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Wednesday, 19 August 2020

學數學,發大財!古代靠數學吃飯的人賺很大嗎?

當我們選擇大學科系與求職的時候,通常不會只考慮興趣與能力,經濟因素也是重要的考量。21世紀非常多的中、高社經地位工作都需要用到大量數學,但古代的數學從業人員的收入如何呢?筆者在本篇文章將以日本江戶時代為例,看看當時學數學是否能發大財!

江戶時代(公元1603-1867年)的日本,是個穩定的封建制度社會,天皇與他的朝廷具有宗教與儀式性的功能,而國家真正的權力在德川家世襲的「征夷大將軍」手上。以征夷大將軍為頂點的武士階級統治全日本,將軍的行政機關稱為「幕府」位於江戶(今東京都心的區域),而幕府之下,則有大大小小約「三百諸侯」,或稱為「藩」,統治日本各地。江戶時代是日本歷史中相對和平且文化蓬勃發展的年代,但這個時代其實並未如許多人印象中的「鎖國」,因為日本持續與荷蘭、朝鮮及明、清帝國有往來,所以歐洲與東亞大陸的數學知識也會傳入日本,刺激日本數學的發展。17世紀中葉開始,日本逐漸發展出具有特色的數學文化,被稱為「和算」,而和算發展初期的重要代表人物就是被稱為「算聖」的關孝和(公元1642? – 1708年)。關孝和的數學成就甚高,他是歷史上最早考慮「行列式」概念數學家,下圖為日本在1992年發行的關孝和郵票,後面就是行列式的圖案。而關孝和的工作,其實也稍微和數學能扯上關係。

關孝和出身甲府藩(今山梨縣),是藩主德川綱重與其子綱豐的家臣。德川綱重是德川幕府四代將軍德川家綱之弟,其本人與多數藩士,包含關孝和在內,都長居於江戶,而甲府藩的藩士都有幕臣(幕府直屬武士)的待遇。關孝和在甲府藩擔任「勘定方用改」的職務,是與財政檢查有關的工作,算是與數學有關。關孝和的第二任主君德川綱豐在1704年的時候成為五代將軍德川綱吉的養子兼將軍繼承人,改名德川家宣,並進駐江戶城西之丸,而關孝和也隨其主君進入西之丸,任納戸組頭(出納長),成為名實相符的幕臣,而且被允許直接謁見將軍,直到1706年引退。

關孝和的工作基本上都與數學有關,屬於中階武士,那他的俸祿有多少呢?他作為甲府藩士的時候年俸是250俵,成為幕臣之後是300俵。在江戶時代,中下階武士通常沒有自己真正的領地,而是從主君那裡每年得到「切米x俵」的俸祿,形式上就表示這位武士會得到年產量x石的土地收成的玄米(糙米)。但實際上,扣除農民生活所需與各項支出之後,幕府的制度是 1俵 = 3斗5升 = 0.35石。以1石 = 150公斤 計算的話,關孝和在甲府藩士期間的年俸是玄米 250×0.35×150=13125 公斤。而在短暫的幕臣時期,年俸則是玄米15750公斤。這樣的年俸,價值有多少呢?如果以現代日本的物價,1石(150公斤)的米價約為63,000円,則關孝和的年俸在550萬至660萬円(折合台幣約150-180萬元)。

但江戶時代的糧食生產沒有現代這麼充足,稻米的價值其實比現代更高。歷史學家找到了另外一種比較的方式,就是用江戶時代木工見習生的薪資比較。江戶時代木工見習生要工作20天才能賺到1石的米,而現今的日本木工見習生的日薪約為15000円,所以江戶時代1石的米在現在的感覺來說大約是 15000×20=30萬円。用這樣的感覺來考慮,關孝和的年薪落在2600萬至3100萬円(折合台幣709萬至845萬元)之譜,跟當代許多民主國家領導人的年薪在相同的等級。

像關孝和這樣身為中階幕臣的數學從業人員,年薪換算成現代的價值竟然這麼高,或許在不少人眼中可以算是「發大財」。但他已經是能直接謁見將軍等級的武士,如果是低階武士中的數學從業人員呢?我們可以從各藩的初階會計人員來看。

江戶時代武士的工作基本上是嫡男世襲,但遇到會計相關工作,因為需要數學與計算的天分,不見得由嫡男世襲,可以是任何一個兒子,甚至由養子繼承。江戶時代最大的藩是位於現在石川縣的加賀藩,領地有102萬5千石,人稱「加賀百萬石」。因為領地龐大,需要大量的會計人員。在19世紀中葉江戶時代末期,最基層的「御算用者」,年俸僅有40俵。加賀藩的制度是1俵 = 0.5石,所以每位這種算盤武士年俸約20石。每一家基本上最多可以有家長與繼承人兩位在藩內工作,所以「御算用者」的家族最多年俸40石,大約是1200萬円(折合台幣約330萬)的年收。這樣的收入,在沒有保險與社會福利,什麼都要靠自己的年代,假設要養一家老小十口之家,絕對不能算多,可能還會負債。2010年堺雅人與仲間由紀恵主演的電影《武士的家計簿》,就是在敘述這樣一個「算盤武士」家族的故事。

日本江戶時代的數學從業人員,以現在的角度來看,有十分高收入的中階幕臣,也有生活過得勉強的初階會計人員。學數學會不會發大財?在古代可能跟你的出身很有關係。而在現代,學數學除了有機會幫助你改善經濟地位,很多時候可能還可以帶你認識深邃美麗的數學世界。無論你追求的是財富還是美麗新世界,數學可能都有機會帶你完成夢想。

