卢卡·帕乔利(Fra Luca Bartolomeo de Pacioli)
欧洲印刷时代第一部数学百科全书的作者,把复式记账法系统著于典籍而被尊为"会计学之父",又与达·芬奇合著《神圣比例》——他本人虽罕有原创定理,却是文艺复兴数学知识传播与整理的枢纽。
一、生平与时代背景
卢卡·帕乔利约生于 1445 年(一说约 1447 年,学界有小异),意大利中部小城圣塞波尔克罗(Sansepolcro,今圣塞波尔克罗)人,距佩鲁贾以北约 60 公里。父亲是 Bartolomeo Pacioli,但他似乎并非在父母家长大,而是自幼寄养于当地的 Befolci 家。这座商业小城的重要之处在于:画家兼数学家 皮耶罗·德拉·弗朗切斯卡(Piero della Francesca)在此设有工作室,常居此地。帕乔利对皮耶罗著作的熟稔、其作品深受皮耶罗影响,使学界推测他至少部分受教育于皮耶罗的工作室——此说可能性很大,但无确证,标为存疑。
帕乔利少年时离开家乡前往威尼斯,受雇于富商 Antonio Rompiasi(家住朱代卡区),担任其三个儿子的家庭教师。他显然已在圣塞波尔克罗受过良好的基础数学教育,借此机会又在 Domenico Bragadino 门下深造高等数学;同时从家教中积累了教学经验,从帮办 Rompiasi 的事务中熟悉了商业。在威尼斯期间他写出第一部著作——一部献给雇主三子的算术书,约 1470 年(可能即 Rompiasi 去世那年)完成。
随后他前往罗马,在教皇公署秘书 莱昂·巴蒂斯塔·阿尔贝蒂(Leon Battista Alberti)家中住了数月。阿尔贝蒂既是优秀学者、数学家,又为他提供了良好的宗教关系;此间帕乔利研习神学,数年内成为方济各会修士(Fra)。
1477 年起他开始辗转各大学讲授数学(尤其算术):1477—1480 年在佩鲁贾大学,写了第二部算术教科书(只有这部流传至今);在扎拉(Zara,今克罗地亚扎达尔,当时属威尼斯帝国)写了第三部;三部算术书均未出版。此后又回到佩鲁贾、那不勒斯、罗马任教。期间结识乌尔比诺公爵——教皇西斯都四世 1474 年封 Federico da Montefeltro 为乌尔比诺公爵,帕乔利似乎曾任其子 Guidobaldo(Federico 1482 年去世后成为末代蒙特费尔特罗统治者)的家庭教师。乌尔比诺宫廷是当时著名的文化中心。
1489 年,在罗马两年后他返回家乡圣塞波尔克罗,但并不顺遂:他获教皇授予的一些特权,引起当地修会人士的嫉妒,1491 年被禁止在当地教学;不过嫉妒中夹杂着对其学识的敬重,1493 年又被邀主讲四旬斋布道。正是在圣塞波尔克罗期间,他完成了最著名的《算术、几何、比与比例集成》(Summa de arithmetica, geometria, proportioni et proportionalita),献给 Guidobaldo 公爵;1494 年赴威尼斯出版。
1494 年 Ludovico Sforza 成为米兰公爵,大力赞助艺术家与学者,使米兰成为欧洲最精致的宫廷。1482 年达·芬奇已入 Ludovico 门下。约 1496 年,帕乔利受 Ludovico 之邀赴米兰宫廷教数学(此邀可能出于达·芬奇的热心举荐)。在米兰,帕乔利与达·芬奇迅速结为密友,深入讨论数学与艺术,彼此受益;他开始撰写第二部名著《神圣比例》(Divina proportione),书中插图由达·芬奇绘制——恐怕再无数学家能有如此天才的插画师。
1499 年法军攻入米兰,12 月帕乔利与达·芬奇一同出逃:先至曼托瓦(Mantua,做客于 Isabella d'Este 女侯爵),1500 年 3 月抵威尼斯,再回佛罗伦萨并共住一屋。1500 年帕乔利被聘在佛罗伦萨的比萨大学(该校 1494 年因动乱迁至佛罗伦萨)教几何,任职至 1506 年;1501—1502 年他曾赴博洛大学任教,期间与 希皮奥内·德尔·费罗(Scipione del Ferro)共事——后人多有猜测二人是否讨论了三次方程的代数解法(详见第六节)。
