汪 莱(1768--1813),字孝婴,号衡斋,歙县瞻淇人。数学、天文、经学、训诂学、音韵学和乐律等都有很深造诣,尤以数学成就最著。嘉庆十一年(1806),为治理黄河水害,受命测量云梯关(今江苏淮安县东北200里)、六塘河入海口高程。嘉庆十二年,以优贡生入京,考取八旗官学教习,入史馆纂修《天文志》、《时宪志》。嘉庆十五年,调任池州郡石埭县训导,因廉洁自奉,尽心办学,卒于任上。池州郡守撰文勒碑于明伦堂,表彰汪莱的办学功绩。汪莱在P进位制、方程论、弧三角术和组合计算方面取得重要研究成果。当时普遍采用十进位制,汪莱认为不必“尽立数于十”,对于具体问题,究竟采用何种进位制为宜,原则上应当“审法与数相宜而已”。较之本世纪40年代随着电子计算机的出现才兴起的P进位制研究早150余年。中国古代方程,多侧重解法(开方术)及布列法(天元法),只求解方程的一个正根,对于方程根的个数及性质认识模糊。汪莱指出,二次方程有二根,并论证了三次方程正根与系数的关系和三次方程有正根的条件。汪莱对于方程的认识、根的存在与判别的研究,是我国方程理论研究的发端。汪莱说“弧三角之算,穷形固难,设形亦难,稍不经意,动乖其方”。他分别论证了已知三边,三角,二角夹边或二边夹角,二角对一边或二边对一角等各种情况下有解的条件,其成就在梅文鼎、戴震、焦循诸家之上,汪莱将组合计算公式建立在中国传统的贾宪三角形规律上,论证了组合运算及其若干性质。所得出的递兼的定义、性质、计算公式以及恒等式均与现代组合运算结果相同:,发现了组合规律,更赋予古老的贾宪三角形以组合的意义。汪莱治学严谨,“人所言,不复言。所言皆人所未言与人所不能言”。主要著作有《衡斋算学》7册、《馨氏倨句解》1册、《参两算经》、《校正九章算术及戴氏订讹》、《四边形算法》、《十三经注疏正误》、《禹贡图考》、《说文声类》、《乐津逢源》、《衡斋诗集》等。
汪莱,字孝婴,号衡斋,歙县人。年十五,补博士弟子。弱冠后,读书於吴葑门外,慕其乡江文学永、戴庶常震、金殿撰榜、程徵君易畴学,力通经史百家及推步历算之术。嘉庆十二年,以优贡生入都,考取八旗官学教习,会御史徐国楠奏请续修天文、时宪二志,经大学士首举莱与徐准宜、许澐入馆纂修。十四年,书成。议叙,以本班教职用,选授石埭县训导。十八年,应省试,得疾归,卒於官,年四十有六。先是十一年夏,黄河启放王营减坝,正溜直注张家河,会六塘河归海。两江督臣奉上命,查量云梯关外旧海口与六塘河新海口地势高下,延莱测算,盖其精算之名,久为官卿所知。曾制浑天、简平、一方各仪器观测。
与郡人巴树谷最友善,客江、淮间,又与焦孝廉循、江上舍籓、李秀才锐,辩论宋秦九韶、元李冶立天元一及正、负开方诸法。天性敏绝,极能攻坚,不肯苟於著述。凡所言,皆人所未言,与夫人所不能言。
尝以古书八线之制,终於三分取一,用益实归除法求之,其一表之真数,仅得十之二。因悟得五分之一通弦与五分之三通弦交错为三角形,比例立法,以取五分之一之通弦,而弦切之数益密。梅氏环中黍尺,有以量代算之术,惟求倚平仪外周之两角,而缩於内半周之角未详。其法较易,因立新术,量取不倚外周之角度,而三角之量法乃全。堆垛有求平三角、立三角、尖堆积法,不及三乘方以上,又复推而广之,自三乘、四乘以上之尖堆,皆可由根知积。并及诸物递兼之法,以补古九章所未备。