參考資料

城地茂(1995),〈和算誕生〉,《学習評価研究》148期,頁126-137。

磯田道史(2003),《武士の家計簿 「加賀藩御算用者」の幕末維新》(東京:新潮社)。

磯田道史(2017),《江戶の家計簿》(東京:宝島社)。

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本文原發表於教育部國教署
《央團數學月刊》2020暑假特刊,頁18-20。

Saturday, 14 March 2020

【木曜算額日】第二季総集編

20191219日至2020220日,我的粉絲團  「東北亞  遇見數學」推出木曜算額日第二季,介紹了全日本11處有收藏算額的神社或寺院,並選擇性地解析算題。本季我們介紹了將算額繪馬商品化的神社,也首度介紹九州的算額與女性出題的算額。讀者不見得有機會親自走訪這些神社或佛閣,但我們希望這些算額的問題與和算的背景故事能讓大家感受到數學文化的有趣之處。本季結束之後,為了讓各位讀者搜尋方便,第二季総集編堂堂推出!下面是這11處景點與其收藏的算額,大家可以一次欣賞個夠!


第一彈:富山縣射水市放生津八幡宮(首列左一,有販賣算額繪馬可帶回家做紀念)
https://www.facebook.com/KoreaJapanMathHistory/photos/a.468710586993833/663482150850008/?type=3&theater
第二彈:福岡縣福岡市筥崎宮(首列左二,地點為日本三大八幡宮之一)
https://www.facebook.com/KoreaJapanMathHistory/photos/a.468710586993833/669133703618186/?type=3&theater
第三彈:長崎縣長崎市大浦諏訪神社(首列中央,神社位於著名的靠近祈禱三角區)
第四彈:長崎縣長崎市鎮西大社諏訪神社(首列右一與右二,十分熱鬧的大社)
第五彈:岩手縣一關市春日神社(第三列右二,其實是國立科學博物館的複製品)
https://www.facebook.com/KoreaJapanMathHistory/photos/a.468710586993833/687861655078724/?type=3&theater
第六彈:埼玉縣川越市古尾八幡神社(第三列左二,位於川越市立博物館)
第七彈:山形縣山形市長源寺與三島神社(第三列左一與第二列左一,皆在山形市區內)
第八彈:栃木県矢板市木幡神社(第三列右一,位於北關東)
第九彈:岐阜縣大垣市明星輪寺算額(第二列右一,有女性出題者的算額)
最終回:岐阜縣養老町田代神社(圖中央,地點鄰近養老瀑布,讓版主從1300年前的《養老令》開始鬼扯和算的歷史)

在不太適合跨境旅行的2020年,我們努力介紹了這些神社、寺院與算額,以及背後的歷史~

Wednesday, 4 March 2020

國立臺北教育大學日文舊籍介紹之一:《科學史研究》

 國立臺北教育大學圖書館,收藏有一批臺灣總督府臺北師範學校時期留下來的舊籍。因為某些原因,我最近開始去這批舊籍中挖寶。第一個收穫,是裡面竟然有1942年的《科學史研究》第二期!日本科學史學會於1941年成立,同年其官方刊物《科學史研究》創刊。本校日文舊籍裡面沒有創刊號只有第二期,十分可惜,但看到這期我已經很感動了。日本科學史學會的官方刊物除了日文版的《科學史研究》之外,還有1962年創刊的歐文版會誌 Historia Scientiarum。我在2013年也曾經在他們的歐文版發表論文。今天在這個圖書館看到《科學史研究》第二期,讓我不禁好奇,這本書是陰錯陽差進到我們的圖書館,還是當年的臺北師範學校,有哪一位教師覺得科學史應該進入師範生的養成教育嗎?可能是我想太多了。總之,今天能在國北教大圖書館帶著白手套和口罩讀這本將近80年前的科學史期刊,真的是感無量!!!


Tuesday, 5 November 2019

吉野ヶ里遺跡

其國本亦以男子爲王,住七八十年。倭國亂,相攻伐歷年,乃共立一女子爲王,名曰卑彌呼,事鬼道,能惑衆。年已長大,無夫壻,有男弟佐治國,自爲王以來,少有見者,以婢千人自侍,唯有男子一人,給飲食,傳辭出入,居處宮室、樓觀、城柵嚴設,常有人持兵守衞。
-----《魏志倭人傳》

第一世紀時倭人最大的部落奴國被封為漢委奴國王,後來倭國大亂,《魏志倭人傳》則記載了第二至第三世紀之間,倭人共立一位女王兼宗教領袖卑彌呼,成為聯合政權。這個大約30國的聯合政權,都城在「邪馬臺國」,後來卑彌呼遣使朝貢魏帝國,被封為「親魏倭王」。

被記載在東亞大陸帝國史書,存在於二至三世紀的「邪馬臺國」,跟後來四至五世紀出現於奈良的 Yamato (後來的漢字表記為「倭」、「大倭」或「大和」)王權,到底有什麼關係,一直是東亞古代史的大謎團。「邪馬臺」在古代的發音跟「Yamato」有多接近,可否看成同義詞,也有很多討論。甚至邪馬臺國到底是在北九州還是在京、阪、奈一帶,也無法確定。北九州說的其中一個可能的地點在筑後平原,也就是今天我來的吉野ヶ里歴史公園。這是九州最大的彌生時代考古遺址挖掘地,現在復原成主題公園,這裡也有「宮室、樓觀、城柵」,那會是卑彌呼女王的居所嗎?





