学家瞿昙悉达，曾担任过太史监等官职，编撰有《开元占经》120 卷。在这部书所收的《九执历》中，他所介绍的印度数学知识有印度数码，如用9 个数码符号表示9 个数字，用点表示空位或零，但该书仅用方框表示而没有写出这9 个数码的具体写法，以致印度数码未能在中国流传下来。印度数码亦于中世纪传入阿拉伯国家，后又传入欧洲，经过书写形式上的演变，从而形成了现在世界通用的印度—阿拉伯数码。瞿昙悉达介绍的印度数学知识还有圆弧量法、间隔为3°45′的正弦函数表等。其圆弧量法是把圆周分为360 度，每度分为60 分，与古希腊人的弧度量法相同，而与中国古代天文学家把周天分为度不同。但是，这些较先进的印度天3651 4文算法，与中国传统的算法体系难以协调，中国学者中具有代表性的看法是“其算皆以字书（笔算），不用筹策。其术繁碎，或幸而中，不可以为法。名数诡异，初莫之辩也”①。因而这些内容都没有被中国数学家和天文学家所采用。传入中国的印度数学，后来仅有大数记法与小数记法，对中国数学有所影响，如元代数学家朱世杰《算学启蒙》中的“极”、“恒河沙”、“无量数”、“虚”、“空”、“弹指”等大数与小数名称，都来自佛教经典。另一方面，在钱宝琮主编的《中国数学史》中，列举了十进位值制记数法、四则运算、分数、三率法、弓形面积与球体积、联立一次方程组、负数、勾股问题、圆周率、重差术、一次同余组、不定方程问题、开方法和正弦表的造法等14 项数学内容，用以说明有些与中国数学极其相似的问题和算法，后来又出现在印度的数学著作中，因此印度数学的这些内容很可能受到了中国数学的影响。当然这还需要寻找更确切的证据，中印数学之间的关系是一个值得深入探讨的课题。
中国与朝鲜、日本之间的文化交流，源远流长。中国数学是朝、日两国早期数学发展的基础，其影响之大是可想而知的。在朝鲜，据《三国史记》记载，新罗早在七至八世纪，便曾在“国学”（相当于中国的国子监）内设立算学科，置“算学博士若助教一人，以《缀经》、《三开》、《九章》、《六章》教授之”①。其中所说《缀经》，当是祖冲之《缀术》，《九章》即《九章算术》，而《三开》、《六章》为何书则在我国古籍中未见记载。总的来说，其数学教育制度与所用教材，均与唐朝国子监算学馆相类似。十至十四世纪的高丽王朝也建立了类似的制度。他们还多次派人来华采购各种书籍，其中也包括数学书籍。在日本，早在公元三世纪，日本就开始吸收中国的数学知识，而从六七世纪日本的飞鸟、奈良时代起，中国的历法和数学就更多地直接或经由朝鲜间接地传入日本。日本于八世纪初设立学校，讲授数① 《新唐书》卷二八《历志》四下。
① 金富轼：《三国史记》卷三八《职官》上。
学，据日本养老二年（718）公布的《养老令》及其释义书《令义解》（833）记载，可知当时所用教材有《孙子》、《五曹》、《九章》、《海岛》、《六章》、《缀术》、《三开》、《重差》、《周髀》、《九司》等十部算书。其教职人员的设置、学生人数、学习内容和考试方法等也与唐朝国子监算学馆的制度相类似。宽平年间（889—897）藤原佐世奉敕编撰《日本国见在书目》，记录了当时在日本可以见到的各种书籍。在其中的“历数家”一门中，除记载了《周髀》、《九章》等秦汉以来的算书外，还记录了《六章》、《三开》等见于朝鲜书目的算书，此外也还有一些中国和朝鲜厉代书目都未载而仅见于日本的算书，如《九章私记》、《六章私记》、《新集算例》、《元嘉算术》、《要用算例》、《五行算术》等。这些著作中有些是中国人的作品，有些则可能是日本数学家在中国数学影响下而自行创作的作品。日本在相当长的时期内直接行用中国历法，如《元嘉历》、《麟德历》、《大衍历》和《宣明历》等，这些历法中所包含的数学方法加二次插值法等自然也相应地传入了日本。
