说起圆周率，大家可能会想到刘徽、祖冲之；提起著名的“哥德巴赫猜想”，大家一定会想到陈景润。但说起我们再熟悉不过的未知数、负数以及0的使用，它们的研究者您也许会感到很陌生，但他却是我们石家庄的骄傲、中国的骄傲。他就是祖籍栾城、我国金元时期的数学家、文学家、史学家李冶。
李冶（1192—1279），字仁卿，真定栾城人，金元数学家、文学家、史学家。金进士，曾官钧州知州，入元后长期隐居，讲学于山西、河北等地，著有《测圆海镜》《益古演段》，集勾股形与圆的各种关系之大成，发展了天元术。
李冶在数学上的主要贡献是天元术（设未知数并列方程的方法），用以研究直角三角形内切圆和旁切圆的性质。他用天元术列出许多高次方程，最高达6次。在《测圆海镜》中，李冶发明了负号和简明的小数记法，改变了用文字描述方程的旧貌，由此，半符号代数也应运而生，大约300年后，类似的半符号代数才在欧洲产生。
□本报记者 杨惠玲
天元术早于欧洲三百年
在栾城中学，每逢高一新生入学，老师给他们上的第一堂数学课，都是讲一段关于天元术代数的故事。很多同学并不知道，世界上第一个发明代数方程式的人，就是他们的栾城老乡李冶。
在校园东侧有一个小亭子，里面矗立着一座李冶的雕像，就是为了纪念这位栾城籍的数学家。
李冶生于大兴（今北京大兴区），父亲李遹为大兴府推官。李冶自幼聪敏，喜爱读书，曾在元氏县求学，对数学和文学都很感兴趣。《元朝名臣事略》中说：“公（指李冶）幼读书，手不释卷，性颖悟，有成人之风。”1230年，李冶在洛阳考中词赋科进士，任钧州（今河南禹州市）知事，为官清廉、正直。1232年，钧州城被蒙古军队攻破，李冶不愿投降，只好换上平民服装，北渡黄河避难。
经过一段时间的颠沛流离之后，李冶定居于山西崞山之桐川。在此期间，李冶的研究工作是多方面的，包括数学、文学、历史、天文、哲学、医学。其中最有价值的工作是对天元术进行了全面总结，写成了数学史上的不朽名著——《测圆海镜》。这部著作是我国现存最早的一部系统讲述天元术的著作。
何为天元术？其实就是现代代数学当中列方程的方法，即根据已知条件，列出一个包含未知数的方程。天元术的具体程序与现代列方程的方法基本是一样的：首先是“立天元一为某某”，这个“某某”便是未知量，相当于现代代数中“设x为某某”；然后再根据已知条件，列出两个相等的多项式；最后把这两个多项式相减，便得到了一个一端为零的方程。在宋代以前，中国的数学家已经能列出某些方程，但由于没有找到普遍的方法，而且全部要用文字来表达，所以列起来比较困难，特别是列高次方程更加繁难。李冶用天元术列出许多高次方程，最高达6次。天元术的出现，为数学家们列方程指出了一条简明易行的普遍方法和便于操作的具体程序，从而使中国古代的代数学又上了一个新的台阶。
在《测圆海镜》中，李冶发明了负号和简明的小数记法，改变了用文字描述方程的旧貌，由此，半符号代数也应运而生，大约300年后，类似的半符号代数才在欧洲产生。《测圆海镜》的成书标志着天元术的成熟，它是当时世界上第一流的学术著作。清代学者阮元认为《测圆海镜》是“中土数学之宝书”，我国近代数学家李善兰称赞“中华算书实无有胜于此者”。
《益古演段》普及天元术
公元1251年，李冶回到了离真定城20多公里的封龙山。在真定汉氏侯史天泽和学者元好问、真定督学张德辉等人的支持下，开始重振封龙书院。在这里，李冶又著成了一部普及天元术的数学专著《益古演段》。