Thursday, 1 August 2019

在鎌倉想起稱霸關東上杉氏的始祖上杉重房

上杉重房像(木造,鎌倉時代,明月院藏)


上週日我去鎌倉國寶館參觀,裡面有許多鎌倉時代的佛像,也有少數是更早的平安時代與稍晚的南北朝。日本國寶似乎很多與佛教的發展有關,所以在鎌倉國寶館看到(一大群)佛像也就不奇怪。不過在許多佛像之中,坐著兩尊武士的木雕,就很引人注目。那兩位都是13世紀鎌倉時代中期的人物:北条時頼與上杉重房。館內因為不能攝影,我就買了明信片收藏,順便掃描分享。

那一組八張的明信片上因為有一張是上杉重房的照片,我就買下來了(有點像為了玩具贈品買乖乖的感覺 XD)。貴族藤原氏北家出身的上杉重房,其木雕在照片上的角度看好像有點想睡覺,但正面看起來我的印象是頗有威嚴,反倒是鎌倉幕府五代執権(鎌倉幕府最高權力者是北條得宗家統領或幕府執権,而將軍只是裝飾品)北条時頼的雕像還比較慈眉善目。

1252年,宗尊親王東下到鎌倉接任征夷大將軍,上杉重房隨著親王到鎌倉,但1266年宗尊親王因被懷疑謀反而卸任將軍職回京時,上杉重房並沒有隨其歸洛,而是留在鎌倉,出仕於幕府的有力御家人足利氏。其後上杉一族就被認定為武家而非貴族,也因為後來上杉氏與足利氏緊密的主從與姻親關係,在南北朝一路到戰國時代有許多個「上杉家」活躍與歷史舞台,他們都是上杉重房的後裔。

可以近距離看到鎌倉武士的雕像,真是不虛此行。

Sunday, 23 June 2019

木曜算額日第一季総集編

從2019年4月4日至6月20日,我的粉絲專頁「東北亞  遇見數學」中「木曜算額日」單元第一季介紹了全日本11處有收藏算額的神社或寺院,並選擇性地解析算題。從東京鬧區大社、千年古都知名景點,一路走到關東、東海、東北、北陸、中國與四國鄉下不起眼的神社看算額,希望可以提升大家旅遊的興致與學習數學的趣味。為了讓搜尋方便,我把第一季総集編也放部落格。下面是這11處景點與其收藏的算額,大家可以一次欣賞個夠!


第一彈:東京都渋谷区金王八幡宮算額(首列左一,位於《天地明察》電影中男女主角相遇之地)
https://bit.ly/2HtXrTU
第二彈:京都市北野天滿宮算額(首列左二,日本現存第二古老算額)
https://yingswords.blogspot.com/2019/04/blog-post.html…
第三彈:愛知縣岡崎市六所神社算額(首列右一,版主去拜託神社拿出來才看到)
https://www.facebook.com/KoreaJapanMathHistory/posts/504872430044315
第四彈:栃木縣足利市鑁阿寺算額(第二列左方,位於本季唯一介紹的佛寺)
https://www.facebook.com/…/a.468710586993…/508378726360352/…
第五彈:栃木縣佐野市星宮神社算額(第二列右方,日本現存最古算額)
https://www.facebook.com/…/a.468710586993…/512031225995102/…
第六彈:山形縣山形市湯殿山神社算額(第四列左方,會田安明百年祭奉納)
https://www.facebook.com/…/a.468710586993…/515572172307674/…
第七彈:岡山縣瀨戶內市片山日子神社算額(第三列右方,附有木雕藝術算額)
https://www.facebook.com/…/a.468710586993…/519471685251056/…
第八彈:三重縣四日市市神明神社算額(第三列左方,地點很鄉下)
https://www.facebook.com/…/a.468710586993…/523308228200735/…
第九彈:愛媛縣大洲市金刀比羅神社算額(首列右二,遺題算額)
https://www.facebook.com/…/a.468710586993…/527223404475884/…
第十彈:福井縣鯖江市石部神社算額(第四列右方,地點超級鄉下)
https://www.facebook.com/…/a.468710586993…/531888570676034/…
最終回:岡山縣岡山市惣爪八幡宮算額(圖中央,數學社團活動圖)
https://www.facebook.com/…/a.468710586993…/539935136538044/…
旅行,也可以很歷史,很數學~

Wednesday, 10 April 2019

北野天滿宮收藏之古今算額

位於京都市上京區的北野天滿宮,是日本的賞梅名所,每年二至三月都有許多觀光客到這裡來看梅花。北野天滿宮建立於947年,供奉的是學問之神菅原道真公,所以也會吸引世界各地許多考生來參拜。


北野天滿宮內有許多日本國寶,包含建築物在內,比如上圖一的楽の間。除了國寶之外,這裡也收藏三面算額。從北野天滿宮正面鳥居進入,穿過樓門之後,往左手邊走就會看到絵馬堂,裡面收藏有三面古今算額。有一面很古老,一片很現代。三面中最古老的是下圖二的算額,1686年由今西小右衛門重之與飯田武助正成奉納,是日本現存第二古老的算額,也是以完整狀態存在的最古算額。

圖二:北野天滿宮江戶時代算額,1686年奉納。(圖片來源:www.wasan.jp)

讀者可以看到,這面算額其實是被重複畫上其他的圖案,而後來覆蓋的圖案剝落之後,我們才發現下面有數學問題,這個很像是10世紀的阿基米德羊皮書,被13世紀的僧侶擦去文字後寫上宗教文書,後來被20世紀與21世紀的學者以各種現代科技重新看到阿基米德的著作。

圖三:北野天滿宮明治時代算額(筆者攝影)

第二面算額是明治時期由新名重内、三室戸治光、倉橋泰清等11位奉納,上面的文字還很清楚。筆者2016年9月1日造訪北野天滿宮時,在繪馬堂就剛好有和算愛好者,看到我們一行人在尋找算額,就主動過來跟我們分享上面的算額。下圖四就是算額上的問題內容。