又纠正梅文穆公句股知积术,及指识天元一,正、负开方之可知、不可知。其纠正句股知积术也,文穆赤水遗珍称:“有句股积及股弦和较求句股,向无其术,苦思力索,立法四条。”其门人丁维烈又造减纵翻积开三乘方法,文穆许之。莱谓:“句股形等积、等弦和,带纵立方形等基、等高阔和,皆有两形互易。如句二十,股二十一,弦二十九,句弦和四十九,句股积二百一十。若句十二,股三十五,弦三十七,句弦积亦四十九,句股积亦二百一十。设问者暗执一形,则对者交盲两数。梅、丁诸公法成而不可用,盖两句弦较,与一句弦和,恒为连比例之三率。其两句弦较,即首、末二率;两较减一和之馀,即中率;而句弦和必为三率亻并。遂创立有两积相等、两句弦和相等、求两句股形之法。以四倍句股积自乘,句弦和除之,为带纵长立方积。以句弦和为纵,开得数为两句弦较之中率,自乘为带纵平方积。又以中率与句弦和相减为长阔和,求得长阔两根为两句股较,用求两句股形各数。又同积之边,彼此可互,三次之乘,先后可通,故四倍句股积自乘,即两形之倍句相乘为底,两形之股相乘为高,即犹以中末乘首。中化为中率,再乘为立方三率,亻并为带纵。由是推得立方形两高数恒为首末二率,高阔和恒为三率,亻并数与等积、等弦和之两弦较及弦和丝毫无异。如高九阔十,高阔和十九,立方积九百。若高四阔十五,高阔和亦十九,立方积亦九百,其数莫不由两形相引而出。故其法即命积为带纵长立方积,以高阔和为所带之纵。用带纵长立方法开得本方根,为两形高数之中率。与高阔和相减,馀为带纵之平方长阔和。中率自乘,为带纵平方积。用带纵平方长阔和法开之,得长阔一根,为两形之两高数。两高与和相减,为两阔数。”
其指识正、负开方也,“元李冶传洞渊九容术,撰测圆海镜、益古演段,以明天元如积相消,其究必用正、负开方,互详於宋秦九韶数学九章。梅文穆公虽指天元一为西人借根方所由来,而正、负开方则未有阐明者。元和李秀才锐特为雠校,谓少广一章,得此始贯於一。好古之士,翕然相从。莱独推其有可知、有不可知。如测圆海镜边股第五问‘圜田求径二百四十步与五百七十六步共数’,而李仁卿专以二百四十为答。数学九章田域第二题‘尖田求积二百四十步与八百四十步共数’,而秦道古专以八百四十为答。乃自二乘方以下,缕析推之,得九十五条。凡几根数为带纵长阔较则可知,为带纵长阔和则不可知。又推得几真数少,几根数又多,几平方与一立方积等多少杂糅,和较莫定。立法以审之,以几平方数用几立方数除之,得数乘几根数,以较几真数。若少於真数,则以几平方为高阔较,是为可知。若多於真数,则或几平方为通分法,三母总数、几真数为三母维乘之共数,几根数为通分之共子,如二、如六、如十二。设真数一百四十四,少二百八,根数多二十,平方积与一立方积相等,则三数皆同,是为不可知。”
盖以一答为可知,不止一答为不可知。故李秀才锐跋其书,括为三例以证明之。谓:“隅实同名者不可知;隅实异名,而从廉正负不杂者可知;隅实异名,而从廉正负相杂,其从翻而与隅同名者可知,否则不可知。隅实异名,即带纵之长阔较也,较仅一答;隅实同名,即带纵之长阔和也,和则不止一答。”锐以隅实同名、异名,明一答与不止一答;莱以长阔、和较,明可知、不可知,其义一也。著有衡斋算学七册,考定通艺录磬氏倨句解一册。