(二)關于黃鐘九寸、十寸;九進位制、十進位制;√2;公比數位取25;圓周率數之由來。
數學運算是樂律研究中的兩翼之一翼(另一翼為音樂),取什么樣的計算方式,有效數字取多少位,同樣是樂律研究者思想觀念的反映。朱載堉在樂律研究中,一系列關鍵數字的產生和計算方法的采用,從觀念上講,依然是取法河圖洛書的結果。
朱載堉在精詳十二平均律數理運算的《律呂精義》中,開宗明義,說“一切算術,皆取法於河圖洛書,” 同時,又進一步申說:古人算律之妙,二種而已。一以縱黍之長為分,九分為寸,九寸為黃鐘,凡八十一分,取象洛書之九自相乘之數焉,此《淮南子》之所載也。一以橫黍之廣為分,十分為寸,十寸為黃鐘,凡一百分,取象河圖之十自相乘之數焉,此太史公之所記也。
朱氏認為,《淮南子》中所記載的黃鐘九寸、十寸,以及由此演生出的九進位制與十進位制互算方法,均取法洛書數九、河圖數十之說。朱載堉是推崇《淮南子》的算律方法和觀點的,在朱氏的樂律計算中,數字九與十是他最常用的數字,九進位制與十進位制也是他最常用的基本計算方法。
歷史上曾經對河圖洛書數字十與九有顛倒過來之說, 朱載堉則獨辟蹊徑,將河圖十、洛書九或河圖九、洛書十,可以互換這一認識,機智地引入到樂律的九進制與十進制的計算中去,對此朱載堉有段非常清楚的論述,他說:黃鐘之律長九寸,縱黍為分之九寸也。寸皆九分,凡八十一分,洛書之奇自相乘之數也,是為律本。黃鐘之度長十寸,橫黍為分之十寸也。寸皆十分,凡百分,河圖之偶相乘之數也,是為度母。縱黍之律,橫黍之度,名數雖異,分劑實同。孰使之然哉?天地自然之理耳。
在朱載堉看來,河圖洛書孰十、孰九僅是一個方面,而他要借鑒的則法河圖洛書數十、九二者可以互換,以支持他的九進位制與十進位制,二者單位尺等長,可以換算之原理。在他看來,這是“天地自然之理”。
同時十、九之數在河圖洛書那里,還有著深厚的文化內涵,非簡單數字十、九本身能詳。朱載堉深諳此理,對使用河圖洛書數十與九,在文化觀念上作了更加豐富的理論闡釋。朱載堉說:
數之九與十,天地之極致也。黍之縱與橫,陰陽之至理也,故黃鐘之長以縱黍較之則為八十一分,九九相乘之數也。以橫黍較之則為百分,十十相乘之數也。
朱氏又一次將天地陰陽之歷史觀念,引入到黃鐘數九與十之中,認為縱黍橫黍、數九與十是天地陰陽思想的體現。此思想來自《易傳》。《易傳》認為:九是天數一三五七九五數中之最大者,十是地數二四六八十五數中之最大者。天為陽、地為陰,陰陽交合,終而復始,所謂“河以通乾,其數十;洛以流坤,其數九。乾坤交泰,互藏其宅,故九為地,而十為天”。
朱載堉曾引朱熹、何瑭的話,辨《漢書》之誤與《史記》之正,認為十、九之數來自河圖洛書,是天地自然之妙,不能人為增減。劉歆、班固曾提出,“黃鐘之律九寸,加一寸為一尺” 之說,朱載堉則對他們提出強烈批評,指出:
蓋河圖之奇,洛書之偶(馮文慈疑前“奇”為偶,此處為“奇”。見點注本《律呂精義》第789頁的注[三]),參伍錯綜,而律度二數方備。此乃天地自然之妙,非由人力安排者也。不幸為劉歆、班固所亂,自漢至今,千數百年造律不成,蓋由律度二尺、縱橫二黍無分別耳。
如果說12√2是朱載堉取得成功的標志,那么另一數值√2的取得,則是他邁向成功的第一步。而這個數值的取得,卻是朱氏間接法河圖洛書思想的結果。
朱載堉“新法密率”的最基本計算方法,是在倍黃鐘到正黃鐘的13個律中,率先求其中項倍蕤賓。這關鍵性的一步,朱載堉說是“本諸《周禮•栗氏》為量,‘內方尺而圓其外’” 之勾股術,即以黃鐘正律10寸(1尺)為勾和股,用勾、股求圓術,求得中項蕤賓為√2(尺)。他認為《周禮•栗氏》中“內方尺而圓其外”一語,是來自河圖洛書,所謂“方者象地,圓者法天。方圓相求,自然真率,其數出于河圖洛書,而非人所為也” 。故此,朱載堉√2之所得,完全可以被看著是間接法河圖洛書取得的結果。
在朱氏一系列的數值中,12√2可謂是它的最重要數值之一,也是朱載堉“新法密率”成果的集中體現和律學思維的核心所在。對于這個數值整數和小數的位數取舍,亦即這個數值究竟精確到什么程度,朱載堉的慎重是可以令人想象的。位取幾何?在注重科學嚴謹的同時,又要考慮有令人信服的傳統文化做注腳,這對他來講算是一個難題,這時,河圖又一次為他提供了理論根據,從而使后人對他的二的十二次方根這個數值,位取25位的意義和神圣性深信不疑。朱載堉在《算學新說》中云:或問二十五位主意何也?答曰:河圖中數五,五自乘得二十五。《易》曰:天數二十有五。…故以二十五位為極數耳。
筆者注意到,在《律學新說》中,朱載堉12√2最多只算到十位,而在《律呂精義》中,則一下子計算到二十五位,即1.059463094359295264561825。其他正、倍、半三十六律的長度,也都計算到二十五位。一般認為《律呂精義》晚于《律學新說》,這樣看來,朱氏在這個問題上,還有一個時間較長的深思熟慮過程。
還有朱載堉求律管圓冪的圓周率,也是由法河圖洛書而來。他說:天包地外,地居天內。天有四方,每方十寸,其周為四尺,則圓之圓率也。地有