圖四:北野天滿宮明治時期算額內容(筆者攝影)

北野天滿宮除了有超級古老的算額,也有超級新的算額喔!下圖五是2018年11月,由 Rosalie Hosking 等四位紐西蘭學者奉納於北野天滿宮的算額。

圖五:北野天滿宮現代算額(圖片來源:www.wasan.jp)


這是第一次有日本以外的學者在日本奉納算額。奉納過程的影片可以看這裡:

紐西蘭學者 Rosalie Hosking 奉納算額儀式

這片算額內容全部都有和英對照,讀者可以從這裡看到英文的問題與解答。

北野天滿宮有悠久的歷史,賞心悅目的梅花與古老建築,也有現代的算額。在京都的名所之中,算是即有特點的景點之一。造訪京都的朋友請不要錯過!

Sunday, 17 March 2019

日本中世算學的發展與家族世襲化

8世紀的唐帝國與東北亞的新羅與日本,都建立了律令制度下的官方算學教育制度。8 世紀時日本頻繁派出遣唐使向唐帝國輸入文化。時間進入9世紀,838年之後就再也沒有派出遣唐使,但持續靠著新羅與佛教僧侶的交流瞭解東亞大陸的文化與情報。10世紀初,維持三個世紀榮華的唐帝國崩潰,東亞大陸進入群雄競逐的五代十國時代,本來以唐帝國為學習對象的東北亞與東南亞諸國,這時開始逐漸發展自身的本土文化,例如日本也開始寫作獨特的日本漢詩。

10-11世紀的日本屬於「攝關政治期」,藤原家擔任令外官「攝政」或「關白」,掌握最大權力,奈良時代建立的中央集權律令制度逐漸崩壞,而且日本朝廷對於國際的文化交流變得消極。不過即使在這樣的景況中,日本也並未完全斷絕與東亞大陸國家的交往。事實上,位於現今浙江、江蘇東南和福建東北,存在於10世紀的吳越國,曾主動贈與日本天皇與大臣禮物,並且向日本與高麗尋求佛教經典。在此交往的同時,唐代的另一套曆法《符天曆》,也被傳入日本,與當時日本使用的《宣明曆》可互為對照。

攝關政治期的代表建物:平等院(作者攝於2016年11月12日)

10-11世紀的日本歷史,從古代進入中世。11世紀日本朝廷進入「院政」時代,國家權力從藤原家的攝政、關白轉到退位的太上天皇或者出家的法皇。而隨著律令制度的崩壞,原本以科舉考試選才的政治與技術官僚,也逐漸變成由特定氏族傳承特定職位,也就是形成了與職業連結,有特定「家格」的「家」。最有名的技術官僚家系,當然就是在流行文化中常出現的陰陽道安倍氏。在算道方面,11世紀的小槻氏與三善氏則世襲算學官僚的位置。日本平安時代之後,某些家族將知識變成秘傳家學,使家族得以獨佔特定技術官僚的情形,跟後來韓半島朝鮮王朝的情形很像。

鐮倉大佛
(圖片來源:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kamakura_Budda_Daibutsu_front_1885.jpg)

日本進入中世的另一個社會轉變就是武家的興起。在12-13世紀之交,武家源平爭霸的年代,原本在京都獨佔算道的氏族之一,下級貴族三善氏,族中有一位三善康信,因為其母親是源賴朝乳母之妹,所以在源賴朝年輕被流放到伊豆的時候就有聯絡。源賴朝起兵對抗平家之後,三善康信就被邀請到鐮倉輔佐政務,後來擔任源賴朝鐮倉政權的首任問注所執事,負責訴訟、裁判事務。源賴朝死後,三善康信還擔任十三人合議制的其中一位御家人重臣。

像算學這樣的技術被家學化、秘傳化的結果,使得中世日本的算學發展,比起半島上的高麗王朝更為隱晦不明。日本中世經過源平爭霸、鐮倉時代、室町時代與戰國時代,16世紀末邁入近世之後,算學的發展才露出曙光,留下些許紀錄,並且持續跟異文化進行科技交流,後來也才有獨特的「和算」文化出現,不過這是後話啦。


室町時代建立的慈照寺銀閣(作者攝於2017年9月19日)

參考書目
五味文彥(2016),《中世社会のはじまり》(東京:岩波書店)。
古瀨奈津子(2011),《摂関政治》(東京:岩波書店)。
城地茂(2014),《和算の再発見 :東洋で生まれたもう一つの数学》(京都:化學同人)。

Saturday, 12 January 2019

岡山縣瀨戶內市片山日子神社算額

從岡山縣瀨戶內市JR長船駅往東南方走約1公里處,有一座片山日子神社。這座神社中也收藏一幅有趣的算額。

日本和算中獨特的「算額奉納」傳統,使得許多神社至今都收藏算額。我們在介紹和算文化時,常常對提到幾幅有名的算額,比如日本現存最古老,在栃木県佐野市星宮神社的算額,或者是在電影《天地明察》中出現的東京金王八幡宮,也收藏了算額。這些都是在東日本收藏的算額。至於在西日本當然也有不少算額,本篇介紹的片山日子神社算額就是常常被提到西日本算額之一。

岡山縣瀨戶內市片山日子神社算額
(圖片來源:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Katayamahiko_jinja_10.jpg)

如上圖,這幅算額是在明治時代的1873年,由萬春廷社中的入江信順門人與其門人奉納,總共有16個問題,每題並附上色彩鮮豔的幾何圖形,而它的額緣雕刻也有藝術價值,是井上幽雪斎、鶴峰父子製作,長182公分,寬180公分。