第四十八章天文学隋唐时期出现的大一统，有利于中国天文学继续发展。人才与资料集中于朝廷，国家财力雄厚，天文学家们能够利用三国两晋南北朝时期的天文新发现，推动历法的进步。他们还利用占有的大量资料，系统编纂出古代天文资料精粹汇编，写出许多新的天文学著作。另一方面手工业技术的进步，有助于天文学家在总结前人经验的基础上，研制出功能空前完善的新的大型天文仪器，推动了天文观测的发展。柳宗元的《天对》和刘禹锡的《天论》则在宇宙本原、宇宙生成和宇宙演化等方面，继承和发展了中国古代朴素唯物主义的宇宙论和自然观。隋唐时期天文学的发展进一步强化了东方天文学体系，展现了中国古代天文学走向成熟的风貌。
第一节隋代的历法杨坚在夺取北周政权的时候，“欲以符命曜于天下”，在为他积极制造改朝换代舆论、宣扬符命征象的人士中，有一位略知历法的道士张宾。隋皇朝建立以后，最初沿用北周的《大象历》。为满足新朝改历的政治需要，张宾献上了对何承天《元嘉历》略加修改而成的《开皇历》，于开皇四年（584）颁行天下。但是曾担任过北齐历官的刘孝孙，以及名重一时的经学家和天文学家刘焯等都不赞成使用《开皇历》。他们清楚地看出《开皇历》的缺陷，如该历糟粕较多、术意不清、推算不准，特别是并未吸取《元嘉历》的优点，制历者不懂岁差，也不知道定朔，而这些问题早已分别为南朝的祖冲之和何承天所解决，因此，其历术明显地落后于当时天文历法的发展水平。张宾倚仗皇帝的宠信，不但不接受批评，反而攻击二刘“非毁天历，率意迂怪”，“妄相扶证，惑乱时人”，并将他们逐出京城。张宾死后，刘孝孙带着自己编的一部历法再次上京谋求改历，可是又受到与张宾一党的太史令刘晖的压制，后刘孝孙虽然进入司天监，却“累年不调，寓宿观台”，无法出头。后来孝孙抱书扶棺冒死上奏，于是引起隋文帝的注意，并命人经过实测比较后再决定是否改历。开皇十四年（594），经实测证明，刘孝孙的历法和参与实测的另一部张胄玄的历法，都比《开皇历》优越，孝孙提出先斩阻碍改历的刘晖，再议改历，但杨坚不肯，也不采用他的历法。不久后，刘孝孙去世。开皇十七年颁用了张胄玄的新历。
曾经看过孝孙历术的刘焯，对张胄玄的历法提出许多批评，指出其术文不少是抄袭刘孝孙的，历法也比较粗疏。他于开皇二十年（600）编成一部新的历法《皇极历》，希望能得到颁用。但张胄玄与太史令袁充编造了所谓“日长之瑞”的假天象，深得皇帝宠信，刘焯得不到支持，于大业四年（608）抱憾而终。大业六年，张胄玄修改了自己历法中的许多数据，颁布于世，为《大业历》。大业历的回归年长日，朔望月长日，采3651036342640296071144用破章法，在410 年中设置151 个闰月，定岁差为83 年冬至点西行一度，考虑了太阳视运动的不均匀性和月球视差对交食的影响，其行星会合周期的数值也十分精确，例如所定金星的数值是583。922 日，与今采用值相同，并将原定冬至点起虚五度改为起虚七度，使《大业历》成为隋代一部比较好的历法。事实上，没有得到颁行的刘焯的《皇极历》，是隋代出现的最好的一部历法。刘焯（544—610）字士元，信都昌亭（今河北冀县）人，是隋初著名学者和杰出的天文学家，著有论述历家同异的《稽极》10 卷，《历书》10卷和《五经述议》等。他所创制的《皇极历》将张子信发现的太阳视运动的不均匀性引入历法，并提出不等间距二次差内插法的数学方法，解决了采用定气法的计算问题。《皇极历》计算定朔的方法也是我国古代最早同时考虑日、月视运动不均匀性的定朔法。《皇极历》采用的天文数据也相当精确，如定回归年长度为365。24454 日，朔望月长度29。530596 日，采用破章法，在676 年中设置249 个闰月。又如定岁差率约76。5 年相差一度，与今采用值接近。行星会合周期也很准确，如水星采用值115。878 日与今值相同。由于皇极历成就突出，《隋书》打破只收颁行过的历法的框框，破例将该历收入《隋书》的《律历志》中。