《测圆海镜》的成书标志着天元术成熟，不久以后，王恂、郭守敬在编《授时历》时，便用天元术求周天弧度，沙克什则用天元术解决水利工程中的问题，都收到良好效果。元代数学家朱世杰曾说：“以天元演之，明源活法，省功数倍。”以《测圆海镜》为代表的天元术理论，对后世数学影响很大。李冶去世后，天元术经二元术、三元术迅速发展为四元术，成功地解决了四元高次方程组的建立和求解问题，达到宋元数学的顶峰。
由于《测圆海镜》内容较深，粗知数学的人看不懂。而且当时数学不受重视，所以天元术的传播速度较慢。李冶清楚地认识到这一点，他坚信天元术是解决数学问题的一个有力工具，同时深刻认识到普及天元术的必要性。
李冶回到元氏定居以后，许多人跟他学数学，这促使他要写出一本深入浅出、便于教学的书，《益古演段》便是在这种情况下写成的。《测圆海镜》的研究对象是离生活较远而自成系统的圆城图式，《益古演段》则把天元术用于解决实际问题，将代数与几何结合起来，通过图文并茂的方法讲解日常所见的方、圆面积。
正如《四库全书·益古演段提要》所说：“此法（指天元术）虽为诸法之根，然神明变化，不可端倪，学者骤欲通之，茫无门径之可入。惟因方圆幂积以明之，其理尤届易见。”李冶是很乐于做这种普及工作的，他在《益古演段》一书的序言中说：“使粗知十百者，便得入室啖其文，顾不快哉！”
《益古演段》的价值不仅在于普及天元术，理论上也有所创新。首先，李冶善于用传统的出入相补原理及各种等量关系来减少题目中的未知数个数，化多元问题为一元问题；其次，李冶在解方程时采用了设辅助未知数的新方法，以简化运算。
封龙书院治学育人
李冶不仅是一位数学家，同时也是一位优秀的教育家。他半生颠沛流离，最终选择了数学之路，在取得学术成就的同时，还努力“晓然示人”。他从不把自己的成就束之高阁，而是效法孔子，“有教无类”，不仅使天元术得以完善，而且重视其推广传播。
1251年，花甲之年的李冶结束了他的流亡生涯，回到少年时期求学的元氏定居。他善于因材施教、循循善诱，慕名而来的人很多。由于学生众多，家中容纳不下，乡人就帮他建起了讲学斋。他们把北宋李昉的读书堂故基加以整饬，为李冶师生讲学活动提供了场所，这所讲学斋就是著名的“封龙书院”。
封龙书院坐落在元氏县封龙山之阳龙首峰下。复建的封龙书院为三门四合院建筑群，进入山门，左侧为封龙书院观礼院，穿过牌坊进入院门，拾级而上就来到书院讲堂。
李冶在封龙书院讲学二十多年，以数学教育为主，同时讲授文史知识，培养出一大批优秀人才。元朝大将史天泽和他的四个儿子都出自李冶门下，廉访使荆幼纪、集贤学士焦养直、廉访佥事张翼、翰林修撰王德渊，以及元曲杂剧的领军人物白朴、李文蔚也都是李冶的学生。翰林修撰王德渊称赞李冶“于六艺百家，靡不川贯”。
李冶晚年完成的《敬斋古今黈》与《泛说》是两部内容丰富的著作。《泛说》一书今已不存，据《元朝名臣事略》中的几段引文及书名来看，这是一本随感录，记录了李冶对各种事物的见解。《敬斋古今黈》是一本读书笔记，遍及文学、历史、哲学、数学、天文和医学，尤其在文史方面颇有独到见解。由此可见，李冶的学问是多方面的，时人称赞他“经为通儒，文为名家”，《元史新编》中赞他：“凡天文象数，名物之学，无不精研。”
岁月的长河静静地流淌，世界数学史上的一代名家——燕赵俊杰李冶，永远是一个光耀千秋的名字。