片山日子神社算額上面的16個問題,已經被很多現代學者與中學教師解讀,下面我們舉其中一題說明。請看算額中下排右邊數來第三題。這個問題的原文是這麼寫的:

今有如圖方內隔斜容甲乙円各二個只云甲円徑一寸問乙円徑幾何
答云  乙円徑五分八厘五毛
術曰  置二個開平方以減二個余乘甲円徑得乙円徑合問

這個問題若以現代語言說明是這樣的。正方形裡面有兩個大圓與兩個小圓,其與隔線及正方形四邊相切的關係如下圖。已知大圓半徑r,求小圓半徑t


這是個很好的中學幾何挑戰題,筆者提供其中一個解法。簡捷來說:
這個問題在很多算額上面都出現過,算是常見的題目。桃園機場現在有直飛岡山,下次大家去岡山玩的時候,或許可以順道去片山日子神社看看算額。

參考資料:
Hosking, R. (2017). "Solving sangaku: A traditional solution to a nineteen century Japanese temple problem". Journal for History of Mathematics 30 (2), 53-69.

Sunday, 14 October 2018

侘・寂

好,我真的不是很懂「侘・寂」(Wabi-Sabi)這種日本獨特的美學。事實上,我不太敢說我具有太多美學素養,特別是在充滿中華民國美學的環境下潛移默化長大的情況下。不過這幾年,跑了幾趟日本,感覺到這個國家真的不是只有守秩序跟乾淨這些優點而已。日本的建築物與名勝到處都充滿一種我說不出來的感覺。後來我讀到「侘・寂」的概念之後,漸漸覺得這就是那種我說不出來的感覺,比如欣賞銀閣寺的感覺。

銀閣寺一景

每年10-12月通常都是我相對忙碌的月份,所以看到誠品日曆這本介紹「侘・寂」概念的書,就忍不住寫一篇心得。這本書用絹布當成書皮,邊緣還脫線牽絲,嘗試從裝幀開始體現「侘・寂」。稍微查一下,這本書似乎是西方世界最早介紹這種日本獨特美學的專書之一,後來被很多人引用。講到這裡,我還是沒有說明什麼是「侘・寂」,因為我實在講不太出來。這種美學帶有一種低調、安靜、質樸,而且是有缺陷的感覺。但我這樣講當然也只是講出我感受的一部份而已,完全無法定義這種美學。


對我來說,回憶或欣賞「侘・寂」的美學,好像是忙碌的生活中的一種逃脫。下面再放一張掛川城二之丸茶室的冬日景色,繼續感受「侘・寂」。

掛川城二之丸茶室冬日景色

Saturday, 22 September 2018

在譯者的故鄉若狭小濱看到《解體新書》!

從JR小濱線東小濱站出站步行十來分鐘,可以走到「若狭歴史博物館」,裡面收藏福井縣若狭地方相關文物。

福井縣小濱市若狭歷史博物館

很有趣的是,我在這裡也看到了《解體新書》!

《解體新書》
(圖片來源:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kaitai_shinsyo01.jpg)

館內禁止攝影,所以我用維基的圖片代替。《解體新書》(1774)是日本歷史上首度直接從西方語言整本翻譯成日文的書籍,內容是關於人體解剖學,翻譯的底本是德國醫師 Johann Adam Kulmus 所著之 Anatomische Tabellen 的荷蘭語版本。這本書的譯者有四位,其中一位是若狭國小濱藩醫杉田玄白(1733-1817)。

小濱藩醫杉田玄白
(圖片來源:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sugita_Genpaku.jpg)

《解體新書》翻譯的由來據說是這樣。1771年蘭方醫(也就是西醫)杉田玄白、前野良沢、中川淳庵三人在江戶小塚原刑場見習死刑犯的遺體解剖,對於解剖狀況與這本荷蘭傳來的醫書絲毫不差感到十分驚訝,於是向懂荷蘭語的前野良沢提議共同翻譯這本書。這是一項浩大的工程。前野良沢自己的荷蘭語不夠精熟,加上有許多專有名詞要詢問在長崎的通譯也十分不便,但他們還是硬著頭皮翻下去。根據玄白晚年的說法,這件翻譯工作好像是「沒有槳也沒有舵的船往大海航行而去」的感覺。這本書的翻譯當然不完美,但在三年後的1774年譯完刊行。書中某些翻譯名詞,如「神經」、「軟骨」、「動脈」等等,到今天仍被東亞國家使用。

在譯者的故鄉看到《解體新書》解體新書,別有一番感動!

Sunday, 26 August 2018

日本現存最古算額,竟然有1703次方程式!?

日本江戶時代算額奉納的作法,可能從17世紀中葉開始。然而,現存的算額之中,僅僅只有四面17世紀的算額,而且都在17世紀末。這四面之中,有兩面在京都,一面在山形,至於最古老的一面,就是被奉納於栃木県佐野市星宮神社的算額,時間是1683年。這面算額目前從神社出借,被展示於佐野市鄉土博物館。

栃木県佐野市星宮神社所藏算額(複製品)

這片算額在江戶末期已經稍有破損。到1975年因為神社發生火災,雖然沒有將算額燒毀,但表面炭化,上面的文字已經不容易看出。筆者在博物館隔著玻璃靠近觀看,仍然可以稍微看出上面的文字,但極不清楚。所幸在火災前,當地的中學老師與學生曾經將整面算額的內容抄錄下來,所以我們現在可以看到完整的複製品。從複製品中,我們可以看到上面的問題。第一題是體積與工程問題,第二題是和算中有名的「道明問題」,要問如何用一條L形的道路與一條線段將一個矩形地分成面積相等的三個區域。前兩題都是相對單純而且有實際應用的題目,但第三題就有趣了。東亞古代算學,2次方稱為「平方」,3次方是「立方」,4次方是「三乘方」,5次方是「四乘方」,所以「n 乘方」或「n 乘冪」就是「(n + 1) 次方」,而「開 n 乘方」就是要解一個 (n + 1) 次方程式。這題的圖形乍看之下不複雜,但是題目敘述中有「開六乘」、「八乘冪」、「開四乘」、「開三乘」 這些敘述,已經夠複雜了,到解法的最後,作者竟然宣稱要「一千七百○二乘方開之」,也就是要解一個1703次方程式!

