明安图,字静庵,蒙古族,生于 1692 年,卒于 1765 年,隶属清代内蒙古锡林郭勒盟正镶白旗,是杰出的数学家与天文学家。
幼年时期,明安图以官学生身份随康熙皇帝玄烨研习数学。康熙五十一年(1712 年),他参与《律历渊源》编撰。雍正元年(1723 年),任钦天监 “时宪科官正”,主管日、月、五星运行推算及历书编纂。此后,雍正八年(1730 年)参与修订《日躔月离表》,乾隆二年(1737 年)至乾隆七年(1742 年)参与编写《历象考成后编》,乾隆九年(1744 年)负责《仪象考成》的推算工作。乾隆十六年(1751 年),明安图成为翻译科进士。
乾隆二十一年(1756 年)与乾隆二十四年(1759 年),他两次投身新疆西北地区地理测量,积累大量科学资料,为绘制《乾隆内府舆图》《皇舆西域图志》提供关键依据,助力中国成为世界上首个完成全国经纬度测量的国家。乾隆二十七年(1762 年),他升任 “钦天监监正”,掌管钦天监全面事务。次年,即乾隆二十八年(1763 年),完成《割圆密律捷法》初稿,并创造性推导出六个新的数学公式。
明安图倾三十余年心血钻研圆周率,首开中国古代数学无穷级数研究方向,为该领域奠定坚实基础,其成就影响深远,被众多清代学者尊称为 “弧矢不祧之祖” 。
明安图的家世出身至今尚无详细考证,从现有简略记载推断,他大概出身普通,是一位蒙古族子弟。少年时期,明安图勤奋苦学,通过“院试”成为生员(秀才),后因在“岁考”中成绩优异被选为贡生,获得进入国子监学习的资格,进而被选入钦天监。
自康熙四十八年至五十二年(1709—1713年),明安图在钦天监学习,凭借勤学苦练成为优秀的天文生。钦天监作为清朝管理和研究天文历法的中央机构,也是天文人才培养的摇篮,良好的学习环境促使他将书本知识与天象观测相结合,学业日益精进。当时康熙帝热衷西方科学技术,常开设专题讲筵,明安图以官学生身份入宫听讲,得到康熙皇帝亲自教诲。因其学习成绩突出,深得康熙帝赏识。康熙五十一年(1712年),康熙帝携皇太后前往热河避暑山庄,随行队伍中多为著名历算学家,明安图作为仅有的官学生入选,足见他在钦天监已出类拔萃 。
康熙五十二年(1713年),22岁的明安图学习期满,因学识“精奥异人”,被留在钦天监任职,主要负责《时宪书》编订、“日月交食”研究及蒙文翻译工作。此后,他参与多部重要天文历法著作的编纂:乾隆二年(1737年)参与《历象考成后编》编修;乾隆九年(1744年)后,在《仪象考成》编写中承担繁杂的“推算”工作。今呼和浩特市塔寺照壁上的蒙文“盖天图”,也与他的天文学活动密切相关。此外,他还先后主持参与准格尔、新疆等地地图测绘,在地理学领域贡献重大。其著作《割园密率捷法》,更是在数学科学方面取得重大突破。到了晚年,他成为钦天监的核心人物,在天文数学领域达到世界顶尖水平。
乾隆二十七年(1762年),明安图升任钦天监监正,打破了外国人在清朝天文知识领域的垄断地位。他在钦天监任职长达51年,前47年任时宪科五官正,68岁时因新疆测绘工作需要破格提升为监正,5年后因病离职,乾隆三十年(1765年)与世长辞。钦天监设有监正、监副等职,下辖时宪科、天文科等部门,明安图任职的时宪科工作繁重复杂,但他始终以勤奋态度、渊博学识和高超技艺,出色完成工作。即便升任监正后,其科学技术活动仍与任五官正时大体相同。
明安图的工作主要体现在编制历书、参与历法编纂和地图绘制三个方面。在编制历书时,他参与《时宪书》编制、天文现象题本汇制及蒙文翻译工作,工作勤勉,几十年无重大失误;历法编纂上,参与《律历渊源》《历象考成后编》《仪象考成》等著作编写,在其中承担考测、推算等重要任务,推动中国天文历法理论发展;地图绘制方面,参与康熙时期全国地貌勘测及乾隆时期两次新疆地区测绘,为绘制《皇舆全图》《乾隆内府舆地全图》提供关键资料,促进中国地理测绘学发展 。
在数学领域,明安图取得了更为卓越的成就。他结合天文历法工作深入研究数学,创立割圆术。当时法国传教士杜德美传入欧洲数学中的三个无穷极数却隐匿证明,明安图为维护国家民族尊严,决心自主研究。他历经三十余年钻研,不仅论证了杜德美公式的“立法之原”,还发现并创立六个新公式,结合杜德美公式形成“九术”,再通过三角变换创四个公式,总称“割圆十三术”。其割圆术采用连比例归纳法证明,蕴含与西方微积分同等意义的数学思想,相关成果与瑞士数学家欧拉几乎同时出现,且完全独立发现,在世界数学史上具有重要地位。可惜他生前仅完成《割圆密律捷法》草稿,后由弟子陈际新、儿子明新等人整理成书。这部著作在中国数学、天文、地理测绘等领域产生深远影响,开辟了新的研究途径,推动了相关学科发展 。
明安图的科学成就获得高度赞誉,他被视为十七世纪末叶到十八世纪中叶著名的蒙古族科学家,其刻苦钻研、融合中外知识的精神,是中国爱国科学家的典范。为纪念他,2002年,28242号小行星被命名为“明安图星”;2009年,他入选“蒙古族十大杰出科学家” 。