曲安京:“數”中有術 惟其篤行

年輕時的曲安京(右一)與導師李繼閔(左一)、著名學者何丙郁(中)在西北大學合影留念。

魏杰治印

學人小傳

曲安京,國際科學史研究院院士(2016年)、2021年度陜西省“特支計劃”杰出人才(哲學社會科學和文化藝術領域)、博士生導師。山東牟平人,生于1962年6月。現任西北大學科學史高等研究院院長,西北大學史學部執行主任,國務院學位委員會第七屆、第八屆科學技術史學科評議組召集人,第九屆、第十屆中國科學技術史學會副理事長,國際數學史學會執委,國際數學史與數學教育學會指導委員會委員、中國代表,陜西省科技史學會理事長、英國數學史學會榮譽會員。

20多年前,在西北大學,每逢“科學史”選修課,7111教室總是座無虛席,過道里、窗外的臺階上,也都站滿了慕名而來的各專業學生,而這門課的主講人,就是大名鼎鼎的曲安京老師,一位40多歲就被稱為數學史家的人。

找到天文歷法冷門絕學中的“密鑰”,揭示傳統日食理論的數學原理,開辟數理考古研究新領域……曲安京憑借對學術的癡迷,破解了一個又一個“未知”。

如今,這位已年過花甲的學者,依舊癡迷著“好玩”的學術問題,自信、自如,大步向前。“我喜歡用‘好玩’這個詞,當你真正能夠做出一些創造性的東西,你會體會到樂趣,從某種意義上來說,科學的目的就是為了滿足人類的好奇心。”西北大學科學史高等研究院院長、國際科學史研究院院士曲安京如是說。

“玩轉”天文歷法

依托強大的邏輯鏈條,曲安京一舉破解了失傳300年的上元積年算法“遺案”,清晰、準確地展現了中國古代歷法的構造機理

在數學史與天文學史研究界,曲安京無人不知。

1984年,還在西北大學讀本科的曲安京,選修了李繼閔老師的數學史課程,后來因緣際會考取了李老師的研究生。從那之后,曲安京便“稀里糊涂”地闖入了這個領域。

很長一段時間,曲安京很迷茫,始終進入不了狀態,又不肯拾人牙慧,把別人研究過的問題重復研究做無用功。1987年,李繼閔推薦曲安京赴北京師范大學,跟隨薄樹人、杜升云兩位老師學習天文學史,誰承想,這次機會竟“遞給”了曲安京一把打開學術領域大門的“鑰匙”。“這三個月使我破除了對另外一個學科的恐懼感、陌生感。”曲安京說。

中國是天文學發展最早的國家之一,講究“天”“算”不分家。古代歷法制定與天象觀測都需要數學,很難說有純粹的數學家或純粹的天文學家。元代《授時歷》以前,中國古代的主要歷法都要計算一個特殊的起算點——上元。而上元是如何計算的,今人卻無從知曉。逐漸對天文學史產生興趣的曲安京,在李繼閔的建議下,將碩士論文的研究方向確定為中國古代歷法中的上元積年問題。面對這樣一個數學史與天文史界都比較關注的問題,曲安京系統對比了《太初歷》以來的多部歷法,發現了圍繞著上元積年的計算,中國古代歷法中隱含了一個常數系統,先給出一些定義常數,再選擇幾個基本常數,然后用理論體系可以把其他的一些常數推導出來,名為導出常數。

晦澀難懂的公式,一摞又一摞草稿紙,“填滿”了他碩士階段的每一個日常。依托強大的邏輯鏈條,曲安京一舉破解了失傳300年的上元積年算法“遺案”,清晰、準確地展現了中國古代歷法的構造機理,從理論上給出了修補殘缺的古代歷法的一般方法,在實踐上復原了一大批幾乎遺失的歷法。

2001年在日本訪學時,曲安京打算完成一部關于中國數理天文學的著作。在日本的15個月,他花了很多精力研究行星模型,最終,較為系統、完整地解釋了中國古代行星理論。

20世紀60年代,國際學者計劃把中國古代歷法《授時歷》翻譯成英文,以期向西方完整介紹中國古代數理天文學。然而,由于無法確切地闡釋中國古代行星理論中的一個核心概念,翻譯計劃被擱置了40年。曲安京的相關成果公布后,他們異常興奮地在《授時歷》的翻譯本中,以一章名為“曲安京的登場”的內容,講解了中國古代行星理論。

從稀里糊涂到誤打誤撞,再到胸有成竹地攻克冷門絕學,將天文歷法“玩”得游刃有余,曲安京讀碩士研究生、博士研究生期間的扎實功底,奠定了他接下來幾十年的科學研究基礎。

創立“數理考古”

曲安京仔細研究了考古勘探的圖紙,利用數學與天文知識,通過數學建模,發現天井坑的地平坑口、中部環道、坑底壕溝,構成了一個“三圓三方”的宇宙模型

之所以被稱為數學史家,與曲安京創立了“數理考古”的概念密不可分。

2015年,西北大學文化遺產學院段清波教授在對三原縣天井岸村的天井坑進行考古調查時,遇到了棘手的問題。

天井坑是一處漢代歷史遺存,考古學家發現,天井坑與子午谷口的連線構成了一段長距離的南北向建筑基線,通過了漢長安城的中軸線與劉邦的長陵,總長度達74公里。段清波感覺到,僅從考古學角度,無法科學解釋天井坑的遺跡布局,為此,他向曲安京表達了自己的困惑。也許是冥冥中的緣分牽引,讓同在一所高校的兩位教授,意外地產生了交集,從而碰撞出了驚人的“思想火花”。