栃木県佐野市星宮神社所藏算額

之前聽說和算家會去解超高次方程式,例如關孝和在《發微算法》中有一個問題最後列出1458次方程式。這次在算額上面看到出現更高次的方程式,真是令人驚訝。當然,算額上面並沒有詳細的計算過程,實際求方程式數值解的增乘開方法,在概念上並不困難,但當方程式次數很高的時候,計算就會變得很繁複而且曠日廢時。不知道作者花了幾個月才把這個超高次方程式的解計算出來?

後面第四題是第三題的類似題,但是只有問題沒有解法,也就是「遺題」,開放讀者挑戰。所以「遺題」的傳統不只是在和算書,也會在算額出現。這次到佐野開會,親眼看到日本現存最古老算額,以及上面1703次方程式及遺題,真是不虛此行!

栃木県佐野市星宮神社

栃木県在日本是相對鄉下的地區。如果大家有機會到栃木県佐野市,不妨到佐野市鄉土博物館與星宮神社看看。說不定你也可以看到這面日本最古老的算額!

Saturday, 25 August 2018

栃木県足利市鑁阿寺所藏算額

室町幕府將軍家足利氏的先祖源義康,在12世紀中葉的時候,於下野國足利莊(今栃木県足利市)建立居館。12世紀末至13世紀中,足利氏在這裡建立佛寺(鑁阿寺)。而這裡也收藏有兩面19世紀的算額。

鑁阿寺(足利氏館)正門

鑁阿寺本堂

第一面算額是江戶時代末期,1848年由最上流増田善右衛門與其門人奉納,但保存狀態不佳,上面的文字已經難以閱讀,只有圖形還能稍微辨識。

1848年最上流増田善右衛門與其門人奉納算額
(圖片來源:www.wasan.jp)

第二面算額是在明治時代,1884年由關流石原清右衛門與其門人奉納。這面算額中有三個題目,筆者過去在算額專書中讀過中間的第二題。這個題目中有上、下、左、右四個正方形互相以頂點外接,而且下、左、右三個正方形的其中一個頂點共線。題目只給定上方正方形的邊長,問下面正方形的邊長。這個問題若以歐式幾何的方法來解,需要畫很多條輔助線。要自己把那些輔助線想出來,真是十分困難的事情,筆者也是看解答才會做。

1884年關流石原清右衛門與其門人奉納算額
(圖片來源:www.wasan.jp)

鑁阿寺的算額平常沒有公開展示,但是這座被列入日本百大名城的寺院,竟然也收藏有算額,很令人意外。

參考資料:群馬縣和算研究會

Sunday, 5 August 2018

東京渋谷金王八幡宮與其所藏算額

在東京都渋谷區,距離渋谷站步行不到10分鐘的路程,有一座金王八幡宮神社,我在2014年8月曾經造訪過這裡。這座神社在江戶時代為將軍家所信奉,特別在1612年,三代將軍德川家光的乳母春日局為其建造社殿與神門,所以我們到這裡可以看到江戶初期的建築。


金王八幡宮不算是太有名的神社,但是這裡收藏了三面「算額」。所謂「算額」,就是江戶時代的數學家,把他們的數學研究成果製成類似匾額的形式,奉納到神社或寺院,以感謝神佛的恩賜,也是一種公開發表研究成果的方式。金王八幡宮收藏的三面算額中,有一面扇子形狀的算額,是十分特別的,因為日本現存江戶時代的算額中,絕大多數都是長方形。所以這幅扇子形的算額,是極為少見的。

圖片來源:維基百科

這幅算額上我們可以看到有一個數學問題與一個附圖,圖中是一張桌子與其上三顆球。乍看之下可能是立體幾何的問題。以下是算額上的文字。

如圖中圓徑九寸小圓徑四寸大圓径幾何問
答三十六寸
術曰置中圓径除小圓徑開平方内減一箇自之以除中圓径得大徑合問
關流水野與七郎門人 野口冨太郎 源貞則 元治甲子年十一月吉日

我們可以看出,這是幕末的1864年(元治元年),由關流(江戶初期算聖關孝和所建立的算學流派)水野興七郎的學生野口冨太郎、源貞則所奉納。仔細查考上面的問題與術文,我們可以看出,這其實是一題頗為基本的平面幾何問題。如下圖,大圓、中圓、小圓互相外切,且同時與一直線相切,已知中圓與小圓的直徑,求大圓的直徑。

要求出大圓的直徑,關鍵是要先知道圓外公切線段長與直徑之間的關係。以這一題來說,我們要先證明這個引理:若兩圓外切,則兩圓之外公切線段長就是兩圓直徑乘積再開平方。這個命題是以國中數學就能證明的命題,各位讀者可以自行嘗試證明。


上面的引理其實是江戶時代和算家常用的命題。有了這個引理,我們就可以來解上面的問題。設大圓、中圓、小圓的直徑分別為 xyz:


算額是不是很有趣呢?全日本各地的神社與寺院收藏了約一千枚算額。下次各位造訪日本神社或寺院時,或許可以注意看看,可能你也會找到算額,並且體會不一樣的江戶文化!


