Қытай математигі және ғалымы Цинь Цзюшао

Кіріспе

Қытай математигі және өнертапқышы Цинь Цзюшао (шамамен 1202–1261), әдепті аты Даогу (道古), қытай математигі, метеорологы, өнертапқышы, саясаткер және жазушы болған. Ол Хорнер әдісін ашқан және метеорологиялық деректерді жинауға арналған жаңбыр өлшегіш құралдың – Тяньчи бассейндерін ойлап тапқан.

Өмірбаян

Цин Цзюшао Сычуань провинциясының Зиян қаласында туылғанымен, оның отбасы Шандун провинциясынан шыққан. Ол қытай тарихындағы ең ұлы математиктердің бірі саналады. Бұл ерекше, өйткені Цин өмірін математикаға арнаған жоқ. Ол көптеген басқа салаларда жетістіктерге жетіп, бірнеше қытай провинцияларында түрлі бюрократиялық лауазымдарды атқарды. Цин 1247 жылы «Шушу Цзиужаң» («Тоғыз бөлімдегі математикалық трактат») атты еңбегін жазды. Бұл еңбек белгісіз теңдеулер, 10-ға дейінгі полиномдық теңдеулердің сандық шешімдері, сондай-ақ әскери істер және жер өлшеу сияқты түрлі тақырыптарды қамтыды. Еңбекте Цин қытайлық қалдық теоремасының жалпы түрін, оны шешу үшін Да янь шу (大衍术) немесе алгоритмдерді енгізді. Геометрияда ол үш қабырғасының ұзындығы белгілі болған үшбұрыштың ауданын табу үшін «Цин Цзюшао формуласын» ашты. Бұл формула шамамен б.з.д. 60 жылы Александриялық Герон дәлелдеген Герон формуласына тең, бірақ формула туралы білім Архимедке дейін де жеткен болуы мүмкін. Жауын-шашынның ауыл шаруашылығы мен азық-түлік өндірісі үшін маңыздылығын ескере отырып, Цин 1247 жылы Моңғол империясы/Оңтүстік Сун дәуірінде метеорологиялық деректерді жинау үшін кеңінен қолданылған жауын-шашын өлшегіштерін жасады. Цин Цзюшао кейіннен жауын-шашын өлшеудің қолданылуын математикалық трактатында сипаттады. Кітапта сондай-ақ таулардағы және жоталарда орналасқан бамбуктан жасалған үлкен қар өлшегіштер туралы да айтылады, олар қар мөлшерін өлшеуге арналған алғашқы құралдардың бірі болуы мүмкін. Цин қытай күнтізбесін жасайтын мамандардың қысқы күн тоғысы уақытына сәйкес астрономиялық деректерді қалай есептегенін ең алғаш рет түсіндірді. Оның жетістіктерінің қатарында сандық алгоритмді (19 ғасырдағы Хорнер әдісімен теңдесетін) қолданып, белгілі бір алгебралық теңдеулерді шешу және арифметикалық прогрессиялардың қосындысын табу әдістерін енгізу де бар. Ол сондай-ақ қытай математикасына нөл символын енгізді. Математикалық еңбегін аяқтағаннан кейін ол саясатқа қатысты. Мемлекеттік қызметкер ретінде ол мақтанғанымен, жемқорлыққа берілгені, пара алғаны және жауларын улағаны үшін айыпталды. Осының салдарынан ол бірнеше рет лауазымынан алынды. Дегенмен, осы қиындықтарға қарамастан, ол өте бай болды (Katz, 1993).

Although Qin Jiushao was born in Ziyang, Sichuan, his family came from Shandong province. He is regarded as one of the greatest mathematicians in Chinese history. This is especially remarkable because Qin did not devote his life to mathematics. He was accomplished in many other fields and held a series of bureaucratic positions in several Chinese provinces. Qin wrote Shùshū Jiǔzhāng ("Mathematical Treatise in Nine Sections") in 1247 CE. This treatise covered a variety of topics including indeterminate equations and the numerical solution of certain polynomial equations up to 10th order, as well as discussions on military matters and surveying. In the treatise Qin included a general form of the Chinese remainder theorem that used Da yan shu (大衍术) or algorithms to solve it. In geometry, he discovered "Qin Jiushao's formula" for finding the area of a triangle from the given lengths of three sides. This formula is the same as Heron's formula, proved by Heron of Alexandria about 60 BCE, though knowledge of the formula may go back to Archimedes. As precipitation was important agriculture and food production, Qin developed precipitation gauges that was widely used in 1247 during the Mongol Empire/Southern Song dynasty to gather meteorological data. Qin Jiushao later records the application of rainfall measurements in the mathematical treatise. The book also discusses the use of large snow gauges made from bamboo situated in mountain passes and uplands which are speculated to be first referenced to snow measurement. Qin recorded the earliest explanation of how Chinese calendar experts calculated astronomical data according to the timing of the winter solstice. Among his accomplishments are the introduction techniques for solving certain types of algebraic equations using a numerical algorithm (equivalent to the 19th century Horner's method) and for finding sums of arithmetic series. He also introduced the use of the zero symbol into written Chinese mathematics. After he completed his work on mathematics, he ventured into politics. As a government official he was boastful, corrupt, and was accused of bribery and of poisoning his enemies. As a result, he was relieved of his duties multiple times. Yet in spite of these problems he managed to become very wealthy (Katz, 1993).