1506 年他入佛罗伦萨圣十字修道院;随后在威尼斯获得其著作十五年的独家出版权。1509 年出版三卷本《神圣比例》以及欧几里得《原本》的拉丁文译注本(基于 13 世纪 Campanus 译本,附大量帕乔利自己的注解)。1510 年回佩鲁贾讲学,1514 年再赴罗马,时年约 70 岁;后返圣塞波尔克罗,1517 年去世,留下一部未刊遗著《论数量之力》(De Viribus Quantitatis),内容涉及趣味数学、几何问题与谚语,频繁提及达·芬奇,许多问题也见于达·芬奇手稿。
二、学术生涯年表
| 年份 | 事件 |
|---|---|
| 约1445 | 生于意大利圣塞波尔克罗(一说约1447) |
| 少年 | 寄养于 Befolci 家;可能受教于皮耶罗·德拉·弗朗切斯卡工作室(存疑) |
| 约1460s | 赴威尼斯,任富商 Rompiasi 三子家教,从 Bragadino 习数学 |
| 1470 | 完成第一部算术书(献给 Rompiasi 三子) |
| 约1470s | 赴罗马,寄居阿尔贝蒂家,研习神学,入方济各会 |
| 1477—1480 | 佩鲁贾大学任教,写第二部算术书(唯一传世者) |
| 1480s | 辗转扎拉、佩鲁贾、那不勒斯、罗马任教;任乌尔比诺公爵之子 Guidobaldo 之师 |
| 1489 | 返圣塞波尔克罗;1491 年被禁教书,1493 年受邀讲四旬斋布道 |
| 1494 | 赴威尼斯出版《集成》(Summa),献给 Guidobaldo |
| 约1496 | 应米兰公爵 Ludovico Sforza 之邀赴米兰,与达·芬奇结交,始撰《神圣比例》 |
| 1497 | 撰写《神圣比例》卷一(黄金比例),达·芬奇绘图 |
| 1499 | 12月与达·芬奇逃离米兰 → 曼托瓦 → 威尼斯 → 佛罗伦萨 |
| 1500—1506 | 在佛罗伦萨的比萨大学教几何;1501—1502 在博洛尼亚与 del Ferro 共事 |
| 1506 | 入佛罗伦萨圣十字修道院;获威尼斯十五年独家出版权 |
| 1509 | 出版三卷本《神圣比例》与欧几里得《原本》拉丁文译注本 |
| 1510—1514 | 再赴佩鲁贾、罗马讲学 |
| 1517 | 卒于圣塞波尔克罗;遗著《论数量之力》未刊 |
三、核心成果(逐条技术解析)
1. 《集成》——欧洲印刷时代第一部数学百科全书。 问题背景:15 世纪末欧洲数学知识散见于手本与 abacus 学校讲义,尚无一部印刷的、面向一般读者的综合性数学著作。关键思想:把当时已知的算术、代数、几何、三角汇编为一部意大利文巨著。精确内容:全书对开本约 600 页密排,含理论与实用算术通论、代数基础、意大利各邦货币/重量/度量衡换算表、复式记账法专论、以及欧几里得几何摘要。帕乔利自己承认大量借用了欧几里得、波爱修斯(Boethius)、萨克罗博斯科(Sacrobosco)、斐波那契等前人成果,不声称原创。与前人的关系:承继斐波那契以来的意大利 abacus 算术传统与欧几里得几何;其价值在于系统化整理与印刷传播,而不在于新定理。局限性:缺乏原创性;代数符号仍为修辞式(syncopated 以前),不便使用。但它"为欧洲此后不久的重大数学进步提供了基础",直接影响 del Ferro、Tartaglia、Cardano 一代。
2. 复式记账法的系统著述——"会计学之父"。 问题背景:13—14 世纪意大利北部商业城邦(威尼斯、热那亚、佛罗伦萨)已在实践中发展出复式簿记,但尚无系统的书面教材。关键思想:在《集成》中以专章完整描述复式记账的方法——每笔交易在两个或多个账户中以借贷双方等额记录,保证"借方合计 = 贷方合计"的平衡,便于差错核验与经营状况把握。精确内容:详述日记账、分类账、试算平衡等程序。与前人的关系:并非发明者(复式簿记源于意大利商业实践),但他是首个把它系统写成文字、随印刷书籍广泛传播的人,因此被尊为"会计学之父"。局限性:他描述的是当时威尼斯一带的成熟实务,未做理论抽象;但作为知识固化与传播的节点,影响极远。
