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数学家传记

Ibn al-Banna' al-Marrakushi

出生
1256年12月29日 摩洛哥马拉喀什
逝世
1321年7月13日 摩洛哥马拉喀什

伊本·al-Banna是一位伊斯兰数学家,撰写了大量著作,包括对欧几里得《几何原本》的导论、一部代数著作以及各种天文学著作。

完整传记

伊本al-Banna也被称为阿布·阿巴斯·艾哈迈德·伊本·穆罕默德·伊本·奥斯曼·阿兹迪。关于al-Banna是出生在马拉喀什城,还是欧洲人将马拉喀什地区命名为摩洛哥,这一点尚不完全清楚。有一种说法是al-Banna出生在西班牙的格拉纳达,并前往北非接受教育。可以确定的是,他一生大部分时间都在摩洛哥度过。

马林部落是科尔多瓦伍麦叶哈里发的盟友。该部落当时居住在摩洛哥东部,在他们的统治者阿布·叶海亚的领导下,开始征服该地区。马林人于1248年占领非斯,并将其定为首都。他们于1269年从执政的阿尔摩哈德部落手中夺取马拉喀什,从而控制了整个摩洛哥。征服摩洛哥后,马林人试图帮助格拉纳达阻止基督徒穿越他们的国家。格拉纳达与摩洛哥之间的紧密联系可能解释了关于al-Banna是哪个国家原住民的混淆。

摩洛哥无疑是al-Banna接受教育的国家,他学习了当时领先的数学技能。他学习了一般几何学,特别是欧几里得Elements。他还学习了分数,并了解到阿拉伯人在过去400年中对数学做出的许多令人印象深刻的贡献。马林人有着浓厚的学习文化,非斯成为他们的学习中心。在非斯的大学里,al-Banna教授所有数学分支,当时包括算术、代数、几何和天文学。非斯是一个繁荣的城市,正在建造一个包含王宫和毗邻大清真寺的新区。许多学生在这个繁荣的学术社区中师从⟦N3⟧。

显然,al-Banna写了大量著作,事实上al-Banna列出了82部(例如见[9])。并非所有都是数学著作,但数学文本包括欧几里得Elements导论、一本代数教科书以及各种天文学著作。数学著作的一个困难在于,要知道al-Banna所呈现的材料中有多少是原创的,有多少只是他对已丢失的早期阿拉伯数学家著作的版本。我们当然应该说,⟦N4⟧没有声称任何原创性,事实上,他的写作风格表明他是在汇集从其他数学家那里学到的思想。

al-Banna有两个“第一”:他似乎是最早把分数视为两数之比的人(详见[12]),并且他是在一部包含天文与气象数据的著作中最早使用almanakc(阿拉伯语al-manakh,意为天气)这一表达的人。

也许al-Banna最著名的著作是Talkhis amal al-hisab(《算术运算概要》)以及Raf al-Hijab,后者是al-Banna对Talkhis amal al-hisab的评注。正是在这部著作中,al-Banna引入了一些数学记号,这使某些作者相信代数符号体系最早是在伊斯兰世界由ibn al-Banna和卡尔·卡拉迪发展出来的(例如见[6])。我们请读者参阅卡尔·卡拉迪的传记,其中我们提出论据表明,al-Banna和卡尔·卡拉迪都不是数学记号的发明者。

然而,在Raf al-Hijab中出现了许多有趣的数学思想和结果。例如,它包含连分数,它们被用来计算近似平方根。关于级数求和的其它有趣结果是

13+33+53+...+(2n1)3=n2(2n21)1^{3} + 3^{3} + 5^{3} + ... + (2n-1)^{3} = n^{2}(2n^{2} - 1)

12+32+52+...+(2n1)2=16(2n+1)2n(2n1)1^{2} + 3^{2} + 5^{2} + ... + (2n-1)^{2} = \large\frac{1}{6}\normalsize (2n + 1)2n(2n - 1)

也许其中最有趣的是关于二项式系数的工作,在[2]和[3]中有详细描述。如果我们用pCk_{p}C_{k}表示二项式系数ppkk,那么al-Banna表明

pC2=12p(p1)_{p}C_{2} = \large\frac{1}{2}\normalsize p(p-1)

然后

pC3=13pC2(p2)_{p}C_{3} = \large\frac{1}{3}\normalsize _{p}C_{2}(p-2)

他写道(例如参见[2]或[3]):-

……三元组合是这样得到的:用给定数前面的第三项的第三个数相乘;因此我们总是用所求组合的前一个组合乘以给定数前面的数,该数与给定数的距离等于所求组合的数目。从乘积中,我们取命名组合数目的部分。

虽然这有点难以解释,但al-Banna在这里陈述的是

pCk=pCk11k(p(k1))_{p}C_{k} = _{p}C_{k-1}\large\frac{1}{k}\normalsize (p - (k - 1) )

然后他继续给出(对我们来说)熟悉的结果

pCk=1k!p(p1)(p2)...(pk+1)_{p}C_{k} = \large\frac{1}{k!}\normalsize p(p - 1)(p - 2)...(p - k + 1)

正如al-Banna在2中指出的,这与三百年前由卡拉吉给出的帕斯卡三角形结果相比只是一小步,而那时距离al-Banna的al-Samawal还有一百年。然而al-Banna写道:-

……在我们看来,有比[帕斯卡三角形]结果更基本的东西;确切地说,是al-Banna论述的组合外观,以及他部分建立的多边形数组合之间的关系。这首先涉及三角数pp个对象两两组合,然后是4阶多边形数和pp个对象三三组合。

参考文献

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延伸资源

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