清朝梅文鼎有哪些成就?除了数学还有天文

清初西方科学知识的传入,对梅文鼎产生了巨大影响 。一生博览群书,著述80余种 。文鼎从小受家学熏陶,后从师学习天文历算知识,不仅能懂其历理,且能“发所以立法之故,补其遗缺” 。他一生著述正多,绝大部分是天文、历算和数学著作 。他之天文历算和数学著作大致可分为五类: 一是对古代历算的考证和补订,二是将西方新法结合中国历法融会一起的阐述; 三是回答他人的疑问和授课的讲稿,四是对天文仪器的考察和说明; 五是对古代方志中天文知识的研究 。总计达66种 。其数学著作达26种,冶中西数学于一炉,集古今中外之大成,总名之曰《中西算学通》 。
天文学
梅文鼎中西天文学的造诣都很深,天文学著作有40多种,纠正了前人的许多错误 。梅文鼎非常注重天象观测,创造了不少兼收中西方特色的天文仪器,如璇玑尺、揆日器、侧望仪、仰观仪、月道仪等 。在这些方面的贡献,对当时和后世融会贯通中西方天文学具有很大作用 。
中国传统历法,以元代郭守敬《授时历》最为精密,明代沿用更名《大统历》 。梅文鼎的研究即从大统历、授时历开始,上溯到历代70余家历法,一一求其根本与源流,同时参阅考究西洋各家历法,比较中西名实异同,求得中西历法的会通 。因著《古今历法通考》58卷,后屡有增补衍成70余卷 。又著其他历算书50多种,其中《历学疑问》3卷、《历学疑问补》2卷、《交食管见》1卷、《交蚀蒙求》3卷、《平立定三差解》1卷等15种,被乾隆钦定《四库全书》收录 。
数学
历法的制定和修改离不开测算,历理更需要用数学原理来阐明 。梅文鼎为研究天文历法的需要,对数学进行了深入的研究,取得了重大成就 。
梅文鼎的第一部数学著作是《方程论》,撰成于康熙十一年(1672年) 。当时正是杨光先“历讼”失败客死他乡(1669年)后不久,西洋教士趾高气扬,蔑视中国传统文化 。梅文鼎抓住“方程”这一“非西法所有”的中国传统数学精华首先发论,来显示中华数学的骄傲,是颇有爱国情怀的 。他在书成后给数学家、桐城人方中通的书信中透露了这一思想 。他说:“愚病西儒(指传教士)排古算数,著《方程论》,谓虽利氏(指利玛窦)无以难 。”
但他对于西算却能采取正确的态度,主张“去中西之见,以平心观理” 。他在发掘整理中国古算的同时,潜心研读《几何原本》等西算书籍,力求会通中西算法 。他把所著26种数学书统名之曰《中西算学通》,以此来实践他的主张 。
梅文鼎的《笔算》、《筹算》和《度算释例》分别介绍西方的写算方法,纳皮尔(N印沁r)算筹和伽利略(Galile 。)比例规 。他研究了正多面体和球体的互容关系,订正了《测量全义》中个别资料的错误,独立研究了他名之为“方灯”和“圆灯”的两种半正多面体 。他又引进了球体内容等径小球问题,并指出其解法与正多面体和半正多面体构造的关系 。他在《方圆幂积》中讨论了球体与圆柱、球台及球扇形等立体的关系 。对于当时一般学人感到困难的三角学,梅文鼎不但有《平三角举要》和《弧三角举要》介绍基本的性质、定理和公式,而且有《堑堵测量》和《环中黍尺》这两部分别借助多面体模型和投影法来阐述相关算法的优秀作品 。
《勾股举隅》为梅文鼎研究中国传统勾股算术的着作,全书一卷,其中的主要成就,是对勾股定理的证明和对勾股算术算法的推广 。书中首列“和较名义”,其次以两幅“弦实兼勾实股实图”来说明勾股定理,其论说的根据是出入相补原理,在内容上,本书大致上可分作两部分,一为勾股算术,另一主要为勾股测量 。前者梅文鼎对其评价很高,他认为此式“乃立之根也 。而其理皆具古图(“古图”指的即是赵爽注《周髀算经中》之“勾股圆方图”)中,学者所宜深玩 。对此式的证明也是利用此图来完成的 。