3. 《神圣比例》与黄金比例在艺术/建筑中的理论化。 问题背景:黄金比例($a:b = b:(a+b)$,其值 $\varphi=\frac{1+\sqrt5}{2}\approx1.618$)在欧几里得《原本》中已有论述("中外比"),但文艺复兴艺术家与建筑师需要一部把它与美学、建筑、多面体联系起来的著作。关键思想:帕乔利把黄金比例命名为"神圣比例",论证其神性与美学完美,并系统讨论其在几何与建筑中的应用。精确内容:1509 年出版的三卷本中,卷一研究黄金比例本身及与之相关的欧几里得定理,还探讨正多边形与半正多边形(以及阿基米德多面体的重现);卷二论建筑中的比例;卷三是把皮耶罗·德拉·弗朗切斯卡一部著作译为意大利文。插图由达·芬奇绘制,包括著名的"镂空多面体"(如二十面体、十二面体的线框透视图)。与前人的关系:上承欧几里得与皮耶罗;其把数学比例与艺术美学结合,是文艺复兴"数学与艺术联姻"的典范。局限性:卷三被 Vasari 指控为抄袭皮耶罗(见第六节),但学界多认为属编译整理、且帕乔利注明了来源。
4. 对三次方程可解性的判断(及对后世的反向启发)。 在《集成》中,帕乔利讨论了三次方程求解问题,并断言一般三次方程无解(沿用当时的悲观判断)。具有反讽意味的是:这一断言反而激发了后人去挑战它。1501—1502 年他在博洛尼亚与 del Ferro 共事,del Ferro 正是在《集成》出版(1494)后不久、在帕乔利访问博洛尼亚之后解出了缺二次项的三次方程 $x^3+mx=n$。与前人的关系:他的"无解"论断虽错,却界定了问题、激发了突破。局限性:他本人未给出解法。
5. 其他零散贡献。 他给出用(牛顿法的特例)迭代近似平方根的计算;收集了许多幻方;讨论数论问题(后见于 Bachet 的汇编);研究"点子问题"(probability of points,博弈中如何公平分配中断的赌局)——但给出的解答是错误的,正确解法要到 17 世纪帕斯卡与费马才给出,这一错误尝试反而成了概率论前史的一部分。
四、代表著作与文献
- 《算术、几何、比与比例集成》(Summa de arithmetica, geometria, proportioni et proportionalita,威尼斯,1494):对开本约 600 页,欧洲印刷时代第一部数学百科全书,含复式记账法专论;献予 Guidobaldo 公爵。
- 《神圣比例》(De divina proportione,1509,三卷本):卷一黄金比例与正/半正多边形(达·芬奇绘图),卷二建筑比例,卷三皮耶罗著作的意大利文译本;写于 1497—1498。
- 欧几里得《原本》拉丁文译注本(1509,威尼斯):基于 Campanus 译本,附大量注解。
- 《论数量之力》(De Viribus Quantitatis,未刊,1517 年卒时留存):趣味数学、几何问题、谚语汇编,频繁提及达·芬奇。
- 三部早期算术教科书(1470、约 1478、约 1480 年代):仅佩鲁贾本(第二部)传世,余皆佚。
五、师承、学派与同时代交往
- 可能的老师:皮耶罗·德拉·弗朗切斯卡(推测他在皮耶罗工作室受教育,存疑);威尼斯的 Domenico Bragadino(明确的数学老师);罗马的 莱昂·巴蒂斯塔·阿尔贝蒂(庇护并提供宗教与学术人脉)。
- 密友/合作者:列奥纳多·达·芬奇——米兰结识,共著《神圣比例》、共逃米兰、共住佛罗伦萨,《论数量之力》亦频繁引用他。