Saturday, 19 May 2018

從算學文化在古代東北亞的傳播看百濟與倭國的堅定友誼

百濟(公元前一世紀?-668年)跟被稱為倭國的古代日本,真的是好朋友,從算學的傳播也看得出來。

六至八世紀對於東亞大陸、韓半島與日本列島的歷史是十分有趣的時代。六世紀前半,大和朝廷因為「任那」,也就是倭國在半島上的據點,與新羅起衝突。百濟則因為與新羅、高句麗在半島上的競合,與倭國保持良好關係,而倭國也需要這個半島上的盟友。在六世紀中葉,大致是倭國的欽明大王(當時大和朝廷的君主還稱為「大王」)在位時期前後,佛教從百濟傳入日本。而根據《日本書記》記載,在同一個時代,大約是前一篇文章提到的百濟聖王在位時,百濟也把從南朝輸入的醫學與曆算等技術知識輸出到日本列島。

佛教的傳入對於倭國來說是重要的事件。大和朝廷在那個年代,希望藉由佛教這種普世性的宗教,對外從國際社會輸入先進的科技與文明,對內則嘗試將古代倭國基於氏族與的社會,轉變為中央集權的國家。這種重大的轉變不免伴隨權力鬥爭、暗殺與政變。在這個過程中,日本正史首位女性君主推古女王(593年-628年在位)與後來被稱為「聖德太子」的厩戸王子(572年-621年)被推上了第一線的政治舞台。

聖德太子主政時代的改革十分有名,而在國際舞台,根據《隋書》記載,公元607年,倭國的遣隋使小野妹子(雖然名叫「妹子」,但他是男人)向隋煬帝遞交的國書中,有「日出處天子致書日沒處天子無恙」這麼一句話,讓隋煬帝感到很不開心。這句話表達倭國與黃河流域帝國平等的地位,但是也凸顯倭國國際經驗的不足。很多時候,倭國與國際社會的交往,還是要靠比較有外交手腕的百濟才可以。

在大和朝廷內外都很有事的年代,天文曆算再度隨著百濟出現在倭國的歷史。《日本書記》提到,在推古朝的公元602年,「百濟僧觀勒來之。仍貢暦本及天文地理書。并遁甲方術之書也。是時選書生三四人。以俾學習於觀勒矣。」觀勒這位百濟僧人,不但帶來曆書與天文地理書,還開班授課,成為日本正史記錄中最早的曆算教學者。

七世紀中葉,倭國內部的權力鬥爭把另外兩位王子,後來都登基成為大和朝廷君王的中大兄王子與大海人王子推上政治舞台。645年,中大兄王子政變,進行有名的「大化革新」,繼續推動中國風的中央集權國家改革。中大兄執政時期,七世紀50至60年代,東亞世界打了一場世界大戰,最後的結果是,高句麗與倭國的好朋友百濟被滅亡!

倭國自古就有從百濟「移民」的「渡來人」社群,而660年百濟滅亡之後,更多的百濟「遺民」移住列島,帶來半島與大陸上的科技。661年,齊明大王死去,中大兄稱制,668年,中大兄登基,是為天智大王,但僅在位不到四年。不過在中大兄/天智掌權的時代,或許是在渡來人的協助下,倭國首度設立「算博士」,並有算生20人,是日本算學教育制度化的濫觴。

位於京都市山科區的天智天皇陵
(圖片來源:https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%BE%A1%E5%BB%9F%E9%87%8E%E5%8F%A4%E5%A2%B3#/media/File:Gobyounokohun.jpg)

倭國在七世紀的那場世界大戰中,支援百濟損傷不少,戰後為了防止唐帝國侵略所構築的防禦工事,以及為了徵兵所進行的戶籍整備,都為倭國造成極大負擔。天智死後,他的弟弟大海人王子發動奪權戰爭,後登基為天武天皇(天武被認為是最早使用天皇稱號的其中一個可能)。天武天皇採取和平主義,與唐帝國及統一韓半島的新羅正常往來,並深化學習律令制度,進行文化建設,包含建立瞻星臺,進行天文觀測。

時間進入八世紀,在七世紀初期律令制度的基礎之上,文武天皇於701年施行《大寶律令》,成為本格「律令國家」,並對外使用「日本」國號。這個時候文武天皇更設置天文博士、曆博士,及天文生、曆生各十人,算生三十人,是古代日本算學教育開始興盛的時期。後來的八世紀故事大家都知道,《養老律令》中的教育制度,被拿來與新羅及唐帝國的國家教育制度比較,可以參考這裡。不過日本並沒有如唐帝國一樣施行科舉制度,所以算學的技術在平安時代變成被幾個家族獨佔,但這是後話。

早期日本列島上的大和朝廷,無論是輸入佛教或者是科技文明,都與百濟脫不了關係。之前只寫過新羅與日本的比較,現在用這篇文章補上百濟國與渡來人的貢獻,跟大家分享。

參考資料:
《日本書記》
網野善彥(1997),《日本社會の歷史》,東京:岩波書店。
遠藤利貞(1918),《日本數學史》,帝國學士院藏版,東京:岩波書店。
吉川真司(2011),《飛鳥の都》,東京:岩波書店。
蔡亦竹(2016),《表裏日本》,新北:遠足文化。
Keller, A. and Volkov, A. (2014). “Mathematics Education in Oriental Antiquity and Middle Ages”. In A. Karp and G. Schubring (eds.), Handbook on the History of Mathematics Education. New York: Springer Science+Business Media.

