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A HUMAN HISTORY OF MATHEMATICS凿构周期律 · 数学鑿構週期律 · 數學 · 06 / 25

Transmission and Naming

传递与命名

傳遞與命名

An Arabic book disappears. Its author's name becomes algorithm. Between those events lies a history of translation, work, and renaming.

原书失传,人名成为算法;词的连续并不等于对象和意义从未改变。

原書失傳,人名成為算法;詞的連續並不等於對象和意義從未改變。

Han Qin · Independent English edition秦汉 · 简繁中文与独立英文版秦漢 · 簡繁中文與獨立英文版

In this essay篇内目录篇內目錄
  1. 1. Someone Has Died
  2. 2. The Place Inside the Name
  3. 3. The House of Wisdom
  4. 4. Six Forms
  5. 5. No Single Family Tree
  6. 6. Two Movements of Translation
  7. 7. Words That Outlive Their Work
  8. 8. The Book That Is No Longer There
  1. 一 一个人死了
  2. 二 名字里的地方
  3. 三 智慧宫
  4. 四 六种
  5. 五 找不到祖谱
  6. 六 两轮
  7. 七 词
  8. 八 一本不存在的书
  1. 一 一個人死了
  2. 二 名字裡的地方
  3. 三 智慧宮
  4. 四 六種
  5. 五 找不到祖譜
  6. 六 兩輪
  7. 七 詞
  8. 八 一本不存在的書

1. Someone Has Died

A man dies leaving two sons, a bequest to an outsider, ten dirhams in ready money, and a debt owed by one of the sons. The outsider is to receive a third. What belongs to whom?

The difficulty is not multiplication alone. The debt is an asset of the deceased and an obligation of someone who also inherits. The legal treatment of that obligation affects the distributable estate, which affects the shares, which may in turn affect how the debt is settled. Without specifying those legal conventions, a modern reader cannot simply add every nominal asset and assume that the historical problem has been solved.

The mathematical move is to give a still-unknown quantity a name—a thing—and express the relations it must satisfy. The thing can appear in different parts of the reckoning until the operations isolate it. A tangled division becomes a problem about quantities related in determinate ways.

This is not merely an application appended to an otherwise wholly abstract ninth-century textbook. In al-Khwarizmi's work on al-jabr and al-muqabala, inheritance, bequests, debts, and divisions of property occupy a substantial portion of the surviving text.

Some cases involve spouses, parents, daughters, and sons with specified shares. Others make a bequest depend on what an heir receives, or introduce an heir's debt to the deceased. The challenge lies in the interaction of conditions rather than in the dramatic wording of a family dispute.

Frederic Rosen's 1831 English edition makes the scale visible: its translated text runs to page 174, with the inheritance portion beginning around page 86 and the translator's notes following afterward. That pagination is not a measurement of ninth-century parchment usage. It is a useful indicator that the subject occupies roughly half the translated work.

The author's preface explains the practical orientation. After praising God and the ruler, he associates his undertaking with the encouragement of the caliph al-Ma'mun and lists uses in inheritance, bequests, division, lawsuits, commerce, surveying, canals, and other calculations. He proposes a concise and useful exposition.

That does not say that al-Ma'mun ordered him to invent algebra from nothing. Patronage, encouragement, and a declared purpose are documented here; a command to create an unprecedented discipline is not. Nor does a practical purpose exclude conceptual innovation in the organization of the methods.

The work relates directly to inheritance law without becoming simply a legal casebook. Given shares and conditions supply inputs to mathematical reasoning. Yet those inputs cannot always be treated as transparent to a reader unfamiliar with the legal setting. Rosen himself sometimes observes that a difficulty belongs as much to jurisprudence as to algebra.

The modern boundaries among law, arithmetic, and algebra therefore do not neatly divide every page. These examples show procedures working where entitlements must survive the absence of the person whose property is being distributed. The deceased cannot clarify the reckoning.

The book's later linguistic legacy took a different direction. One operation in its title eventually named a broad mathematical field. A Latin form of its author's name, associated with another and now-lost Arabic work, eventually named a general class of procedures.

Neither word retained the full world from which it came. Today algebra need not concern inheritance, and an algorithm need not resemble medieval written arithmetic. The words survived transformations of their subjects as well as losses of the texts that first carried them.

This essay follows that divergence. It asks how a name can remain active after its original book disappears, and how the apparent continuity of a familiar word can conceal substantial changes in what people are doing with it.

2. The Place Inside the Name

Al-Khwarizmi's biography is surprisingly sparse. We lack a reliable birth record, contemporary life, identifiable tomb inscription, or substantial autobiography. Dates such as about 780 to about 850 are convenient reconstructions from the period in which he worked, not equally secure endpoints recorded by witnesses.

A cautious description places him in the late eighth and first half of the ninth centuries, with important activity under al-Ma'mun. Greater precision may be useful for a timeline but should not acquire certainty merely through repetition.

The final part of his name associates him with Khwarazm. A geographical nisba is evidence of an association, not automatically a birthplace certificate. It may concern family origin or another relationship to a region.

Al-Nadim's late tenth-century Fihrist is a major bibliographical witness, written roughly a century and a half after the principal period of al-Khwarizmi's activity. Other reports preserve longer strings of names and affiliations, whose interpretation has generated competing reconstructions, including suggestions involving the Baghdad region.

It is therefore safer to resist the fully specified modern formula: one nationality, one current nation-state, one city, and one exact year. Such a sentence can contain reasonable associations while presenting a degree of precision unsupported by the surviving evidence.

The works require a similar grading. The algebra survives in Arabic manuscripts, but not in an autograph or a ninth-century copy. Rosen's principal witness was copied in 1342, about five centuries after the author. His description notes clear writing alongside omitted dots, gaps, repetitions, and marginal additions.

The original astronomical tables have not survived unchanged. Their later Andalusian revision and Latin transmission stand between us and the ninth-century work. An Arabic manuscript of the geographical treatise survives. Other writings are known mainly from titles in catalogues or later attributions.

The arithmetic work on Indian calculation presents the sharpest problem. Its Arabic original is lost. Several related Latin textual traditions survive, but they combine translation, abbreviation, adaptation, and reorganization rather than furnishing a set of interchangeable word-for-word witnesses.

When modern accounts describe al-Khwarizmi's presentation of Indian numerals, they often rely on this Latin family produced centuries later. That is valuable evidence. It is not the same as quoting an extant Arabic sentence from the original work.

“Only paraphrase survives” would also be too crude. Translation can preserve substantial content. The point is that reconstructing the lost original requires comparing witnesses and distinguishing what may belong to the Arabic source from what later Latin authors added or reshaped.

A modern equation printed beside al-Khwarizmi's name creates another apparent immediacy. It can accurately represent a mathematical relation while giving the reader a visual object absent from the source. The difference between content and notation is part of transmission, not a minor typographical concern.

The lost book and surviving name expose an asymmetry. Linguistic forms can travel through incipits, headings, classrooms, and derivative works even when the work they once identified vanishes. The survival of a name does not guarantee the survival of an author's wording.

This is a more extreme version of a problem encountered with Liu Hui's lost diagrams. There, later scholars sometimes reconstructed the visual component of a surviving verbal argument. Here, an entire Arabic work must be approached through a transformed textual family in another language.

We should neither treat the Latin materials as worthless because they are not the original nor let them become invisible windows onto it. Their changes are part of the history being studied. They tell us how a later community made the material usable, and that process helped turn an author's name into a technical noun.

3. The House of Wisdom

Modern images often furnish al-Khwarizmi with a workplace that looks like a contemporary research institute: laboratories, departments, an observatory, salaried chairs, visiting scholars, and a centrally managed translation program. The surviving ninth-century evidence does not provide an organizational charter for that picture.

The image is attractive because it gives a dispersed intellectual transformation one visible address. Activities spread among many patrons, translators, families, and generations become a single building in which civilization's next chapter is supposed to have happened.

References to a House or Treasury of Wisdom and to people associated with royal collections are real. The question is what kind of institution those references justify. An influential restrained interpretation, associated especially with Dimitri Gutas, emphasizes a royal library and documentary establishment with connections to Sasanian and Persian traditions.

That interpretation does not require the institution to have been fictitious. It questions the claim that the whole Greek-to-Arabic translation movement operated as one centrally controlled academy. Evidence for a library, personnel, and scholarly activity is not automatically evidence for a monopoly over translation.

Hunayn ibn Ishaq's account of translating Galen provides an especially useful contrast. He discusses patrons, earlier translations, the search for Greek manuscripts, comparison of defective copies, revision, collaborators, and the languages in which different audiences needed a text.

The resulting picture is a network of particular commissions and scholarly judgments. It is not an account of every project being assigned by a single translation ministry. Hunayn's silence alone cannot prove that shared spaces never existed, but the positive detail in his account shows how much the institutional simplification omits.

Patrons included caliphs, officials, powerful families, physicians, the Banu Musa brothers, astronomers, and private individuals. Translators also worked as doctors, teachers, secretaries, and court specialists. Their livelihood and authority need not have depended on one institution or one occupational title.

Religion and scholarly language did not align in a simple way. A Christian translator could work for a Muslim patron on a Greek medical author, producing Syriac or Arabic according to the recipient's needs. The movement's multilingual and multiconfessional structure is obscured when every participant is described simply as an Arab employee of a palace academy.

Calling it a market can be illuminating because commissions and payments mattered. But that metaphor also has limits: court service, patronage, personal relationships, and intellectual commitments were not reducible to impersonal buying and selling.

A wider interpretation of the House of Wisdom points to genuine connections among royal collections, scholars, and astronomical activity. The loss of buildings and administrative records prevents confident negative claims about every possible working arrangement. The reasonable conclusion is not nonexistence but restraint over scale and centralization.

Stories of caliphs obtaining Greek books from Byzantium likewise need individual examination. Active collection of foreign learning is well supported in general. Dramatic embassy narratives do not automatically combine into one continuously planned national program.

The most famous payment story says that al-Ma'mun rewarded translations with their weight in gold. Its fullest known form belongs to a thirteenth-century medical historian, centuries after the caliph's death in 833. It records a later memory of the value of translation, not a ninth-century wage receipt.

Highly skilled translators could receive substantial support. That general proposition does not establish a precise bullion-for-paper tariff. The memorable measurement is exactly the part requiring better evidence.

The real intellectual achievement does not depend on retaining the inflated building. A network can accomplish extraordinary work without resembling a modern academy. Indeed, recovering the individual patron, manuscript, translator, revision, and intended reader often explains more than placing everyone in the same hall.

4. Six Forms

Al-Khwarizmi distinguishes squares, roots or things, and numbers. His basic relations fall into six forms: squares equal roots; squares equal numbers; roots equal numbers; squares and roots equal numbers; squares and numbers equal roots; and roots and numbers equal squares.

A modern algebra course can combine the quadratic cases in one symbolic expression by allowing positive, negative, and zero coefficients. His classification does not take that freedom for granted. It arranges relations with positive terms under the categories his exposition permits.

The two operations named in the title help bring a problem into those forms. Al-jabr restores a subtracted or deficient quantity, removing the subtraction by making a corresponding addition. Al-muqabala compares and cancels like positive terms on opposite sides. The resulting relation can be treated by the appropriate rule.

Modern shorthand might describe this as moving terms and collecting them. The shorthand is useful only if we remember that the original conceptual organization differs. Negative quantities are not here freely accepted as coefficients in one universal equation.

That does not mean people in the period had no concept of debt or no ways to calculate with deficits. The preceding essay has already shown other conventions for positive and negative quantities. A restriction within this algebraic presentation must not become a universal statement about what an entire age could think.

For the three compound forms, the book supplies geometrical explanations. A square represents the square quantity; adjoining rectangles represent multiples of the root. Completing a larger square, or examining related decompositions, explains why the prescribed numerical operations yield a solution.

For example, the familiar modern phrase completing the square captures a relationship between the diagram and the procedure. But the modern written equation is our representation, not an object on the author's page. The geometrical arrangement and verbal instructions need to be read together.

Historians differ in how they locate this reasoning within the history of proof. Some emphasize its genuine geometrical demonstrations and connections with Euclidean practice. Others emphasize the overall rhetorical calculus of named objects and operations, in which a diagram justifies a rule without turning the entire work into an axiomatic treatise.

The distinction need not reduce to proof versus no proof. It concerns the form, scope, and organization of the explanations. Calling every explanation a proof can flatten differences; permitting only one canonical literary form to count can exclude substantial arguments before they are examined.

