世界之最

最早提出剩餘定理的人

《孫子算經》約成書於四五世紀,作者生平和編寫年代都不清楚。現在傳本的《孫子算經》共三卷。卷上敘述算籌記數的縱橫相間製度和籌算乘除法則,卷中舉例說明籌算分數算法和籌算開平方法。卷下第31題,可謂是後世“雞兔同籠”題的始祖,後來傳到日本,變成“鶴龜算”。

具有重大意義的是卷下第26題,載有“物不知數”問題,在世界上最早提出了剩餘定理:“今有物不知其數,三三數之剩五,五五數之剩三,七七數之剩二,問物幾何?”意思是,有一批對象,不知道它的數目,3個3個地數最後剩2個,5個5個地數最後剩3個,7個7個地數最後剩2個,問這批物件一共是多少?顯然,這相當於求不定方程組。可是,《孫子算經》沒有采取簡單的方法試算,而是指出了科學的剩餘計算方法:三三數之,取數70,與餘數二相乘;五五數之,取數2l,與餘數三相乘;七七數之,取數15,與餘數二相乘。將諸乘積相加,然後減去105的倍數。列成算式就是:Y=70×2+21×3+15×2—2×105,答案是Y=23。

孫子算法的關鍵,在於70、2l、15這三個數的確定。明代《算法統宗》中的“孫子歌”(三人同行七十稀,五樹梅花廿一枝,七子團圓正半月,除百令五便得知)中也暗指了這三個關鍵的數字。《孫子算經》雖然沒有說明這三個數的來曆,但其列出的式子完全符合現代數論中著名的剩餘定理的計算。

“物不知數”問題,後經南宋數學家秦九韶於公元13世紀中葉研究發展為“一次同餘式理論”,而歐洲德國數學家高斯研究出同一定理時,已經是公元19世紀初的事情了。公元1852年,英國基督教士偉烈亞士(公元1815一1887年)將《孫子算經》“物不知數”問題的解法傳到歐洲。公元1874年,馬蒂生指出孫子的解法符合高斯的定理,從而在西方的數學史裏將這一個定理稱為“中國的剩餘定理”。