Sunday, 21 January 2018

岐阜縣大垣市明星輪寺收藏算額

岐阜縣大垣市明星輪寺收藏了一幅相當大的算額,而且上面還有記載女性的學生!

明星輪寺收藏的這幅算額,如下圖所示,是相對來說頗大的算額,長度超過兩公尺,上面有十二道算題與解答。這幅算額是關流淺野孝光門人共二十八人在幕末的1865年奉納。這幅算額除了相對來說是很大的算額之外,還有一些在其他算額比較少見的特點。


第一個有趣的特點是下圖的第一題,這個題目是關於一個扇子的形狀中內切五個大小不同的圓形。我們比較常看到的算額題目是多邊形內切或外接圓,但是這題是用一個扇子的形狀來內切數個圓。


另一個特點是這個算額上記載了至少兩個由女性所解答的問題,例如下面的第三題,是由一位河合澤的女兒所解答的問題,而且下面註明她只有16歲。


另外是第六題,是由奧田津的女兒所解答。


最左邊的題目後面,也記載了一位女性。另外,這一題圖上畫的是真實的物品,數學問題是關於「穿去積」的問題,也就是用一個平面圖形或立體穿過另一個立體,問剩餘體積的問題。算額上面用實際生活中的問品或者問體積的問題都是比較少見的問題。


岐阜縣大垣市也不是觀光客常造訪之處。如果你剛好有機會路過這裡,不妨搜尋一下明星輪寺。到這裡之後,可以詢問一下這裡的神職人員。或許你也可以觀賞這片有趣的算額。


Friday, 19 January 2018

愛知縣岡崎市六所神社算額

位於愛知縣岡崎市的六所神社,是德川家康祖父松平清康在十六世紀初所設立。江戶幕府初代將軍德川家康就出生在神社附近的岡崎城中,所以六所神社後來作為德川家康的產土神(有點像土地公)而在江戶時代被重視,因而維持至今。現在仍然是當地祈求順利生產的名所。



之前在網路上查到這裡有算額,但不確定有沒有公開。過去我曾到四處寺社看算額,但都是公開展示或者有日本前輩幫忙詢問。算額通常都是江戶時代的古物,公開展示容易損壞,而且其實不會吸引參拜者或增加觀光客,所以很多寺社都把算額收藏起來。這次是我自己去沒人帶,到了神社之後發現果然沒有公開展示古代算額,但是戶外有放一塊現代人奉納的算額,所以我想這裡應該的確是跟算額有淵源的地方。猶豫數分鐘之後,我鼓起勇氣用蹩腳的日語詢問在場唯一的工作人員,我說我是來自臺灣的數學史學者,聽說這裡有收藏算額,不知是否可讓我拜見。結果她真的帶我到會議室把算額拿出來給我看!真是感動!下面是算額的照片。


這幅算額是1779年由關流第七代齋藤土吉門人所奉納。下面是算額的摹寫,由深川英俊老師製作。


從這份摹寫可以看出,算額上的問題主要跟句股形以及二次方程式有關。下圖為第一題的現代日文翻譯,以關流的水準來說是一個簡單的二次方程問題。


如果神社外面沒有掛上現代人奉納的算額,搞不好我沒有勇氣去詢問那幅古代的算額,所以也要感謝在21世紀還在奉納算額的「愛知私學數學教科懇談會」。下圖是公開展示的現代算額,奉納於2012年。


Saturday, 21 October 2017

閒聊時區

最近臺灣有人倡議將時區從 GMT+8 改為 GMT+9,引起許多討論。

東亞時區圖
(圖片來源:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/88/World_Time_Zones_Map.png)

這個問題可以用政治談也可以不用政治談。不用政治角度看,其實該談的是中國本土與臺灣總共跨越 GMT+6, +7, +8, +9 共四個時區,如同美國本土一樣,但是所有人都用北京的 +8,臺灣還稱之為中原標準時間。其實對於黑龍江與新疆、西藏的朋友們來說,每天他們看到太陽升起與落下的時間跟這個世界同緯度的大多數人不太一樣,他們的「中午」的時間當然也會怪怪的。中國是地球上唯一使用單一時區的「大國」,連北邊的蒙古都使用兩個時區。不過中國什麼事情都認為自己是例外,臺灣也不覺得時區有需要改。

換個角度,其實我覺得時區是有政治意涵的概念,特別在東亞。因為「自古以來」在天朝的影響力範圍內,四夷都要「奉正朔」,也就是使用天朝的曆法。古代曆法比較沒有時區的概念,但是這個概念在現代似乎已經延伸到了時區。君不見全中國都要奉北京 +8 時區的標準!而臺灣也是天朝影響力所及,當然 要使用 +8。事實上,以經度來看,臺北位於東經121度,比起北京116度跟南京的118度更接近 GMT+8 的中線120度。所以是南北兩京奉臺北正朔的感覺?(鬼扯啦~) 我猜這個連署的支持者與反對者都會用生活理由來包裝政治理由。贊成者會說臺灣可以節約日光,而且與生活方式較接近的日、韓同時區會更方便; 反對者會用同樣的理由說海峽兩岸經貿人員往來頻繁,所以不該換時區,我猜。

如果問我的意見,我覺得中國應該分為四個時區 (誰問你的意見了?)。而林北係臺灣人不奉北京、南京或東京正朔,只奉臺北正朔,就維持 +8。倒是我們可以考慮像歐洲有日光節約時間的概念,臺灣過去也曾實施,夏天時間調快一小時,早點起床工作,然後下班的時候天還是亮的 (這點要改的好像是業界的血汗不是時區 XD)...