The absence of modern algebraic symbolism is central. Squares, roots, numbers, and operations are expressed in words. Rosen specifically noted that the body of his Arabic witness ordinarily writes numbers verbally, while numerical signs appear in some figures and marginal material of uncertain origin.

To say “there are no symbols” without qualification would be misleading: the writing system, diagram labels, and occasional numerical signs are symbols in broader senses. What is absent is the familiar autonomous system of letter variables, operation signs, and exponents through which modern readers inspect an equation at a glance.

Rhetorical algebra makes structure available through language and organized repetition. It is not simply failed symbolic algebra. Its names classify what operations may be performed and which relations count as standard.

Yet later notation does change the possibilities of seeing and manipulating a structure. A compact expression can display patterns that take many sentences to articulate. Printing it beside an ancient text can be pedagogically valuable, provided the editorial aid does not silently become evidence about the ancient reader's visual experience.

The six forms therefore reveal more than an awkward early taxonomy. They show an algebra whose objects, admissible quantities, and transformations are being organized together. The next essay will return to the question of what happens when a quantity previously excluded from a final answer begins to demand recognition.

5. No Single Family Tree

Where did this organization come from? Several plausible comparisons exist, but none supplies a complete single line of descent.

Diophantus studied determinate and indeterminate problems using his own abbreviations and techniques. Parts of his work survive through Arabic translation. The known translation activity does not establish that al-Khwarizmi read an Arabic Diophantus before composing his algebra. Similar problems do not create a manuscript on a particular person's desk.

Indian mathematics supplies another important context: rules for zero, negative quantities, quadratic relations, and indeterminate problems. Indian astronomical and computational material demonstrably entered Abbasid intellectual life, and al-Khwarizmi's arithmetic and astronomical work belongs to that environment.

The strength of this connection varies by claim. Transmission of numeral-based arithmetic and astronomical material is more directly supported than the assertion that each of the six algebraic forms was copied from a particular Indian chapter. General contact does not identify every local borrowing.

Old Babylonian procedures involving areas can also be represented as quadratic problems. Historians have argued for relationships between practical mensuration traditions and later algebra. Structural continuities are worth investigating, but the surviving record does not furnish an unbroken chain of copies across the more than two millennia between the tablets and ninth-century Baghdad.

We should distinguish at least three statements: two procedures resemble one another; a broader tradition could have transmitted related practices; one author read and borrowed from a particular text. The first can be demonstrated mathematically. The third requires historical evidence that the resemblance cannot supply by itself.

Different historians consequently emphasize different elements. Some foreground Greek geometrical concepts in the theoretical articulation of Arabic algebra. Others stress practical calculation, Indian material, and new conceptual organization within Arabic writing itself. The evidence does not compel a choice of one civilization as the sole parent.

The most defensible picture places the book at an intersection of traditions while leaving the precise ancestry of particular features open. That is not an admission that nothing can be known. It is a refusal to use one convincing connection as a substitute for all the missing ones.

The subsequent history is just as important. Abu Kamil developed the equation tradition and treated irrational quantities and more demanding problems. His work later influenced the Latin mathematical world. Al-Karaji increasingly investigated powers and polynomial operations as objects of calculation, reducing the dependence of each operation on a fresh geometrical interpretation.

Al-Samaw'al systematized operations on polynomials and organized coefficients in tabular forms, including work with signs. Omar Khayyam classified cubic equations and constructed positive solutions through intersections of conic sections, without claiming a general radical formula.

Sharaf al-Din al-Tusi later analyzed conditions for positive solutions, relations now discussed through maxima, and numerical approximation. A modern description can make these achievements recognizable, but should not project the complete later language of functions or differential calculus into them.

These are several centuries of mathematical transformation, not a pause between an inventor and European inheritors. Their dates are often approximate; their contributions are nonetheless specific enough to prevent the whole interval from disappearing.

The object called algebra was changing through these practices. Its legitimate quantities, operations, problem classes, and modes of justification did not remain fixed at al-Khwarizmi's six forms. The later persistence of a word can conceal just how much work took place beneath it.

To say that Arabic writers merely preserved Greek learning is therefore inadequate even before the Latin translation movement enters the story. They also criticized, expanded, reorganized, and invented. Preservation was one activity within a living mathematical culture, not its complete job description.

6. Two Movements of Translation

The major movement into Arabic stretched broadly from the eighth into the tenth century. It drew on Greek directly and through existing Syriac traditions, while Persian and Indian materials entered through other routes. Families of scholars, court projects, private commissions, and revisions of earlier translations coexisted.

The selection was not an attempt to translate everything Greek. Medicine, philosophy, logic, astronomy, astrology, mathematics, and technical knowledge attracted substantial attention. Drama, lyric poetry, and much historical writing did not receive equivalent treatment. Patrons' choices helped determine which parts of an older archive became active in a new language.

It is tempting to quantify mathematics as a percentage of the movement, but the denominator must first be defined. Are we counting works, books within works, translations, revisions, or manuscripts? One work may have several translations; one manuscript may contain several short works. A percentage without a stated catalogue and counting rule is false precision.

The second movement brought Arabic materials into Latin. After the Christian conquest of Toledo in 1085, books and multilingual populations contributed to the conditions for twelfth-century translation. Toledo was a major node, not the entire map.

Gerard of Cremona came from northern Italy in search of the Almagest, unavailable to him in Latin. His associates' near-contemporary account says that the abundance of Arabic books prompted him to learn the language and translate extensively. Their list attached to a medical translation names seventy-one works.

Later totals often rise into the eighties because modern scholars divide compilations differently or accept additional attributions. “Eighty-seven translations” should not be treated as an uncontested constant. The associates' explanation that Gerard did not normally sign his translations is itself part of the evidence behind the attribution problem.

Daniel of Morley describes leaving unsatisfactory study in Paris to seek learning at Toledo and eventually returning to England with books. Such accounts locate motives in specific intellectual needs. They do not present the translators as men writing diaries about a mission to restore a continent's destiny.

Robert of Chester completed a Latin algebra translation in Segovia in 1145. Other translators were associated with Barcelona or traveled among several centers. The phrase Toledo school can summarize a milieu, but it should not imply one institution with a documented head, uniform curriculum, and common payroll embracing all these people.

Direct Greek-to-Latin translation also continued. Sicily supplied such a route, including a twelfth-century Almagest translation. Byzantine preservation did not cease while Arabic scholarship flourished. The route Greek–Arabic–Latin was important without being exclusive.

Translation involved choices where the target language lacked established technical vocabulary. A translator might transliterate a word, select a roughly corresponding Latin term, or assign an existing word a new specialized meaning. Competing choices became stable through copying, teaching, and use, not through a single scientific naming committee.

Diagrams had to be redrawn. Labels changed alphabets; layouts interacted with writing direction; unfamiliar configurations were sometimes regularized. A diagram could therefore acquire another history of transformation in addition to the one already produced by copying within a single language.

A mistranslated technical word can leave a perfectly fluent sentence. Unlike a visibly broken phrase, it may attract no suspicion until a reader compares another witness or the source language. Linguistic smoothness is not evidence of mathematical fidelity.

The familiar claim that Arabs preserved Greek learning and handed it back to Europe has a true but limited core. Arabic witnesses preserve material otherwise lost, and Latin readers obtained important works through them. The problem begins when that function becomes the whole history.

It reduces authors and translators to custodians, conceals Syriac Christian, Persian, Jewish, and Indian participation, erases Byzantine continuities, and implies a natural ownership of ancient Greek learning by modern Europe. Latin readers also actively sought new Arabic works, not just Greek books temporarily stored elsewhere.

A better description makes Arabic one of the principal scientific languages across a wide region over several centuries. It supported translation and original composition. Some of both entered Latin through Iberia, Italy, and Sicily. The history is a changing network of work, not one ceremonial handover.

7. Words That Outlive Their Work

Algebra comes from al-jabr in the title. Its Arabic semantic field includes restoration, completion, and repair. Bone setting belongs to that wider field, but the title's direct context is a mathematical operation. Algebra is not literally the science of bone repair, nor the name of an otherwise forgotten mathematician.

Latin transliteration helped the operation's name become a name for the wider technique. European languages then adopted forms of that technical noun. English usage belongs to the early modern history of the word, not to its simultaneous creation in ninth-century Baghdad.

The movement from part to whole matters. A procedure named a field whose later activities far exceeded the original procedure. That does not mean the original book was only about inheritance; it also systematically developed equation-solving methods. The substantial legal applications and conceptual organization belong together.

Algorithm has a different route. Latin texts associated with the lost work on Indian calculation begin with forms of “al-Khwarizmi says,” including Dixit Algorizmi. A Latinized authorial name became associated with a kind of arithmetic.

Medieval algorismus referred especially to calculation with the Hindu-Arabic positional numerals. Verse textbooks such as the Carmen de algorismo show that the word had become a subject for instruction by the thirteenth century. Later spellings were influenced by association with Greek arithmos, number.

Early modern English forms preceded the broad contemporary meaning. Over time, especially in nineteenth- and twentieth-century mathematical usage, the word expanded beyond numeral arithmetic to an explicitly specified computational procedure. Formal theories of computation then gave precise senses to that expansion.

It did not originate as a blend of algebra and logarithm or as a Greek compound about pain and numbers. The documented sequence through a proper name supplies the etymology. A clever decomposition of the modern spelling does not.

Zero and cipher descend through different developments from Arabic sifr, meaning empty. Indian positional calculation already used a concept and terminology of emptiness; Arabic authors employed an existing word with a related meaning. The existence of that Arabic word is not evidence that the concept originated in Arabic.

Latin and vernacular developments split into forms eventually yielding zero on one side and cipher on another. The latter's later association with secret writing should not be read backward into the original empty position. Words can broaden from zero to a numeral or numerical notation and then to encoded writing.

Sine has a more complicated linguistic history. An Indian term associated with the bowstring and the half-chord entered Arabic in a borrowed form. Unwritten short vowels and the reinterpretation of its consonants connected it with an Arabic word for a fold, bosom, or pocket. Latin sinus supplied a corresponding semantic range, including fold and bay.

That broad chain is better supported than the charming scene of one careless translator misreading one vowel on one particular day. Scholars differ about early Latin users, and the reinterpretation may already have occurred within the Arabic technical tradition. The evidence can track forms without recovering an individual's first mental error.

The mathematical concept did not originate when the Latin word was chosen. Naming, borrowing, semantic reinterpretation, and conceptual transmission are several processes. Collapsing them into a mistranslation anecdote supplies a protagonist at the expense of the history.

Tangent and secant provide useful counterexamples. Their mathematical names derive from Latin words for touching and cutting rather than following the same Arabic borrowing route. There is no reason all members of a modern vocabulary should share one itinerary.

Another popular story derives the unknown x from Arabic shay', thing, through a supposed Spanish inability to represent a sound. No adequate manuscript chain establishes that explanation. Early modern use of letters near the end of the alphabet has its own documentary history.

Al-Khwarizmi genuinely used a term meaning thing for an unknown. That fact is not enough to turn a later Latin letter into its phonetic descendant. The temptation is the same throughout: once two endpoints look compatible, a pleasing story fills the undocumented middle.

8. The Book That Is No Longer There

Chinese terminology makes the danger of a single itinerary especially clear. Suanfa, now routinely used to translate algorithm, has its own history in Chinese mathematical writing. Song and Yuan works used the term for computational methods and in book titles long before modern English algorithm was translated into Chinese.

The two words therefore meet as translations, not as stages of one etymology. One descends through Latin forms of al-Khwarizmi's name. The other combines Chinese terms with an established mathematical history. Their eventual alignment does not retroactively give them a shared origin.

Ling, the Chinese word used for zero, also has a native semantic history involving scattered remnants or remainders. Positional calculation could leave a place empty before a particular written zero sign became standard. A work of 1247 provides a well-known early use of a circular sign, but the sign, the word, and the concept should not be treated as one invention made simultaneously.

Zhengxian, sine, belongs to another setting. Late Ming calendrical reform and collaborative translation under Xu Guangqi, with Jesuit participants, established a technical vocabulary for European trigonometry. The relevant texts belong to an institutional project, not securely to the isolated coinage of one person.

Daishu, algebra, became established much later. Li Shanlan and Alexander Wylie's 1859 translation is an important landmark, but evidence of earlier nineteenth-century usage complicates any claim that the term was coined on its publication date. Work associated with Li, Joseph Edkins, and the Shanghai translation milieu requires distinctions among first surviving print, actual coinage, and later standardization.