第二节中国星官体系的完善三国两晋时期，陈卓建立起一个有283 个星官、1464 颗星的星官体系，是一个既能区分甘、石、巫三家星，又按二十八宿划分的中国星座体系。此后南朝的宋、梁、陈等，都曾制造过按陈卓星官体系标示的浑天象；北朝孙僧化、庾季才等也有星象著述。隋文帝平陈以后将南朝的浑仪、浑天象及天文图籍都集中于长安，北周的庾季才、陈国的周坟等天文学家也入隋为官，他们又奉杨坚之命，参照各家星官，绘成星图。周坟与袁充等人还在太史局教授太史观生，学习星象知识。隋末唐初，又有李播写成《天文大象赋》，用诗赋描述全天星官。当时星官体系主要存在两个问题：一是过分强调三家星的区分，使星空划分成为二元体系，而到了唐代已不像前代那样重视三家星的划分；另一个问题是在拱极区与黄道星空之间，还有两个区域比较空白，命名的星不够多，显得整个星空分布不够均匀。
开元年间王希明解决了上述两个问题，他的著名作品《丹元子步天歌》既是认星歌诀，也是一个星空划分的新体系。《步天歌》一改既分三家星又分二十八宿的二元划分法，只按二十八宿划分星空，有时还用黑色表示甘氏星，黄色表示巫咸氏星，不加颜色说明的就是石氏星，从而醒目明了，但减弱了对三家星的强调。他又明确划分三垣：即紫微垣，太微垣和天市垣，并充实了围在三垣内的恒星的命名，使《步天歌》成为开创三垣二十八宿新体系的代表作。三垣二十八宿分区法将全部星空划分成三十一个天区，是一种星官分布比较均匀、可分区认星的完整的星官体系。这一体系一直沿用到近代。《步天歌》七言有韵，介绍星官名称、星数和位置等，简明通俗，便于记忆，是后来天文学家初学天文时的必读之书，古人称誉它“句中有图，言下见象，或约或丰，无余无失”。例如关于柳宿的歌诀为：“八星曲头垂似柳，近上三星号为酒，享宴大酺五星守。”将柳宿的星数、外形、周围星官的名称及星数都说得非常清楚。
星官体系的完善带来了星象知识的进一步普及。流传至今的唐代二十八宿铜镜，是星象知识在用具装饰中的应用，并赋予其一种神秘的色彩。敦煌藏经洞中发现的唐代星图抄本，是当时人们重视星象知识的证明。敦煌星图，一说绘于八世纪初，一说绘于十世纪中。图上有1350 多颗星，这是世界上现存最早且星数最多的一份星图，现藏于英国伦敦大不列颠博物馆①。除这些绘制有所依据的星图外，唐代还有许多表意性星图，如贞观四年（630）的李寿墓以及懿德太子、永泰公主、章怀太子等墓，都有墓室天象图，图中绘有日月、银河及星象。甚至在远距长安的新疆吐鲁番，也有唐墓星图，但与长安的那几幅星图比较，少了表意性，多了装饰性，并且二十八宿图案经过艺术化处理。五代时期留存的吴越国墓室星图，更优越于上述星图，其二十八宿连同辅官附座有180 多颗星，且星象相对位置比较符合实际天象。
① 席泽宗：《敦煌星图》，《文物》1966 年第三期。
第三节天文仪器的复杂化和功能综合化隋唐时期天文仪器有许多新的创造。如隋文帝时耿询根据张衡制作过水运浑象的记载，重新制成一台不用人力的水运浑象，他还发明了马上刻漏，以作在行进中计时之用，世称其妙。他与宇文恺合作仿照北魏道士李兰的作品制作了称水漏器，这种称漏后来在唐代曾风行一时。
贞观年间天文学家李淳风制造出一台浑天黄道仪，这是一台很复杂的浑仪。这台仪器有三重环组，即六合仪、三辰仪和四游仪，李淳风的创造主要为其中的三辰仪。为了更好地测算太阳和月亮的运动，仪器上安装了黄道环与白道环。而增加两个圆环，就要解决仪器上的黄道与天空黄道在观测时刻的平行问题，要解决岁差改变黄道与赤道的交点问题，还要解决黄道与白道的相对位置和黄白交点移动的问题等等，所以这是一台大大复杂化了的仪器。浑天黄道仪于贞观七年（633）制成并为世所称赞，后将该仪置放在皇宫内的凝晖阁。
开元十一年（723），一行为改历实测天象，与梁令瓒研制了新的天文仪器，叫做黄道游仪。顾名思义，这是一台黄道环能在赤道环内游动的仪器。其基本原理与李淳风的浑天黄道仪相同，不同的是，赤道环上每隔一度有一孔，用以固定黄道环，使