




《四元玉鉴》原本为元代数学家朱世杰所撰,成书于大德七年,是中国古代数学的巅峰著作之一,原书只载术文与问题,缺少详细演算步骤,明代之后传本稀少,几近湮没。清代数学家罗士琳得见旧抄本之后,历时十二载,逐题推演补写演算过程,校勘订正文字讹误,撰成《四元玉鉴细草》,又由其弟子易之瀚撰写《四元释例》一卷附于书后,全书于清道光十六年丙申正式雕版刊行,此即传世的道光丙申原刻本,卷首由张岳崧题签,是清代中算复兴阶段极具里程碑意义的算学刻本。
全书主体分为上、中、下三卷,卷首置多幅算图,开篇即载《今古开方会要之图》,内含古梯法七乘方图,以图式阐释高次开方中廉、隅进退正负之理,也就是后世所称的贾宪三角高阶形式,用以直观展示高次幂展开系数,为全书的方程理论建立图示基础。书中收录原书二十四门,总计二百八十八问,罗士琳为每一道题目补出完整细草,把原著简略的术文拆解为一步步演算流程,使用天元、四元列式,演示互隐通分、内外相消等消元运算,把朱世杰 “四元术” 的演算逻辑完整复原。四元术是本书最核心的成就,以天元、地元、人元、物元代表四个未知数,可以建立四元高次方程组,再通过专门的消元法,逐步消去多元,化归为一元高次方程求解,书中方程最高可达十四次,是世界古代数学中处理多元高次代数方程的杰出创造。
除四元术之外,书中系统记载垛积术与招差术。垛积术系统研究各类高阶等差级数求和,罗列方垛、果子垛、三角垛等多种堆垛问题;招差术则是高次内插法,能够处理高阶差分计算,达到同时期世界数学的最高水准。全书问题覆盖田亩丈量、仓窖体积、工程土方、物资堆垛、交易差分、勾股测望等大量实用场景,以算理统摄实际应用,延续宋元算学寓理于题的传统。
附卷《四元释例》由易之瀚编撰,专门对四元术的术语、记号、列式规则、消元法则逐条注解,厘清天元、地元、人元、物元的排布体例,区分正负、虚实、从益等算学概念,解说四元布算、互消运算的规范,专门为初学者扫除阅读障碍,相当于全书的术语与法则释义。书中收录四元消法的演算样例,以四段弦较和等题目演示左右行相消、同式相消、半之得式等操作,配合算筹符号书写的算式,直观呈现四元方程组的消去过程,与《四元玉鉴细草》正文互为表里。
道光十六年刊本是《四元玉鉴细草》最早的刻本,版式为传统线装古籍,文字与算图精工镌刻,保留了大量宋元算学的图式、筹算符号与演算格式。这部刊本的问世,使得沉寂数百年的四元术、垛积招差之学重新被清代学界熟知,直接推动了晚清对宋元算书的发掘与研究。在版本价值之外,本书完整保存了中国传统代数学的最高成就,既是研究宋元天元术、四元术、高阶等差级数理论的核心文献,也是研究清代乾嘉之后算学复兴思潮的重要典籍。罗士琳的细草,不只是单纯的注解,还在校勘中辨析旧本文字舛误,疏通术文隐微难明之处,厘清前人误解,让原本晦涩难读的《四元玉鉴》获得可以研习、推演的读本,后世几乎所有对《四元玉鉴》的研究,都以这个道光刊本以及罗士琳的细草作为重要底本。
从学术脉络来看,朱世杰汇总秦九韶、李冶、杨辉等宋元数学家的成果,集宋元数学之大成;而罗士琳《四元玉鉴细草》的整理与刊刻,则完成了对这份珍贵数学遗产的接续与传承。《四元释例》补充体例释义,与细草相辅而行,共同构成一套完整的四元术学习体系,在世界数学史中,也是研究古代多元高次方程组理论不可忽视的珍贵古籍。