Recent studies have proposed early-1850s attestations. Without examining every edition and its date, the responsible claim is that 1859 is not an unquestionable starting point. Seventeenth-century European algebra had earlier been discussed under terms such as jiegenfang and compared with indigenous tianyuan and fangcheng techniques.

European numeral history is similarly longer than one famous introduction. Severus Sebokht praised Indian calculation with nine signs in 662. A Spanish manuscript of 976 displays forms of the nine numerals. Marked counters and abacus practices supplied additional contexts before twelfth-century Latin algorism texts.

Leonardo of Pisa's Liber abbaci, first composed in 1202 and later revised, was therefore not the first appearance of those numerals in Europe. Its importance lies in organizing mature positional computation, zero, and extensive Mediterranean commercial mathematics into a large Latin work.

Leonardo's own account connects his education with his father's commercial service at Bugia, now Béjaïa in Algeria. There he learned calculation while still young. The preface supplies a concrete setting of merchants, instruction, and travel rather than a solitary act of delivering numerals to an otherwise unknowing continent.

The supposed war between abacists and algorists is best treated as a later summary of tensions and choices, not a pair of organized parties fighting continuously for centuries. Fingers, mental calculation, counting boards, Roman notation, and Hindu-Arabic written methods could coexist in one commercial environment.

The famous image of two calculators, one using a board and one written numerals, comes from a printed work of 1503. It is an allegorical arrangement of mathematical practices, not a photograph of a thirteenth-century congress.

The claim that Florence banned Arabic numerals in 1299 likewise needs narrowing. Historians cite guild rules requiring particular account entries to be written out rather than left in vulnerable numerical notation. That is not a republic-wide prohibition making every use of a numeral illegal.

The popular explanation that zero could easily be altered into six may be plausible as a modern concern about forgery. It is not automatically the documented reasoning of the ordinance. Scope, terminology, and motive must each be checked instead of expanded together.

Paper changed the material conditions of this history, but its arrival also attracts oversimplified dates. Paper circulated in Central Asia before the battle of Talas in 751. The story that captured craftsmen taught papermaking after the battle is recorded much later and cannot serve as an eyewitness certificate for the technology's first transmission.

Likewise, an exact first Baghdad paper-mill date of 794 or 795 lacks the kind of founding record the precision suggests. The broader expansion of paper use and production around this period is more secure than a single day on an institutional timeline.

Paper could loosen constraints imposed by animal skins, facilitate writing on both sides, and support letters, drafts, computation, and administration. It did not make every book cheap, nor multiply a copyist's hourly output simply by existing. Claims of a universal tenfold price reduction or enormous library totals require comparable price and inventory evidence that is rarely available.

Return to the missing Arabic arithmetic book. Related Latin texts preserve transformed contents and a name at their opening. Over centuries that name became algorism, then algorithm, while its reference broadened far beyond written arithmetic with particular numerals.

This was not merely an accidental misreading with no relation to the work's circulation or usefulness. Attribution, teaching, adaptation, and repeated association all helped a name become a noun. The exact causal story is more complicated than either “the book was great, so the name survived” or “someone misunderstood one sentence.”

The author remains biographically elusive. The Arabic original is gone. The noun is everywhere. It can continue doing useful work without carrying an account of its own ancestry.

That is the interpretive point of the journey. Continuity of vocabulary is not identity of meaning. A familiar word may conceal a lost text, a changed operation, a new medium, or several acts of renaming. Following it backward does not always reach one inventor. Sometimes it reaches a network of people who made older material say something newly usable.

一 一个人死了

一个人死了。他留下两个儿子,又立下遗嘱,把遗产的三分之一给一个不是继承人的外人。他手上有十迪尔汗现钱,另外还有一个儿子欠他十迪尔汗。问每个人各得多少。

这道题的麻烦不在算术。麻烦在于,儿子欠父亲的那笔钱既是遗产的一部分,又要从这个儿子应得的份额里扣。而外人那三分之一,是在还债之前算,还是之后算,要看遗产总额定成多少。而遗产总额本身取决于那笔债算不算已经收回。几个条件互相咬着,从哪一头开始都不对。

办法是先给那个还不知道的量起个名字,叫它物。然后按各项条件把关系写出来,让物在两边站着,最后把它解出来。这就是那本书在做的事。它不是在讲一门抽象学问,它是在处理一类没法一眼看穿的分家。

而这类分家在当时是天天要办的事。人会死,会留下债,会立遗嘱,而法定份额是写死的。算不清楚,就要打官司。这类题不是某本数学书后面附的应用题。它是九世纪那部《代数学》的主体。

而且它们不是儿子分钱那种小学题。书里的题目涉及遗赠给非继承人,涉及债务,涉及遗产总额本身还不知道,涉及继承人反过来欠死者钱,涉及丈夫,妻子,母亲,女儿,儿子各自的法定份额,还涉及遗赠的数额要以某位继承人所得的份额为参照。

按1831年那个英译本的分页,译文到第一百七十四页为止,后面三十几页是罗森自己的注释。论遗产的部分从第八十六页开始,差不多正好落在译文的一半处。也就是说,现存这部书的后一半,大部分在处理遗产,遗赠和继承的计算。

这个比例不能说成九世纪的抄本有一半的纸用来写继承法,因为那是十九世纪译本的版式。但作为内容重量的指标,它足够说明问题。作者自己也说过为什么写这本书。

序言里他先赞颂上帝和统治者,然后说哈里发马蒙鼓励他写一部简明的书,讲那两种计算操作。他希望只保留算术里最容易,最有用的部分,因为人们在继承,遗赠,财产分割,诉讼,商业交易,土地丈量,开渠和其他几何计算里都要用到它。他给自己的定位不是我要创立一门新学科。是我要整理一套简明而有用的计算知识。

所以那句常见的话,说马蒙命令花拉子米发明代数,是不成立的。序言证明的是赞助关系和实用定位。它没有说这门学问在此之前不存在,也没有说此学由我首创。

这本书与伊斯兰继承法有直接关系,但它不是一部法学判例集。数学作者把已经给定的法定份额,遗赠条件和债务条件当成输入,再解决由这些条件产生的数值关系。

罗森甚至在某些题下注明,有的问题与其说属于代数,不如说属于法律。这句话本身就说明,数学和法学的边界在这部书内部并不是现代学科分类那样干净。

第一篇里说过,分羊给三个人不需要数学。真正逼出记号的是不在场和跨时间。这里不在场的那个人是死者。

而这本书最后留给世界的东西,和遗产没有关系,和代数也只有一半关系。

这两个词后来都活得比它们的出处长得多。其中一个今天几乎每个人每天都在用,而用它的人绝大多数不知道它曾经是谁。另一个成了一门学科的名字,而那门学科今天做的事情,和这本书里那六种关系已经隔了很远。它留下的是两个词。

这一篇要讲的就是词怎么活下来,而它们身后的东西怎么没了。

二 名字里的地方

关于花拉子米本人,传世材料少得惊人。没有可靠的出生记录,没有同时代传记,没有已知墓志,没有学生留下的生平,也没有能确认的自传段落。现代常写约780年到约850年。那不是两端各有一条史料,是从活动年代反推出来的方便日期。

这类倒推在这个系列里已经出现过几次。第四篇提到过阿基米德的生年是一位十二世纪的人算出来的,第五篇提到过刘徽的生卒年在现代通俗材料里被写得过于具体。形态都一样:一个可靠的坐标,加上一个后世的说法,生出一个看起来精确的数字。比较保守的说法是:出生大约在八世纪后半,九世纪前半活跃。卒年可能在840年代以后,而精确到850年没有依据。

花拉子米这个称呼的最后一节是一个地域关联名,字面意思是花拉子模的人。这当然是他与花拉子模关系很强的证据。但地域名不等于出生证明。

最早比较明确的传记式表述,来自约987年巴格达书商兼目录学家伊本·纳迪姆编的书目,第三篇里欧几里得的著作怎样传下来,也要靠这部书目。距他九世纪二三十年代的主要活动约一百五十到一百七十年。

而且还有反面材料。十世纪初去世的一位史家所传的较长称呼里,出现了另外两个附加名,其中一个可以指巴格达附近的一处地方。有研究者据此认为不能排除他实际生于巴格达一带。另一种意见是,不能把这些附加名简单拼成一张现代出生证明。

所以那句流传很广的话,说他是波斯数学家, 780年生于今乌兹别克斯坦的希瓦,精确得远超史料允许的程度。他的著作要分三类:确定的,目录里有名而失传的,后世归属的。现存的《代数学》有阿拉伯文传本,但不是作者时代的本子。

这也是这个系列反复遇到的情形。第三篇里最重要的那部希腊抄本抄于九到十世纪,第四篇那部重写本抄于十世纪,第五篇的《九章》要靠清代人从类书里辑回来。十九世纪把它译成英文的罗森所用的底本抄于1342年,距作者约五百年。他自己描述过那个抄本:字迹清楚,但点符号常缺,有脱文,有重复,有边注。

天文表的原始九世纪版本失传了,靠一位安达卢斯天文学家后来的改订本,再经拉丁译本保存。地理书的阿拉伯文抄本存世。关于星盘,日晷和历史的几部,目录里有名字,书没了。而关于印度计算的那一部,情况最极端。阿拉伯原本完全不存。

现存的是四个左右互相关联的拉丁文本传统,而且它们不是四份可靠的逐字直译,是改写,摘要和翻译混在一起的一个文本家族。

也就是说,后人关于他怎样教授印度数码的许多细节,读到的不是九世纪的阿拉伯书,是约三百年后拉丁世界重写过的东西。这个区别不能省。

把这件事说得更直白一点。今天任何一本书讲花拉子米怎样介绍印度数码,引的都不是他写的句子。引的是三百年后另一群人用另一种语言重新组织过的东西,而且这几份东西彼此之间也对不上。

上一篇讲过刘徽注里的图已经遗失,今天看到的立体图有一部分是清代人根据文字补的。这里的情况更彻底:不是图没了,是整本书没了,只剩下别人的转述。

三 智慧宫

关于他工作的地方,有一个形象需要先拆掉。现代插图里那座智慧宫,有大厅,有实验室,有翻译部,有天文台,有教授席位,有国际访问学者,有统一预算。九世纪的材料没有留下这样的组织章程。

这一点值得停一下,因为这个形象太好用了。它给一段真实存在的知识爆发配了一个可以画出来的场所,而且这个场所的样子恰好符合现代人对研究机构的想象。有了它,一段分散在几十个赞助人,几十个译者和上百年之间的过程,就变成了一栋楼里发生的事。

现有的是一些关于智慧之屋或者智慧藏书处的零散人物和图书管理记载。要到十世纪末那部书目,才有比较丰富的回顾性材料。没有保存下来的建院敕令。

有一种影响很大的最低限度解释认为,早期阿拔斯的这个机构首先是王室的藏书和文书机构,很可能继承了萨珊宫廷收藏与波斯语材料翻译的传统。没有证据表明八九世纪那场大规模的希腊语到阿拉伯语翻译运动以它为统一译场。支持这个解释的最有力材料,是九世纪一位译者的一封长信。

那位译者回顾自己和同业翻译一位希腊医学作者的经过,详细谈委托人,旧译本,希腊抄本和译者,甚至说明自己怎样寻找多个抄本,比较坏本,再重译。这是现存最好的第一手翻译材料。而它从头到尾没有把智慧宫当作翻译总署来叙述。这个最低限度解释的力量,不在于说智慧宫不存在。

说它不存在,是一个太强的主张,而且没有必要。站得住的是四个较窄的判断:有皇家藏书处。有与之相关的管理人员。有波斯材料的翻译和学术活动。但没有证据证明它垄断或者统一管理了希腊到阿拉伯的翻译运动。

八九世纪真正可见的,是多个赞助网络并存。哈里发宫廷,一个显赫的大臣家族,三兄弟组成的私人赞助者,医生家族,官员,天文学家,以及富裕的私人。各自雇译者,各自买抄本或者派人找抄本。

这个结构和现代的研究院差得很远,更像一个市场。委托是具体的:某人要某一本书,找某一个人译,谈一个价钱。译者也不靠翻译一件事吃饭,他们同时是医生,是天文学家,是秘书,是教师,是宫廷服务人员。

