海岛算经

刘徽所撰测望术专书,以重差术用相似三角形测量不可达的高深远,开测绘之先。

时代
古代
文明 / 地域
中国古代

背景

《海岛算经》原为刘徽《九章算术注》中”勾股”章后附的”重差”一卷,因首问为测量海岛高度,唐代单列为”算经十书”之一并改名。刘徽是三国魏人,约公元 263 年完成《九章》注。

详细描述

“重差术”是用两次(或多次)测量、借助相似直角三角形比例来求不可直接到达的目标。首问”望海岛”:立两表(标杆)于平地,前后相距 dd,人退行望岛峰与表顶参相直,据两次”表高""相多”之差推得岛高与远。其原理即 岛高表高表间=表高前表退\frac{\text{岛高}-\text{表高}}{\text{表间}}=\frac{\text{表高}}{\text{前表退}} 全书共九问,测量对象包括松生山上、城南古树、望谷深、望楼高、望波口等,涵盖了高、远、深、广各类测望。

求解过程 / 影响

《海岛算经》是世界上最早的系统性测量数学专著之一,比欧洲同类三角测量早约十个世纪。它把勾股定理与比例论结合,发展出实用的”重差”算法,对后世天文测量、地图测绘(如唐代一行的大地测量)影响深远,也体现了中国数学”经世致用”的取向。