在曲安京的建議下,段清波團隊花費半年多的時間,對被覆土掩埋了30米深的天井坑的整體結構進行了詳細探勘。曲安京仔細研究了考古勘探的圖紙,利用數學與天文知識,通過數學建模,發現天井坑的地平坑口、中部環道、坑底壕溝構成了一個“三圓三方”的宇宙模型。天井坑坑底的復雜結構,實際上是一座大型的地平式日晷模型。結合考古發掘,曲安京與段清波推測,天井坑可能是被作為一個國家級的禮制建筑而設計的。

由此,曲安京想到,原來數學、天文、考古可以完美地結合在一起,進而拓展出一個全新的科學研究領域。“對一個數學史家來說,破解一些被歲月塵封的歷史之謎,就可以滿足自己最大的好奇心了。能給歷史留下一份檔案,也是我科研的目的。”基于這樣的想法,曲安京另辟蹊徑,將歷史研究的基本對象——史料,擴充為文物與歷史遺址的“數據”,利用數據分析和數學建模,重構和還原古人的設計藍圖,闡釋考古發現的歷史價值。

如果說天井坑的探索是曲安京走上“數理考古”之路的發端,唐長安城圜丘則是讓這一想法落地的直接動力。圜丘是歷代皇帝祭天的一個禮制建筑。經過深入、系統地研究,曲安京發現,唐長安城圜丘由四層圓構成,以北天極為中心,其內側的三個同心圓依次代表了夏至日、春秋分日、冬至日太陽軌道,最外層圓代表了恒隱圈,直接應和了古文獻中記載的“三圓三方”宇宙模型。在漢代以后的大型歷史遺存中,唐長安城圜丘應該是首次出現的“三圓三方”模型。

如今,曲安京帶領他的團隊,對國內多處古代遺址的設計藍圖與理念進行了深入研究,并試圖揭示這些禮制建筑的數學模型與天文意義,其研究成果已在《考古》《文物》等期刊發表。

隨著當下大數據的突飛猛進,曲安京應時而動,提出了“數字人文”的探索路徑。他的團隊已構建了中國出土文獻——簡牘與金文數據庫,推動形成以歷史、考古、科學史為主的全國高校“數字人文”多學科融合交流平臺,積極與國內外相關團隊廣泛開展交流與協作,為“讓文物和文化遺產活起來”貢獻多學科力量。

追求科學永恒

曲安京憑著嚴肅、扎實的治學態度,先后出版了《中國古代數理天文探析》《中國歷法與數學》《中國數理天文學》《中國古代科學技術史綱——數學卷》等著作

正如曲安京的學生趙繼偉所說,曲安京是有“野心”的。他想讓西北大學的歷法研究、近代數學史研究、中國的西方數學史研究領域成為國際上的翹楚。

“如果有人想開展歷法研究,那必須要請教西北大學;有人想進行近現代數學史研究,那也要請教西北大學;有人想要知道中國的西方數學史研究進程,那必須要找西北大學。”趙繼偉如是說。

為了實現這一目標,曲安京一直在努力著。

1986年,西北大學獲批自然科學史(數學史)碩士學位點,曲安京成為李繼閔老師指導的第一位數學史研究生。在李繼閔等老師的持續努力下,1990年,國務院學位委員會批復,由西北大學牽頭、聯合三校兩所,設立自然科學史(數學史)博士點,這是中國高校第一個數學史博士點。

“建設好西北大學的數學史博士點”是李繼閔老師一生的心愿。曲安京繼承恩師遺志,2003年組織申報成功國內第一批科學技術史博士后科研流動站。2007年,西北大學科學技術史學科獲得國家重點(培育)學科。他先后牽頭主辦了第一屆全國數學史與數學教育會議、第一屆絲綢之路數學與天文學史國際會議、近現代數學史國際會議等。2008年,曲安京創辦了“吳文俊近現代數學思想講座”。

如今,已年逾六旬的曲安京依舊保持著一個習慣:兩點一線,從家到辦公室,從早上七點半到晚上九點。學術研究已深入他的骨髓,成為生命的一部分。他說,他喜歡待在辦公室享受孤獨,安靜中能夠做很多事情。

多年的研究中,曲安京憑著嚴肅、扎實的治學態度,先后出版了《中國古代數理天文探析》《中國歷法與數學》《中國數理天文學》《中國古代科學技術史綱——數學卷》等著作。他以中文、英文、意大利文和日文發表學術論文100余篇,大多數發表在日本、丹麥、韓國、加拿大、意大利、荷蘭、新加坡等地著名學術期刊上。

與身邊人聊起這些開創性成果時,曲安京總是像一個“頑童”,說“好玩”。在他格調雅致的書房里,在他經年累月翻看的文獻中,在他辦公室懸掛的一塊寫滿算式的白板上,“好玩”與科學連在了一起。他享受著“好玩”的樂趣,追求著科學的永恒。

他,從未停下腳步。


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