宗教身份和知识语言也不重合。一位基督徒可以受穆斯林官员委托,把一位异教希腊医生的书从希腊语译成叙利亚语或者阿拉伯语。

反对意见并不是重新肯定巨型科学院。较宽的解释指出,史料确实把一些学者,天文学家,图书管理人员和王室收藏联系起来。而建筑,档案和行政材料的大量散失,也意味着没有现存记录不能自动推出绝无共同工作空间。

比较稳妥的折中是:它很可能是一个真实的王室藏书与文书机构,而且可以有学术功能。但由马蒙建立,数百名各国科学家每天在此统一翻译研究这个现代学院模型,没有相称的一手证据。还有一个更好用的故事。哈里发派使节向拜占庭索取古希腊科学书,像战利品一样运回来。

宫廷积极搜集外文书籍这一点主流接受。但后世版本里那些戏剧化的细节,需要逐条鉴别,不能合成一场有中央计划表的国家工程。至于钱怎么给的,有一个流传最广的说法:马蒙按译成的书稿重量,以等重的黄金支付译者。现知那个完整叙述出自十三世纪一位医史家的书,成书约1245年,距马蒙去世的833年约四百一十年。

它可以当作后世关于翻译价值的文化记忆,不能当工资账本。没有九世纪的付款收据。

顶级翻译在当时确实可能极昂贵,这一点有别的材料支持。但可能支付优厚,和精确按书稿重量等量兑金,是两个不同层级的主张。

四 六种

现在看这本书本身。花拉子米把基本对象分成三类:平方,根或者说物,以及数。然后把待解的关系归成六种。

平方等于根。平方等于数。根等于数。平方加根等于数。平方加数等于根。根加数等于平方。今天写成一个统一的二次方程,三个系数可正可负可零,一个式子就够了。他要分六种。

原因不是教学上的冗余。是负量在他那里还不是可以自由留在方程任何一侧的合法系数,零系数也没有现代那种地位。

于是需要两步操作,而这两步就是书名。

第一步是把被减去的,欠缺的量恢复补回,让两边都只剩正量。第二步是把两边同类的正量对消抵平。做完这两步,关系就落进那六种全为正量的合法形式之一。六种不是分类癖,是他那套数与量观念的直接结果。这一点值得多说一句,因为它是理解这本书的钥匙。

后世看这六种会觉得啰嗦。这种分类反映的是本书对合法代数对象的安排,不能概括整个时代对数的理解。在这套求解形式里,欠缺量不自由地作为负系数保留在任一侧。所以必须先把它挪到对面去,变成有的,然后才能算。下一篇要处理的正是这个东西什么时候,因为什么,终于被允许自己站着。

对其中三个复合的类型,书里给出了几何论证。把一个代表平方的正方形,和代表若干根的矩形拼在一起,再补出缺的那个小正方形,从面积相等推出规则。

这些图算不算证明,研究者之间的看法有轻重的差别。一侧较愿意强调它们是数学上的几何论证,并把这本书放进与欧几里得几何相互作用的传统里。另一侧更强调他的代数主体是一种由名称,对象和操作组成的修辞性计算术,图的作用是说明某条求解规则为什么有效,而不是把整本书变成按定义,公理,命题的顺序组织的理论。

两种说法真正的分歧,常常不在有没有逻辑理由,而在什么才应该叫证明。

如果预先规定只有那种从定义,公设,命题一路演绎下来的东西才叫证明,那么这些图形论证会被排除在外。如果把任何解释都叫证明,又会把体裁的差别抹平。上一篇处理过同一个形状的争论,主角是三世纪的一位注者。这里换了语言,换了世纪,问题没换。还有一件事必须说清楚。这本书没有现代式的字母变量、运算符号和指数体系;正文以词语陈述数量与操作。

这一点比看上去重要。一个没有符号的代数,每一步都要用句子说出来。把某个量置在某处,把它乘以什么,以什么为除数,然后再看剩下什么。读起来像一份操作说明,而不像一个式子。上一篇讲过,中国的术也是这样写的。两边的体裁比后人以为的更接近。

平方有一个词,未知量或者根有一个词,数和操作也都写成词。十九世纪罗森检查底本时特别说明:正文中的数总是用文字表达。数码只出现在部分图和少量边注里,而边注又不一定属于原作者。

所以现代排版里那个带着字母和上标的式子,被印在旁边标注为花拉子米的方程,制造的是一种原文根本不存在的视觉。

这不是吹毛求疵。符号让人一眼看出结构,而结构一眼可见,是后来才有的事。用现代符号排版重现古书,可能把数百年后逐渐形成的一套工具,悄悄塞进九世纪作者的手里。

五 找不到祖谱

那么这套东西是从哪里来的。

丢番图的书处理确定和不定方程问题,有自己的缩写记号和问题传统。二十世纪发现,原以为失传的部分卷次保存在阿拉伯译本里,译者一般认定是九世纪的一位学者。那次翻译大致在《代数学》之后,至少不是可以证明早于它的文本。

所以没有直接证据证明他读过丢番图。形式上的相似不能代替抄本传播链。

七世纪的印度数学里有零,有负量,有二次方程和不定方程的规则。阿拔斯时代确有印度天文与数学材料进入阿拉伯语的证据,他自己的天文表和那部关于印度计算的书,尤其处在这个环境里。

但他必定从某一章抄来六种方程,同样没有文本链可证。印度传统与他的联系最明确的地方是算术,数字和天文。具体的代数条目逐项源自哪一本印度书,证据弱得多。

再往前,第一篇处理过的那些泥板里,确实有用面积关系解决今天可以改写成二次关系的问题。有学者特别强调这种丈量与几何计算的传统,和后来的实用代数之间有结构上的亲缘。

但从公元前二千纪的泥板到九世纪的巴格达,相隔两千多年,目前没有一条连续的抄本链告诉后人这块泥板的方法传给了谁。那是历史比较和传统重建的问题,不是已经证实的直接借用。这三条线索有一个共同点。每一条在结构上都能对得上,每一条都缺一段抄本。

结构像,是可以看出来的。谁读过谁,是要靠文本证明的。这两件事在数学史里常常被混起来,因为数学结构的相似性太醒目了。

学界长期有两类解释重点。一侧较强调希腊数学,尤其欧几里得几何的概念进入阿拉伯代数所起的理论化作用。另一侧更警惕把代数硬接成希腊理论的后代,强调实用计算传统,印度算术和阿拉伯自身的概念重组。

现在最稳妥的句子不是代数源于希腊或印度或巴比伦之一,而是:这本书处在多种传统汇合的环境里,而无法为它那六型代数找到一条单线的祖谱。往后看同样要小心。九世纪到十三世纪,这条线至少还有四百年。

一位与他年代相接的学者明确继承了这套方程传统,又把无理量和更复杂的问题推得更远,他的书后来进入拉丁数学环境。十世纪末到十一世纪初的一位,把注意力越来越多放到幂,单项式和多项式的运算本身,使代数操作不再必须逐题依赖几何解释。十二世纪的一位系统推进了多项式的加减乘除和系数计算,并用表格式安排正负系数。同一时期的欧玛尔·海亚姆,也就是第三篇里研究过平行线的那一位,系统分类了三次方程,用圆锥曲线的交点构造正根,而且没有声称得到一般的根式公式。再晚一位对三次方程的存在条件,极值关系和数值逼近做了更细致的分析。

把这四百年压缩成花拉子米发明代数,之后欧洲继承,会恰好删掉代数对象本身变化最大的阶段。而且这几位的生卒年大多也只是约数。这一点在这一篇里几乎处处成立。

六 两轮

从希腊语和叙利亚语进入阿拉伯语的那一轮,大体从八世纪中叶开始,到十世纪后半趋于完成。

源语言不只有希腊语。大量希腊科学,哲学和医学先已有叙利亚语传统,再由叙利亚语进入阿拉伯语。也有直接从希腊文译的。同时中古波斯语和印度材料也在进入。译场这个词容易让人想象一个固定的大厅。实际上有家族协作,有私人委托,有宫廷项目,也有对旧译的校订。

选择标准绝不是把全部希腊文献保存下来。翻译高度偏向医学,逻辑,哲学,数学,天文,占星,自然科学和实用技术。希腊戏剧,抒情诗和大部分史书没有得到同等规模的翻译。这个选择也是一次判据。什么值得花钱译过来,什么不值得,决定了后来的人能读到哪一部分希腊。而做这个决定的不是某个委员会。是几十个赞助人各自出于各自的理由,一本一本挑出来的。

至于数学与天文占全部译书的百分之多少,没有可靠的统一数字。原因是分母不稳定:按作品数,卷数,独立译本数,还是抄本数。同一本书可能重译三次,一卷抄本又可能收十部短著。所以翻译运动里有多少百分比是数学,这种句子除非先说定用哪一份目录,哪一套计数规则,否则一句也站不住。

第二轮是阿拉伯语进入拉丁语。1085年基督教势力取得托莱多之后,当地大量的阿拉伯文书籍和多语人口,为十二世纪的翻译创造了条件。规模最大的译者之一是克雷莫纳的杰拉德,一个从意大利北部来的人,卒于1187年。他不是一个抽象的翻译机构,他是一个具体的人,因为找不到一本自己想读的书而搬到了另一座城市。

另有一位英格兰人在自己的序言里说,他在巴黎对所学的数学不满足,于是转去托莱多寻找那边的学问,后来带着书回了英格兰。

这些人不是以我要复兴欧洲文明为日记语言的。他们在找自己想读却找不到的具体的书。杰拉德的同伴在他去世后写了一篇小传,开了一张七十一部书的书目,附在他译的一部医书后面。小传说,他原先是为了寻找拉丁世界没有的一部天文学著作而来到托莱多,见到阿拉伯文书籍丰富,于是学阿拉伯语,长期翻译。这是一条比后世传奇坚实得多的动机证据。那张书目要由同伴来开,是因为照小传的说法,他从不在自己的译本上署名。

他的译作数量常被写成八十七部。这个数字不能当无争议的常数。近同时代的书目和现代学者的重新整理,因为是否拆分合集,是否接受某些归属,统计会落在七十余到八十余之间。

托莱多学派这个说法也容易制造假象。1145年完成《代数学》拉丁译本的那位,当时人在塞哥维亚。另一位主要与巴塞罗那的环境相关。还有一位活动范围更广。托莱多是极重要的节点,但没有证据证明十二世纪所有译者属于一所有统一校长,课程,工资和方法的正式学校。

还有一条平行路线不能省。希腊文直接进入拉丁文。1160年前后西西里已有从希腊文直接翻译的那部天文学著作。

所以希腊到阿拉伯再到拉丁是极重要的路线,却从来不是唯一的通道。翻译本身也不是把词逐个搬过去。

译者面对的第一个问题是拉丁语没有现成术语。大致有三种办法并存:直接音译。用意义相近的拉丁词翻译。借旧词重新规定技术意义。

没有一个十二世纪的欧洲科学名词委员会统一造词。不同译者可以选不同方案,后来靠抄写,教学和使用慢慢固定。人名尤其容易变形。而且欧洲读者有时会把作者的名字误当成技术名,或者反过来。

图也不是透明复制。几何和天文图在抄本转换中必须重画,字母标签要换成另一套字母,读写方向变了会改变布局,抄手还会把难以理解的图重新规整。上一篇讲过一本书在抄写史里会积累多少层次。这里是同一件事换了语言再来一遍。

而且换语言这一层的损耗,比同一语言内部的抄写更难追踪。抄错一个字,后人可以从前后文里发现。译错一个词,译文本身是通顺的,后人看不出哪里不对,除非手上还有原文。

这一篇里有好几个词,就是这样活下来的。

最后是那个叙事本身。阿拉伯人保存了希腊学问,再交还给欧洲。

狭义上它有一个真实的核心。如果没有阿拉伯文传统,今天确实会少掉若干希腊数学和科学文本。有些希腊原文已失,而阿拉伯译本保存了内容。拉丁世界也确实通过阿拉伯文获得了大量材料。问题出在把这个事实扩写成完整叙事。

它把阿拉伯语作者降格成书库管理员,而上一节列的那几位都不是在抄希腊书。译本本身会被校订,重译,批评和重新组织,译者不是影印机。阿拉伯人这个词又掩盖了叙利亚语基督徒,波斯人,犹太学者以及印度材料的作用。交还给欧洲这句话暗含希腊知识天然属于欧洲,而九世纪巴格达和十二世纪托莱多的行动者自己并不使用这种所有权语言。