- 同时代交往:希皮奥内·德尔·费罗(1501—1502 年博洛尼亚共事);乌尔比诺公爵 Guidobaldo(赞助人,《集成》献予他);米兰公爵 Ludovico Sforza(赞助人)。
- 学术上承:欧几里得、斐波那契(Leonardo Pisano)、波爱修斯、萨克罗博斯科、皮耶罗·德拉·弗朗切斯卡。
- 后世影响者:del Ferro、Tartaglia、Cardano(读其《集成》进入代数);后世会计学与簿记学;艺术—数学比例研究(达·芬奇、丢勒、开普勒的多面体研究都受其影响)。
六、争议、公案与历史评价
- 抄袭公案(Vasari 指控):1550 年乔治·瓦萨里(Giorgio Vasari)在其《皮耶罗·德拉·弗朗切斯卡传》中指控帕乔利剽窃皮耶罗关于透视、算术与几何的成果。现代学界普遍认为此指控不公:帕乔利确实大量依赖前人(尤其皮耶罗),但他从未试图据为己有,而是注明了来源——《神圣比例》卷三本身就是皮耶罗著作的意大利文翻译,属编译性质。本文将此标为后世附会的不公指控。
- 与 del Ferro 是否讨论过三次方程:1501—1502 年他在博洛尼亚与 del Ferro 共事,恰在 del Ferro 解出三次方程前不久;但二人是否讨论了该题,无史料可证,标为存疑。可以确定的是 del Ferro 读过他《集成》中对三次方程的讨论。
- "会计学之父"之名:准确说法是他是首个系统著述并传播复式记账法的人,而非发明者(发明源于意大利商业实践)。
- 历史评价:帕乔利的重要性不在原创定理,而在知识的整理、印刷传播与教育普及——MacTutor 评价其著作"为欧洲此后不久的重大数学进步提供了基础";他是 abacus 传统向文艺复兴高等数学过渡的关键人物。
七、身后影响与学术谱系
- 代数传承:《集成》把代数知识系统传给下一代,del Ferro、Tartaglia、Cardano 正是在它的基础上实现三次、四次方程的突破——这是帕乔利最深远的间接影响。
- 会计学:复式记账法的书面化使商业核算标准化,随印刷传播到全欧,奠定现代会计学基础,故被尊为"会计学之父"。
- 艺术与数学:《神圣比例》(及达·芬奇的插图)把黄金比例、正多面体与艺术/建筑美学结合,影响丢勒、开普勒的多面体研究,以及文艺复兴—巴洛克的比例理论。
- 数学教育:作为辗转多校的教师与教材作者,推动了算术与几何在意大利大学的制度化教学。
八、延伸阅读与权威来源
- MacTutor: Luca Pacioli Biography:圣安德鲁斯大学数学史档案,主要传记来源。
- Dictionary of Scientific Biography: Pacioli (PDF):权威科学传记(S. A. Jayawardene 撰)。
- Heinz Klaus Strick: Luca Pacioli (PDF):通俗传记,含《集成》与复式记账解析。
- MacTutor: The Divine Proportion:《神圣比例》内容说明。
- MacTutor: A Napierian logarithm before Napier (Pacioli):帕乔利计算中的早期对数思想。
- R. Franci & L. Toti Rigatelli, "Towards a history of algebra from Leonardo of Pisa to Luca Pacioli", Janus 72 (1985):代数史脉络研究。
- J. F. Field, "Rediscovering the Archimedean polyhedra: Piero della Francesca, Luca Pacioli, Leonardo da Vinci…", Arch. Hist. Exact Sci. 50 (1997):多面体重现史。
- Wikipedia: Luca Pacioli:综合条目,交叉核对用。