阿布·瓦法:巴格达灯影里的正弦表与球面三角

公元九四〇年,他出生在波斯呼罗珊的布兹詹,因此人称布兹贾尼。那时巴格达的阿拔斯宫廷已显颓势,真正掌权的是来自里海沿岸的白益王公,但学问的中心仍在巴格达。他十九岁那年离开故乡西行,定居巴格达,此后近四十年再未远走,在宫廷与天文台之间度过一生。他精通数学、天文与几何应用,在白益王公舍莱弗·道莱于巴格达城郊修建的天文台里,他与同代观测者一起核对星表、改进仪器,把托勒密体系中的数据重新验过一遍。

他在三角学上的功绩,最见功力的是一部《天文学大全》。这不是对托勒密《至大论》的翻译,而是他自己的系统著述,书中把希腊、印度与波斯传下来的三角知识整理成一套自洽的学问:他普遍使用正切、余切、正割、余割这些线段比值来解算天文问题,给出精度极高的正弦表,并对球面三角的若干基本定理给出清晰证明,其中关于球面三角形边角关系的四量定理,让日月五星方位的推算大为简化。这里要为科学史留一句余地:这些函数的雏形,在他之前的学者哈巴什等人的数表中已有先声,优先权之争至今未息;可以确定的是,他把这些比值系统整理、精确制表并用于实际天文计算,使三角学开始脱离天文学独立成形。

他还为不同的人写不同的书。给官府书吏与商贩写的算学入门,专讲赋税分摊、遗产继承、兑换折算中的算术,尽量不用繁难证明;给工匠写的《工匠几何》,把作图法拆成可用直尺与固定开口圆规直接操作的步骤,从星形多边形到球面分割,一题一图,以贴合工匠手中的真实工具。这些书在中亚与欧洲流传很久,后世的阿拉伯数学家与拉丁世界的译者都从他这里取过法。

观测与制表是他全部学问的根。他还编过一部天文数表,把正切等函数以细密数表的形式列出,供人直接查算,免去临场推演之繁;在立体几何与测量部分,他讨论如何仅凭少量实测角度,推算远处的距离与物体的高度。他主持过十世纪末的行星与二至点观测,记录的精度让后人吃惊,又改进过用于测量天体角度的象限仪与照准装置。九九八年,他在巴格达去世。他没有得到君王的显赫封号,生前更像一名安静的算师。后来比鲁尼等学者在论著中征引他的数据与定理,沿着他铺好的路继续往前走。月球正面有一座以他名字命名的环形山,离以巴塔尼命名的那座不远,两位东方数理天文学家在月面上比邻,倒也恰当。

在他之前,三角学是天文学家案头零散的工具;在他之后,它有了表、有了定理、有了教给书吏与工匠的课本。星光依旧遥远,但测算星光的方法,从此清楚了许多。

❝(大意)天上的事再玄远,也要落回圆与弦的推算里,算得一分不差,才敢抬头说话。❞