这个叙事还删掉了拜占庭。希腊书在拜占庭世界并没有全部消失。它也让人误以为拉丁译者只想找失落的希腊原著。实际上他们同样在主动翻译阿拉伯作者自己的作品。

更准确的表述是:阿拉伯语在八到十三世纪成为横跨多个地区的主要科学语言之一。它既吸收希腊,叙利亚,波斯和印度材料,又产生大量新的著作。其中一部分连同古典材料,在十一到十三世纪通过伊比利亚,意大利和西西里进入拉丁语世界。保存可以描述其中一项功能,不能充当整段历史的标题。

这一节的毛病和第五篇是同一类。那一篇的毛病是把两个传统写成两种文明性格,这一篇的毛病是把一段几百年的复杂活动压缩成一次交接。两种毛病的形状一样:用一个方便的叙事,替换掉一堆互相牵扯的具体事实。

七 词

现在看那两个词,以及别的几个。

第一个来自书名。

阿拉伯语原词的词根,语义场包括修复,恢复,补足,也可以用于接骨这类使之恢复完整的行为。在书名里它首先是技术操作名:把被减去或欠缺的量恢复成正量。

1145年的拉丁译本把它音译进了标题。后来这个音译形式从一种操作名,逐渐变成整门计算技术的名字,再从中世纪拉丁语进入各欧洲语言。英语明确采用这个数学名词是在早期近代,不是九世纪同时产生的。有两条民间词源要剔除。

这个词的路线有一点值得注意。它进入欧洲的时候是一个技术操作的名字,后来变成了整门学问的名字。也就是说,欧洲人用一个步骤的名称,命名了那个步骤所属的全部领域。

这种事在语言里不算罕见,但在这里它有后果:后人容易只看到后来学科的名字,忽略这本书既系统组织方程求解,又把大量篇幅用于分家产等问题。它不是一位名叫某某的阿拉伯数学家的名字。它的原意也不是接骨术,因此代数不是接骨数学。同一个词根可以表示恢复,医学接骨和方程里的恢复属于同一个语义场,但书名里的直接语境是计算操作。

第二个词的链条更清楚,而且它是这一整篇的主角。

前面说过,关于印度计算的那部书阿拉伯原本不存,只剩几个拉丁文本传统。其中被认为最接近原作的那一支,开头第一句话是:花拉子米说。

于是一个欧洲读者原本看到的作者名字,慢慢被重新理解成某种计算方法的名称。

中世纪拉丁语里的那个词,主要指用印度阿拉伯位值数字进行书面计算的方法。十三世纪已经有以它为题的诗体教材,说明它成了一种算术课程名。

十五世纪以后,拼写又受到希腊语表示数的那个词影响而改变。早期近代英语已有接近今天的词形,但意义仍然长期接近算术计算法;精确首见年份还需逐一核对版本。到十九世纪后期,它才逐步扩大为按明确步骤解决问题的一般程序。二十世纪的计算理论使这种广义成为常态。

链条是:一个人名,变成一个拉丁化的人名,变成一种印度数码算术的名字,拼写被重塑,最后变成任何有限程序的名字。

要剔除的民间词源同样有。它不来自希腊语的痛苦加上数,也不是代数和对数的混成词。人名那条链有连续的中世纪文献,拆词那条没有。两条民间词源都有一个共同点:它们比真的好听,而且不需要查任何东西就能讲出来。

第三个是零。阿拉伯语那个词的普通语义是空,空无。印度位值计算进入之后,它被用来表示空位和零。

这里要分开两件事。阿拉伯语里本来已有这个词,是真的。阿拉伯人创造了零的概念,不是。印度数学里表示空的那个词已经承担了零的角色,阿拉伯作者采用的是自己语言里语义相近的词。

进入拉丁世界后它分成两支。一支经过几次形变,最后缩成今天的零。另一支进入法语和英语,成了密码那个词。密码的意思是后来才有的,从零和数码扩展到数字符号,再扩展到加密书写。

第四个是正弦,而它的故事需要拆成两半。

骨架很硬的那一半:印度天文学用一个表示弓弦的词表示半弦函数。进入阿拉伯天文学后形成一个借词形式。阿拉伯文通常不标短元音,于是那组辅音后来可以被读成一个已有的阿拉伯词,意思是衣襟,胸襟,袋状的凹处。十二世纪的拉丁译者于是使用了一个意义对应的拉丁词,它的原义是胸襟,褶处,海湾。

这条印度到阿拉伯再到拉丁的语音与语义链,有语言史研究支持。较弱的那一半:某位译者某天看错了一个元音,于是发明了正弦。

首先,最早使用那个拉丁词的归属本身有竞争,研究中分别指向三个人。其次,后人不知道那次重新理解是在某一个拉丁译者脑中第一次发生,还是阿拉伯语的技术传统内部早就把那个外来词重新语义化成了本族词。现存文本能够证明形式的转换,不能读取第一位误读者的心理瞬间。

所以主流的裁定是:它最终来自印度的半弦术语,经阿拉伯语和拉丁语的形式转换而成。而一个粗心的翻译家把弦看成了海湾,属于有真实语言骨架的流行化故事。反对意见通常不是否认那条链,是反对把一段连续的术语再解释,缩成一次可以定位的个人错误。

这个形态前面已经见过两次。第二篇的希帕索斯,第三篇的没有王者之路,都是把一段过程压缩成一个可以指认的人和一个可以指认的时刻。故事需要主角,而过程没有主角。

还有两个词是很好的反例。切线和割线不是阿拉伯借词,它们来自拉丁语的接触和切割,是欧洲数学后来根据几何关系自己造的。

最该剔除的民间词源之一,是说未知数那个字母来自阿拉伯语表示物的词,经西班牙语无法发出某个音而写成了它。

目前没有中世纪阿拉伯到西班牙到拉丁的抄本链支撑这条网络流行故事。早期近代用几个末尾字母表示未知量有自己的欧洲符号史。不能因为那个阿拉伯词确实是代数里的未知量词,就自动得到字母是它的音译。

八 一本不存在的书

中文这一侧尤其不能假定这些词也是从阿拉伯语借来的。

算法在汉语里是本土旧词,远早于英语那个词进入中国。宋元的算书已经把它用在书名和数学方法的意义上,十三世纪就有以详解某某算法为名的著作。

于是产生了一个有趣的偶合。英语那个词的词源最终来自花拉子米,而中文的算法自身有独立的中古中国历史。它不是音译。

两条线在二十世纪才碰头。一个从九世纪的巴格达出发,走过拉丁语和几种欧洲语言,另一个从宋元的算书出发,一直待在汉语里。现代人用后者去翻译前者,而它们各自走过的路没有一段重合。

零也不是从阿拉伯语翻译进汉语的。这个汉字本有零落,零余等语义。中国的位值计算长期可以用空位表达无量。1247年的一部算书是最著名的早期圆形符号实例之一。

这里要分开三件事:零这个汉字的语义史,圆圈这个符号的历史,以及零作为数的概念史。不能把三者合成某个人在某一年发明了零。

正弦属于另一种情形。它是明末西方天文学输入时形成的技术译名。崇祯年间的历法改革中,由徐光启主持的翻译编纂项目,以及几位参与其中的传教士,把欧洲的三角计算引入中文,其中一部文本系统使用了后来熟悉的正弦,余弦这一整套术语。把它单独归功于某一个人,材料不够。较稳妥的是放在那个历局的协作翻译体系里。代数则主要是晚清的术语。

1859年李善兰与伟烈亚力合译的那部书长期被视为这个术语固定的关键节点。但用例还可以前推到1850年代初;近年的研究还提出1852年李善兰与艾约瑟相关译作的例证,精确首见仍须逐版核对。有研究进一步提出,李善兰1852年进入墨海书馆之后参与相关翻译,可能是把那个词概括成代数的关键中文创造者。

不过第一人这个说法仍然要区分三件事:最早的现存印刷例,实际的口头创造者,以及后来的固定者。

明清之际的情况又不同。十七世纪传入的欧洲代数常被放在借根方一类名称下,与中国原有的天元术,方程术互相解释。代数学那时还不是统摄整个领域的标准名。

所以那个阿拉伯词并不是在十二世纪变成了欧洲的代数,又直接翻成了中文的代数。中间隔着完全不同的中文数学命名史。

这一段之所以要写,是因为词的旅行看上去总是笔直的。一个词从这里到那里,意思也跟着过去了。实际上每一次落地都是重新命名,而重新命名的人各有各的处境。数码本身进入欧洲的路线也比通常讲的长。

662年一位叙利亚学者已经赞扬印度人用九个符号计算,这比阿拔斯王朝还早。976年西班牙的一部抄本已经写出了一到九的一组印度阿拉伯式数码,只是还没有真正成熟的零。十世纪末又有人使用带数字标记的算盘筹片。十二世纪则已经有那部关于印度算术的拉丁译本。1202年那部著名的《计算之书》比这些都晚。

它的作者是比萨的莱昂纳多,后世叫他斐波那契。他在书的开头说,父亲受比萨城委派,在北非的布日伊,也就是今天阿尔及利亚的贝贾亚,替去那里做生意的比萨商人在海关当公证人,把还是孩子的他叫了过去,大意是为了日后有用,也为了将来方便,让他留在那里进一所教算账的学校。他在那里学到了印度人的九个符号。他的重要性不在于第一次把数字带到欧洲,而在于把成熟的位值算法,零和地中海商业数学,用一部大规模的拉丁著作组织了起来。至于算盘派与算法派的大战,最好理解成后世的概括,不是持续数百年的两个政党。

没有证据显示存在一个连续的,有成员名单,有宣言的对立。同一个商业世界可以同时使用心算,手指,算盘板,罗马数字记账和印度数字演算。

常被用作大战海报的那幅图,两个人分坐两边,一个用数码,一个用算盘,来自1503年的一部书,已经是印刷时代的知识寓意图。把它倒推成十三世纪的真实两派会议,是图像误用。1299年佛罗伦萨禁用阿拉伯数字这个说法,也需要缩窄。

确有那一年一个行会的法规被数学史文献引用,条文要求相关账册里的金额不得简单地按数字书写,而要较完整地用文字记录。它的对象是特定行业的账簿规范,不是共和国宣布任何市民写数字都违法。

常见的那句一二九九年佛罗伦萨因为害怕零被改成六而全面禁止阿拉伯数字,至少做了三层扩写:把行业法规扩大成全城禁令。把某种数字固定解释成现代的十个数码。又给法规补上一个非常具体的反伪造动机。

行会确实有充分理由担心账目可以被改,但零容易加一笔变成六这种解释,通常是现代作者的合理化,不是那份法规保存下来的立法说明。

最后是纸。

纸进入中亚远早于751年的塔拉斯之战。战俘教会了阿拉伯人造纸这个故事,现知常追溯到十一世纪初的一位作者,距751年二百五十年以上,没有八世纪的现场记录。

主流的裁定是:那一年可能是一个接触节点,但不能作为造纸术进入中亚和伊斯兰世界的确定起点。考古与文书证据表明纸此前已在中亚流通。

794年或795年巴格达建成第一座纸坊,同样当不了精确的日历事实。九世纪前后纸张的使用和生产在扩大,这一点可信。但那个精准的第一厂日期缺乏同等级的建厂文书,也没有一处可以指出来的厂址。

纸相对纸草和羊皮真正改变的是生产约束。羊皮需要动物皮,面积受动物体型限定,做一本大书要消耗大量皮张。纸的原料可以来自纤维旧布,片幅和批量更容易扩展,又可以双面书写,适合书信,草稿,计算和大量行政记录。它降低的是复制材料的边际约束,不是突然让书变得人人买得起。

至于纸使书便宜十倍,于是某处藏书四十万册这一类成套数字,应该整体排除。八到十世纪没有一条跨越几座城市,统一质量,面积和货币的价格序列。纸的采用也不会让抄手每小时的书写速度自动增加几倍。

回到那本不存在的书。它的阿拉伯原本,今天在世界上任何一处都没有。剩下的是几个互相关联而并非逐字的拉丁文本。其中最接近原作的那一支,第一句话是:花拉子米说。

从这句话的第二个词里,长出了一个名词。这个名词先指一种用印度数码在纸上做算术的办法,后来指任何按明确步骤走完的有限程序。今天世界上每天有无数人使用它,而其中绝大多数不知道它曾经是一个人的名字,更不知道那个人的出生地至今没有定论。他的书没有了。他的名字变成了一个普通名词。

这两件事之间没有因果。名字成为普通名词,与该书及其改写本的传播、教学和术语化有关;不能简化成某个人偶然误读了一句开场白。

而这个名词现在指的东西,和他当年写的那本书,已经不是同一件事。

这件事在词的世界里很常见,只是平时不去想。

每天有人说算法,说代数,说零。这些词各有一个来处,而那些来处大多已经不在了:有的书失传,有的意思变了,有的干脆是一次误读留下的。词不需要它的出处还活着,就能继续工作。

所以一个词用起来顺手,不等于它背后那件事还是原来那件事。

而追一个词追到底,往往会追到一个没人记得的具体的人。

数还在往下算,而什么算数学,还没有算清楚过。

一 一個人死了

一個人死了。他留下兩個兒子,又立下遺囑,把遺產的三分之一給一個不是繼承人的外人。他手上有十迪爾汗現錢,另外還有一個兒子欠他十迪爾汗。問每個人各得多少。

這道題的麻煩不在算術。麻煩在於,兒子欠父親的那筆錢既是遺產的一部分,又要從這個兒子應得的份額里扣。而外人那三分之一,是在還債之前算,還是之後算,要看遺產總額定成多少。而遺產總額本身取決於那筆債算不算已經收回。幾個條件互相咬著,從哪一頭開始都不對。

辦法是先給那個還不知道的量起個名字,叫它物。然後按各項條件把關係寫出來,讓物在兩邊站著,最後把它解出來。這就是那本書在做的事。它不是在講一門抽象學問,它是在處理一類沒法一眼看穿的分家。

而這類分家在當時是天天要辦的事。人會死,會留下債,會立遺囑,而法定份額是寫死的。算不清楚,就要打官司。這類題不是某本數學書後面附的應用題。它是九世紀那部《代數學》的主體。

而且它們不是兒子分錢那種小學題。書裡的題目涉及遺贈給非繼承人,涉及債務,涉及遺產總額本身還不知道,涉及繼承人反過來欠死者錢,涉及丈夫,妻子,母親,女兒,兒子各自的法定份額,還涉及遺贈的數額要以某位繼承人所得的份額為參照。

按1831年那個英譯本的分頁,譯文到第一百七十四頁為止,後面三十幾頁是羅森自己的注釋。論遺產的部分從第八十六頁開始,差不多正好落在譯文的一半處。也就是說,現存這部書的後一半,大部分在處理遺產,遺贈和繼承的計算。

這個比例不能說成九世紀的抄本有一半的紙用來寫繼承法,因為那是十九世紀譯本的版式。但作為內容重量的指標,它足夠說明問題。作者自己也說過為什麼寫這本書。

序言裡他先贊頌上帝和統治者,然後說哈里發馬蒙鼓勵他寫一部簡明的書,講那兩種計算操作。他希望只保留算術裡最容易,最有用的部分,因為人們在繼承,遺贈,財產分割,訴訟,商業交易,土地丈量,開渠和其他幾何計算里都要用到它。他給自己的定位不是我要創立一門新學科。是我要整理一套簡明而有用的計算知識。

所以那句常見的話,說馬蒙命令花拉子米發明代數,是不成立的。序言證明的是贊助關係和實用定位。它沒有說這門學問在此之前不存在,也沒有說此學由我首創。

這本書與伊斯蘭繼承法有直接關係,但它不是一部法學判例集。數學作者把已經給定的法定份額,遺贈條件和債務條件當成輸入,再解決由這些條件產生的數值關係。

羅森甚至在某些題下注明,有的問題與其說屬於代數,不如說屬於法律。這句話本身就說明,數學和法學的邊界在這部書內部並不是現代學科分類那樣乾淨。

第一篇裡說過,分羊給三個人不需要數學。真正逼出記號的是不在場和跨時間。這裡不在場的那個人是死者。

而這本書最後留給世界的東西,和遺產沒有關係,和代數也只有一半關係。

這兩個詞後來都活得比它們的出處長得多。其中一個今天幾乎每個人每天都在用,而用它的人絕大多數不知道它曾經是誰。另一個成了一門學科的名字,而那門學科今天做的事情,和這本書裡那六種關係已經隔了很遠。它留下的是兩個詞。

這一篇要講的就是詞怎麼活下來,而它們身後的東西怎麼沒了。

二 名字裡的地方

關於花拉子米本人,傳世材料少得驚人。沒有可靠的出生記錄,沒有同時代傳記,沒有已知墓誌,沒有學生留下的生平,也沒有能確認的自傳段落。現代常寫約780年到約850年。那不是兩端各有一條史料,是從活動年代反推出來的方便日期。

這類倒推在這個系列裡已經出現過幾次。第四篇提到過阿基米德的生年是一位十二世紀的人算出來的,第五篇提到過劉徽的生卒年在現代通俗材料裡被寫得過於具體。形態都一樣:一個可靠的坐標,加上一個後世的說法,生出一個看起來精確的數字。比較保守的說法是:出生大約在八世紀後半,九世紀前半活躍。卒年可能在840年代以後,而精確到850年沒有依據。

花拉子米這個稱呼的最後一節是一個地域關聯名,字面意思是花拉子模的人。這當然是他與花拉子模關係很強的證據。但地域名不等於出生證明。

最早比較明確的傳記式表述,來自約987年巴格達書商兼目錄學家伊本·納迪姆編的書目,第三篇裡歐幾里得的著作怎樣傳下來,也要靠這部書目。距他九世紀二三十年代的主要活動約一百五十到一百七十年。

而且還有反面材料。十世紀初去世的一位史家所傳的較長稱呼里,出現了另外兩個附加名,其中一個可以指巴格達附近的一處地方。有研究者據此認為不能排除他實際生於巴格達一帶。另一種意見是,不能把這些附加名簡單拼成一張現代出生證明。

所以那句流傳很廣的話,說他是波斯數學家, 780年生於今烏茲別克斯坦的希瓦,精確得遠超史料允許的程度。他的著作要分三類:確定的,目錄裡有名而失傳的,後世歸屬的。現存的《代數學》有阿拉伯文傳本,但不是作者時代的本子。

這也是這個系列反復遇到的情形。第三篇裡最重要的那部希臘抄本抄於九到十世紀,第四篇那部重寫本抄於十世紀,第五篇的《九章》要靠清代人從類書裡輯回來。十九世紀把它譯成英文的羅森所用的底本抄於1342年,距作者約五百年。他自己描述過那個抄本:字跡清楚,但點符號常缺,有脫文,有重復,有邊注。

天文表的原始九世紀版本失傳了,靠一位安達盧斯天文學家後來的改訂本,再經拉丁譯本保存。地理書的阿拉伯文抄本存世。關於星盤,日晷和歷史的幾部,目錄裡有名字,書沒了。而關於印度計算的那一部,情況最極端。阿拉伯原本完全不存。

現存的是四個左右互相關聯的拉丁文本傳統,而且它們不是四份可靠的逐字直譯,是改寫,摘要和翻譯混在一起的一個文本家族。

也就是說,後人關於他怎樣教授印度數碼的許多細節,讀到的不是九世紀的阿拉伯書,是約三百年後拉丁世界重寫過的東西。這個區別不能省。

把這件事說得更直白一點。今天任何一本書講花拉子米怎樣介紹印度數碼,引的都不是他寫的句子。引的是三百年後另一群人用另一種語言重新組織過的東西,而且這幾份東西彼此之間也對不上。

上一篇講過劉徽注里的圖已經遺失,今天看到的立體圖有一部分是清代人根據文字補的。這裡的情況更徹底:不是圖沒了,是整本書沒了,只剩下別人的轉述。

三 智慧宮

關於他工作的地方,有一個形象需要先拆掉。現代插圖裡那座智慧宮,有大廳,有實驗室,有翻譯部,有天文台,有教授席位,有國際訪問學者,有統一預算。九世紀的材料沒有留下這樣的組織章程。

這一點值得停一下,因為這個形象太好用了。它給一段真實存在的知識爆發配了一個可以畫出來的場所,而且這個場所的樣子恰好符合現代人對研究機構的想象。有了它,一段分散在幾十個贊助人,幾十個譯者和上百年之間的過程,就變成了一棟樓裡發生的事。

現有的是一些關於智慧之屋或者智慧藏書處的零散人物和圖書管理記載。要到十世紀末那部書目,才有比較豐富的回顧性材料。沒有保存下來的建院敕令。

有一種影響很大的最低限度解釋認為,早期阿拔斯的這個機構首先是王室的藏書和文書機構,很可能繼承了薩珊宮廷收藏與波斯語材料翻譯的傳統。沒有證據表明八九世紀那場大規模的希臘語到阿拉伯語翻譯運動以它為統一譯場。支持這個解釋的最有力材料,是九世紀一位譯者的一封長信。

那位譯者回顧自己和同業翻譯一位希臘醫學作者的經過,詳細談委託人,舊譯本,希臘抄本和譯者,甚至說明自己怎樣尋找多個抄本,比較壞本,再重譯。這是現存最好的第一手翻譯材料。而它從頭到尾沒有把智慧宮當作翻譯總署來敘述。這個最低限度解釋的力量,不在於說智慧宮不存在。

說它不存在,是一個太強的主張,而且沒有必要。站得住的是四個較窄的判斷:有皇家藏書處。有與之相關的管理人員。有波斯材料的翻譯和學術活動。但沒有證據證明它壟斷或者統一管理了希臘到阿拉伯的翻譯運動。

八九世紀真正可見的,是多個贊助網絡並存。哈里發宮廷,一個顯赫的大臣家族,三兄弟組成的私人贊助者,醫生家族,官員,天文學家,以及富裕的私人。各自雇譯者,各自買抄本或者派人找抄本。

這個結構和現代的研究院差得很遠,更像一個市場。委託是具體的:某人要某一本書,找某一個人譯,談一個價錢。譯者也不靠翻譯一件事吃飯,他們同時是醫生,是天文學家,是秘書,是教師,是宮廷服務人員。

宗教身份和知識語言也不重合。一位基督徒可以受穆斯林官員委託,把一位異教希臘醫生的書從希臘語譯成敘利亞語或者阿拉伯語。

反對意見並不是重新肯定巨型科學院。較寬的解釋指出,史料確實把一些學者,天文學家,圖書管理人員和王室收藏聯繫起來。而建築,檔案和行政材料的大量散失,也意味著沒有現存記錄不能自動推出絕無共同工作空間。

比較穩妥的折中是:它很可能是一個真實的王室藏書與文書機構,而且可以有學術功能。但由馬蒙建立,數百名各國科學家每天在此統一翻譯研究這個現代學院模型,沒有相稱的一手證據。還有一個更好用的故事。哈里發派使節向拜佔庭索取古希臘科學書,像戰利品一樣運回來。

宮廷積極蒐集外文書籍這一點主流接受。但後世版本裡那些戲劇化的細節,需要逐條鑒別,不能合成一場有中央計劃表的國家工程。至於錢怎麼給的,有一個流傳最廣的說法:馬蒙按譯成的書稿重量,以等重的黃金支付譯者。現知那個完整敘述出自十三世紀一位醫史家的書,成書約1245年,距馬蒙去世的833年約四百一十年。

它可以當作後世關於翻譯價值的文化記憶,不能當工資賬本。沒有九世紀的付款收據。

頂級翻譯在當時確實可能極昂貴,這一點有別的材料支持。但可能支付優厚,和精確按書稿重量等量兌金,是兩個不同層級的主張。

四 六種

現在看這本書本身。花拉子米把基本對象分成三類:平方,根或者說物,以及數。然後把待解的關係歸成六種。

平方等於根。平方等於數。根等於數。平方加根等於數。平方加數等於根。根加數等於平方。今天寫成一個統一的二次方程,三個系數可正可負可零,一個式子就夠了。他要分六種。

原因不是教學上的冗余。是負量在他那裡還不是可以自由留在方程任何一側的合法系數,零系數也沒有現代那種地位。

於是需要兩步操作,而這兩步就是書名。

第一步是把被減去的,欠缺的量恢復補回,讓兩邊都只剩正量。第二步是把兩邊同類的正量對消抵平。做完這兩步,關係就落進那六種全為正量的合法形式之一。六種不是分類癖,是他那套數與量觀念的直接結果。這一點值得多說一句,因為它是理解這本書的鑰匙。

後世看這六種會覺得囉嗦。這種分類反映的是本書對合法代數對象的安排,不能概括整個時代對數的理解。在這套求解形式裡,欠缺量不自由地作為負系數保留在任一側。所以必須先把它挪到對面去,變成有的,然後才能算。下一篇要處理的正是這個東西什麼時候,因為什麼,終於被允許自己站著。

對其中三個復合的類型,書裡給出了幾何論證。把一個代表平方的正方形,和代表若干根的矩形拼在一起,再補出缺的那個小正方形,從面積相等推出規則。

這些圖算不算證明,研究者之間的看法有輕重的差別。一側較願意強調它們是數學上的幾何論證,並把這本書放進與歐幾里得幾何相互作用的傳統里。另一側更強調他的代數主體是一種由名稱,對象和操作組成的修辭性計算術,圖的作用是說明某條求解規則為什麼有效,而不是把整本書變成按定義,公理,命題的順序組織的理論。

兩種說法真正的分歧,常常不在有沒有邏輯理由,而在什麼才應該叫證明。

如果預先規定只有那種從定義,公設,命題一路演繹下來的東西才叫證明,那麼這些圖形論證會被排除在外。如果把任何解釋都叫證明,又會把體裁的差別抹平。上一篇處理過同一個形狀的爭論,主角是三世紀的一位注者。這裡換了語言,換了世紀,問題沒換。還有一件事必須說清楚。這本書沒有現代式的字母變量、運算符號和指數體系;正文以詞語陳述數量與操作。

這一點比看上去重要。一個沒有符號的代數,每一步都要用句子說出來。把某個量置在某處,把它乘以什麼,以什麼為除數,然後再看剩下什麼。讀起來像一份操作說明,而不像一個式子。上一篇講過,中國的術也是這樣寫的。兩邊的體裁比後人以為的更接近。

平方有一個詞,未知量或者根有一個詞,數和操作也都寫成詞。十九世紀羅森檢查底本時特別說明:正文中的數總是用文字表達。數碼只出現在部分圖和少量邊注里,而邊注又不一定屬於原作者。

所以現代排版里那個帶著字母和上標的式子,被印在旁邊標注為花拉子米的方程,製造的是一種原文根本不存在的視覺。

這不是吹毛求疵。符號讓人一眼看出結構,而結構一眼可見,是後來才有的事。用現代符號排版重現古書,可能把數百年後逐漸形成的一套工具,悄悄塞進九世紀作者的手裡。

五 找不到祖譜

那麼這套東西是從哪裡來的。

丟番圖的書處理確定和不定方程問題,有自己的縮寫記號和問題傳統。二十世紀發現,原以為失傳的部分卷次保存在阿拉伯譯本里,譯者一般認定是九世紀的一位學者。那次翻譯大致在《代數學》之後,至少不是可以證明早於它的文本。

所以沒有直接證據證明他讀過丟番圖。形式上的相似不能代替抄本傳播鏈。

七世紀的印度數學裡有零,有負量,有二次方程和不定方程的規則。阿拔斯時代確有印度天文與數學材料進入阿拉伯語的證據,他自己的天文表和那部關於印度計算的書,尤其處在這個環境里。

但他必定從某一章抄來六種方程,同樣沒有文本鏈可證。印度傳統與他的聯繫最明確的地方是算術,數字和天文。具體的代數條目逐項源自哪一本印度書,證據弱得多。

再往前,第一篇處理過的那些泥板裡,確實有用面積關係解決今天可以改寫成二次關係的問題。有學者特別強調這種丈量與幾何計算的傳統,和後來的實用代數之間有結構上的親緣。

但從公元前二千紀的泥板到九世紀的巴格達,相隔兩千多年,目前沒有一條連續的抄本鏈告訴後人這塊泥板的方法傳給了誰。那是歷史比較和傳統重建的問題,不是已經證實的直接借用。這三條線索有一個共同點。每一條在結構上都能對得上,每一條都缺一段抄本。

結構像,是可以看出來的。誰讀過誰,是要靠文本證明的。這兩件事在數學史裡常常被混起來,因為數學結構的相似性太醒目了。

學界長期有兩類解釋重點。一側較強調希臘數學,尤其歐幾里得幾何的概念進入阿拉伯代數所起的理論化作用。另一側更警惕把代數硬接成希臘理論的後代,強調實用計算傳統,印度算術和阿拉伯自身的概念重組。

現在最穩妥的句子不是代數源於希臘或印度或巴比倫之一,而是:這本書處在多種傳統匯合的環境里,而無法為它那六型代數找到一條單線的祖譜。往後看同樣要小心。九世紀到十三世紀,這條線至少還有四百年。

一位與他年代相接的學者明確繼承了這套方程傳統,又把無理量和更複雜的問題推得更遠,他的書後來進入拉丁數學環境。十世紀末到十一世紀初的一位,把注意力越來越多放到冪,單項式和多項式的運算本身,使代數操作不再必須逐題依賴幾何解釋。十二世紀的一位系統推進了多項式的加減乘除和系數計算,並用表格式安排正負系數。同一時期的歐瑪爾·海亞姆,也就是第三篇裡研究過平行線的那一位,系統分類了三次方程,用圓錐曲線的交點構造正根,而且沒有聲稱得到一般的根式公式。再晚一位對三次方程的存在條件,極值關係和數值逼近做了更細緻的分析。

把這四百年壓縮成花拉子米發明代數,之後歐洲繼承,會恰好刪掉代數對象本身變化最大的階段。而且這幾位的生卒年大多也只是約數。這一點在這一篇裡幾乎處處成立。

六 兩輪

從希臘語和敘利亞語進入阿拉伯語的那一輪,大體從八世紀中葉開始,到十世紀後半趨於完成。

源語言不只有希臘語。大量希臘科學,哲學和醫學先已有敘利亞語傳統,再由敘利亞語進入阿拉伯語。也有直接從希臘文譯的。同時中古波斯語和印度材料也在進入。譯場這個詞容易讓人想象一個固定的大廳。實際上有家族協作,有私人委託,有宮廷項目,也有對舊譯的校訂。

選擇標準絕不是把全部希臘文獻保存下來。翻譯高度偏向醫學,邏輯,哲學,數學,天文,占星,自然科學和實用技術。希臘戲劇,抒情詩和大部分史書沒有得到同等規模的翻譯。這個選擇也是一次判據。什麼值得花錢譯過來,什麼不值得,決定了後來的人能讀到哪一部分希臘。而做這個決定的不是某個委員會。是幾十個贊助人各自出於各自的理由,一本一本挑出來的。

至於數學與天文佔全部譯書的百分之多少,沒有可靠的統一數字。原因是分母不穩定:按作品數,卷數,獨立譯本數,還是抄本數。同一本書可能重譯三次,一卷抄本又可能收十部短著。所以翻譯運動里有多少百分比是數學,這種句子除非先說定用哪一份目錄,哪一套計數規則,否則一句也站不住。

第二輪是阿拉伯語進入拉丁語。1085年基督教勢力取得托萊多之後,當地大量的阿拉伯文書籍和多語人口,為十二世紀的翻譯創造了條件。規模最大的譯者之一是克雷莫納的傑拉德,一個從意大利北部來的人,卒於1187年。他不是一個抽象的翻譯機構,他是一個具體的人,因為找不到一本自己想讀的書而搬到了另一座城市。

另有一位英格蘭人在自己的序言裡說,他在巴黎對所學的數學不滿足,於是轉去托萊多尋找那邊的學問,後來帶著書回了英格蘭。

這些人不是以我要復興歐洲文明為日記語言的。他們在找自己想讀卻找不到的具體的書。傑拉德的同伴在他去世後寫了一篇小傳,開了一張七十一部書的書目,附在他譯的一部醫書後面。小傳說,他原先是為了尋找拉丁世界沒有的一部天文學著作而來到托萊多,見到阿拉伯文書籍豐富,於是學阿拉伯語,長期翻譯。這是一條比後世傳奇堅實得多的動機證據。那張書目要由同伴來開,是因為照小傳的說法,他從不在自己的譯本上署名。

他的譯作數量常被寫成八十七部。這個數字不能當無爭議的常數。近同時代的書目和現代學者的重新整理,因為是否拆分合集,是否接受某些歸屬,統計會落在七十餘到八十餘之間。

托萊多學派這個說法也容易製造假象。1145年完成《代數學》拉丁譯本的那位,當時人在塞哥維亞。另一位主要與巴塞羅那的環境相關。還有一位活動範圍更廣。托萊多是極重要的節點,但沒有證據證明十二世紀所有譯者屬於一所有統一校長,課程,工資和方法的正式學校。

還有一條平行路線不能省。希臘文直接進入拉丁文。1160年前後西西里已有從希臘文直接翻譯的那部天文學著作。

所以希臘到阿拉伯再到拉丁是極重要的路線,卻從來不是唯一的通道。翻譯本身也不是把詞逐個搬過去。

譯者面對的第一個問題是拉丁語沒有現成術語。大致有三種辦法並存:直接音譯。用意義相近的拉丁詞翻譯。借舊詞重新規定技術意義。

沒有一個十二世紀的歐洲科學名詞委員會統一造詞。不同譯者可以選不同方案,後來靠抄寫,教學和使用慢慢固定。人名尤其容易變形。而且歐洲讀者有時會把作者的名字誤當成技術名,或者反過來。

圖也不是透明複製。幾何和天文圖在抄本轉換中必須重畫,字母標籤要換成另一套字母,讀寫方向變了會改變佈局,抄手還會把難以理解的圖重新規整。上一篇講過一本書在抄寫史里會積累多少層次。這裡是同一件事換了語言再來一遍。

而且換語言這一層的損耗,比同一語言內部的抄寫更難追蹤。抄錯一個字,後人可以從前後文里發現。譯錯一個詞,譯文本身是通順的,後人看不出哪裡不對,除非手上還有原文。

這一篇裡有好幾個詞,就是這樣活下來的。

最後是那個敘事本身。阿拉伯人保存了希臘學問,再交還給歐洲。

狹義上它有一個真實的核心。如果沒有阿拉伯文傳統,今天確實會少掉若干希臘數學和科學文本。有些希臘原文已失,而阿拉伯譯本保存了內容。拉丁世界也確實通過阿拉伯文獲得了大量材料。問題出在把這個事實擴寫成完整敘事。

它把阿拉伯語作者降格成書庫管理員,而上一節列的那幾位都不是在抄希臘書。譯本本身會被校訂,重譯,批評和重新組織,譯者不是影印機。阿拉伯人這個詞又掩蓋了敘利亞語基督徒,波斯人,猶太學者以及印度材料的作用。交還給歐洲這句話暗含希臘知識天然屬於歐洲,而九世紀巴格達和十二世紀托萊多的行動者自己並不使用這種所有權語言。

這個敘事還刪掉了拜佔庭。希臘書在拜佔庭世界並沒有全部消失。它也讓人誤以為拉丁譯者只想找失落的希臘原著。實際上他們同樣在主動翻譯阿拉伯作者自己的作品。

更準確的表述是:阿拉伯語在八到十三世紀成為橫跨多個地區的主要科學語言之一。它既吸收希臘,敘利亞,波斯和印度材料,又產生大量新的著作。其中一部分連同古典材料,在十一到十三世紀通過伊比利亞,意大利和西西里進入拉丁語世界。保存可以描述其中一項功能,不能充當整段歷史的標題。

這一節的毛病和第五篇是同一類。那一篇的毛病是把兩個傳統寫成兩種文明性格,這一篇的毛病是把一段幾百年的複雜活動壓縮成一次交接。兩種毛病的形狀一樣:用一個方便的敘事,替換掉一堆互相牽扯的具體事實。

七 詞

現在看那兩個詞,以及別的幾個。

第一個來自書名。

阿拉伯語原詞的詞根,語義場包括修復,恢復,補足,也可以用於接骨這類使之恢復完整的行為。在書名裡它首先是技術操作名:把被減去或欠缺的量恢復成正量。

1145年的拉丁譯本把它音譯進了標題。後來這個音譯形式從一種操作名,逐漸變成整門計算技術的名字,再從中世紀拉丁語進入各歐洲語言。英語明確採用這個數學名詞是在早期近代,不是九世紀同時產生的。有兩條民間詞源要剔除。

這個詞的路線有一點值得注意。它進入歐洲的時候是一個技術操作的名字,後來變成了整門學問的名字。也就是說,歐洲人用一個步驟的名稱,命名了那個步驟所屬的全部領域。

這種事在語言裡不算罕見,但在這裡它有後果:後人容易只看到後來學科的名字,忽略這本書既系統組織方程求解,又把大量篇幅用於分家產等問題。它不是一位名叫某某的阿拉伯數學家的名字。它的原意也不是接骨術,因此代數不是接骨數學。同一個詞根可以表示恢復,醫學接骨和方程裡的恢復屬於同一個語義場,但書名裡的直接語境是計算操作。

第二個詞的鏈條更清楚,而且它是這一整篇的主角。

前面說過,關於印度計算的那部書阿拉伯原本不存,只剩幾個拉丁文本傳統。其中被認為最接近原作的那一支,開頭第一句話是:花拉子米說。

於是一個歐洲讀者原本看到的作者名字,慢慢被重新理解成某種計算方法的名稱。

中世紀拉丁語里的那個詞,主要指用印度阿拉伯位值數字進行書面計算的方法。十三世紀已經有以它為題的詩體教材,說明它成了一種算術課程名。

十五世紀以後,拼寫又受到希臘語表示數的那個詞影響而改變。早期近代英語已有接近今天的詞形,但意義仍然長期接近算術計算法;精確首見年份還需逐一核對版本。到十九世紀後期,它才逐步擴大為按明確步驟解決問題的一般程序。二十世紀的計算理論使這種廣義成為常態。

鏈條是:一個人名,變成一個拉丁化的人名,變成一種印度數碼算術的名字,拼寫被重塑,最後變成任何有限程序的名字。

要剔除的民間詞源同樣有。它不來自希臘語的痛苦加上數,也不是代數和對數的混成詞。人名那條鏈有連續的中世紀文獻,拆詞那條沒有。兩條民間詞源都有一個共同點:它們比真的好聽,而且不需要查任何東西就能講出來。

第三個是零。阿拉伯語那個詞的普通語義是空,空無。印度位值計算進入之後,它被用來表示空位和零。

這裡要分開兩件事。阿拉伯語里本來已有這個詞,是真的。阿拉伯人創造了零的概念,不是。印度數學裡表示空的那個詞已經承擔了零的角色,阿拉伯作者採用的是自己語言裡語義相近的詞。

進入拉丁世界後它分成兩支。一支經過幾次形變,最後縮成今天的零。另一支進入法語和英語,成了密碼那個詞。密碼的意思是後來才有的,從零和數碼擴展到數字符號,再擴展到加密書寫。

第四個是正弦,而它的故事需要拆成兩半。

骨架很硬的那一半:印度天文學用一個表示弓弦的詞表示半弦函數。進入阿拉伯天文學後形成一個借詞形式。阿拉伯文通常不標短元音,於是那組輔音後來可以被讀成一個已有的阿拉伯詞,意思是衣襟,胸襟,袋狀的凹處。十二世紀的拉丁譯者於是使用了一個意義對應的拉丁詞,它的原義是胸襟,褶處,海灣。

這條印度到阿拉伯再到拉丁的語音與語義鏈,有語言史研究支持。較弱的那一半:某位譯者某天看錯了一個元音,於是發明了正弦。

首先,最早使用那個拉丁詞的歸屬本身有競爭,研究中分別指向三個人。其次,後人不知道那次重新理解是在某一個拉丁譯者腦中第一次發生,還是阿拉伯語的技術傳統內部早就把那個外來詞重新語義化成了本族詞。現存文本能夠證明形式的轉換,不能讀取第一位誤讀者的心理瞬間。

所以主流的裁定是:它最終來自印度的半弦術語,經阿拉伯語和拉丁語的形式轉換而成。而一個粗心的翻譯家把弦看成了海灣,屬於有真實語言骨架的流行化故事。反對意見通常不是否認那條鏈,是反對把一段連續的術語再解釋,縮成一次可以定位的個人錯誤。

這個形態前面已經見過兩次。第二篇的希帕索斯,第三篇的沒有王者之路,都是把一段過程壓縮成一個可以指認的人和一個可以指認的時刻。故事需要主角,而過程沒有主角。

還有兩個詞是很好的反例。切線和割線不是阿拉伯借詞,它們來自拉丁語的接觸和切割,是歐洲數學後來根據幾何關係自己造的。

最該剔除的民間詞源之一,是說未知數那個字母來自阿拉伯語表示物的詞,經西班牙語無法發出某個音而寫成了它。

目前沒有中世紀阿拉伯到西班牙到拉丁的抄本鏈支撐這條網絡流行故事。早期近代用幾個末尾字母表示未知量有自己的歐洲符號史。不能因為那個阿拉伯詞確實是代數里的未知量詞,就自動得到字母是它的音譯。

八 一本不存在的書

中文這一側尤其不能假定這些詞也是從阿拉伯語借來的。

算法在漢語裡是本土舊詞,遠早於英語那個詞進入中國。宋元的算書已經把它用在書名和數學方法的意義上,十三世紀就有以詳解某某算法為名的著作。

於是產生了一個有趣的偶合。英語那個詞的詞源最終來自花拉子米,而中文的算法自身有獨立的中古中國歷史。它不是音譯。

兩條線在二十世紀才碰頭。一個從九世紀的巴格達出發,走過拉丁語和幾種歐洲語言,另一個從宋元的算書出發,一直待在漢語裡。現代人用後者去翻譯前者,而它們各自走過的路沒有一段重合。

零也不是從阿拉伯語翻譯進漢語的。這個漢字本有零落,零餘等語義。中國的位值計算長期可以用空位表達無量。1247年的一部算書是最著名的早期圓形符號實例之一。

這裡要分開三件事:零這個漢字的語義史,圓圈這個符號的歷史,以及零作為數的概念史。不能把三者合成某個人在某一年發明了零。

正弦屬於另一種情形。它是明末西方天文學輸入時形成的技術譯名。崇禎年間的曆法改革中,由徐光啓主持的翻譯編纂項目,以及幾位參與其中的傳教士,把歐洲的三角計算引入中文,其中一部文本系統使用了後來熟悉的正弦,余弦這一整套術語。把它單獨歸功於某一個人,材料不夠。較穩妥的是放在那個歷局的協作翻譯體系裡。代數則主要是晚清的術語。

1859年李善蘭與偉烈亞力合譯的那部書長期被視為這個術語固定的關鍵節點。但用例還可以前推到1850年代初;近年的研究還提出1852年李善蘭與艾約瑟相關譯作的例證,精確首見仍須逐版核對。有研究進一步提出,李善蘭1852年進入墨海書館之後參與相關翻譯,可能是把那個詞概括成代數的關鍵中文創造者。

不過第一人這個說法仍然要區分三件事:最早的現存印刷例,實際的口頭創造者,以及後來的固定者。

明清之際的情況又不同。十七世紀傳入的歐洲代數常被放在借根方一類名稱下,與中國原有的天元術,方程術互相解釋。代數學那時還不是統攝整個領域的標準名。

所以那個阿拉伯詞並不是在十二世紀變成了歐洲的代數,又直接翻成了中文的代數。中間隔著完全不同的中文數學命名史。

這一段之所以要寫,是因為詞的旅行看上去總是筆直的。一個詞從這裡到那裡,意思也跟著過去了。實際上每一次落地都是重新命名,而重新命名的人各有各的處境。數碼本身進入歐洲的路線也比通常講的長。

662年一位敘利亞學者已經贊揚印度人用九個符號計算,這比阿拔斯王朝還早。976年西班牙的一部抄本已經寫出了一到九的一組印度阿拉伯式數碼,只是還沒有真正成熟的零。十世紀末又有人使用帶數字標記的算盤籌片。十二世紀則已經有那部關於印度算術的拉丁譯本。1202年那部著名的《計算之書》比這些都晚。

它的作者是比薩的萊昂納多,後世叫他斐波那契。他在書的開頭說,父親受比薩城委派,在北非的布日伊,也就是今天阿爾及利亞的貝賈亞,替去那裡做生意的比薩商人在海關當公證人,把還是孩子的他叫了過去,大意是為了日後有用,也為了將來方便,讓他留在那裡進一所教算賬的學校。他在那裡學到了印度人的九個符號。他的重要性不在於第一次把數字帶到歐洲,而在於把成熟的位值算法,零和地中海商業數學,用一部大規模的拉丁著作組織了起來。至於算盤派與算法派的大戰,最好理解成後世的概括,不是持續數百年的兩個政黨。

沒有證據顯示存在一個連續的,有成員名單,有宣言的對立。同一個商業世界可以同時使用心算,手指,算盤板,羅馬數字記賬和印度數字演算。

常被用作大戰海報的那幅圖,兩個人分坐兩邊,一個用數碼,一個用算盤,來自1503年的一部書,已經是印刷時代的知識寓意圖。把它倒推成十三世紀的真實兩派會議,是圖像誤用。1299年佛羅倫薩禁用阿拉伯數字這個說法,也需要縮窄。

確有那一年一個行會的法規被數學史文獻引用,條文要求相關賬冊里的金額不得簡單地按數字書寫,而要較完整地用文字記錄。它的對象是特定行業的賬簿規範,不是共和國宣佈任何市民寫數字都違法。

常見的那句一二九九年佛羅倫薩因為害怕零被改成六而全面禁止阿拉伯數字,至少做了三層擴寫:把行業法規擴大成全城禁令。把某種數字固定解釋成現代的十個數碼。又給法規補上一個非常具體的反偽造動機。

行會確實有充分理由擔心賬目可以被改,但零容易加一筆變成六這種解釋,通常是現代作者的合理化,不是那份法規保存下來的立法說明。

最後是紙。

紙進入中亞遠早於751年的塔拉斯之戰。戰俘教會了阿拉伯人造紙這個故事,現知常追溯到十一世紀初的一位作者,距751年二百五十年以上,沒有八世紀的現場記錄。

主流的裁定是:那一年可能是一個接觸節點,但不能作為造紙術進入中亞和伊斯蘭世界的確定起點。考古與文書證據表明紙此前已在中亞流通。

794年或795年巴格達建成第一座紙坊,同樣當不了精確的日曆事實。九世紀前後紙張的使用和生產在擴大,這一點可信。但那個精准的第一廠日期缺乏同等級的建廠文書,也沒有一處可以指出來的廠址。

紙相對紙草和羊皮真正改變的是生產約束。羊皮需要動物皮,面積受動物體型限定,做一本大書要消耗大量皮張。紙的原料可以來自纖維舊布,片幅和批量更容易擴展,又可以雙面書寫,適合書信,草稿,計算和大量行政記錄。它降低的是複製材料的邊際約束,不是突然讓書變得人人買得起。

至於紙使書便宜十倍,於是某處藏書四十萬冊這一類成套數字,應該整體排除。八到十世紀沒有一條跨越幾座城市,統一質量,面積和貨幣的價格序列。紙的採用也不會讓抄手每小時的書寫速度自動增加幾倍。

回到那本不存在的書。它的阿拉伯原本,今天在世界上任何一處都沒有。剩下的是幾個互相關聯而並非逐字的拉丁文本。其中最接近原作的那一支,第一句話是:花拉子米說。

從這句話的第二個詞裡,長出了一個名詞。這個名詞先指一種用印度數碼在紙上做算術的辦法,後來指任何按明確步驟走完的有限程序。今天世界上每天有無數人使用它,而其中絕大多數不知道它曾經是一個人的名字,更不知道那個人的出生地至今沒有定論。他的書沒有了。他的名字變成了一個普通名詞。

這兩件事之間沒有因果。名字成為普通名詞,與該書及其改寫本的傳播、教學和術語化有關;不能簡化成某個人偶然誤讀了一句開場白。

而這個名詞現在指的東西,和他當年寫的那本書,已經不是同一件事。

這件事在詞的世界裡很常見,只是平時不去想。

每天有人說算法,說代數,說零。這些詞各有一個來處,而那些來處大多已經不在了:有的書失傳,有的意思變了,有的乾脆是一次誤讀留下的。詞不需要它的出處還活著,就能繼續工作。

所以一個詞用起來順手,不等於它背後那件事還是原來那件事。

而追一個詞追到底,往往會追到一個沒人記得的具體的人。

數還在往下算,而什麼算數學,還沒有算清楚過。

Sources and further reading史料与延伸阅读史料與延伸閱讀

Selected references for historical details and interpretive disputes. Museum records, ancient literary accounts and modern reconstructions do not carry the same kind of evidence.

以下资料对应文中的历史细节与解释分歧。馆藏记录、古代文学与现代重建,不是同一种证据。

以下資料對應文中的歷史細節與解釋分歧。館藏記錄、古代文學與現代重建,不是同一種證據。