中国珠算从何而来 ——中国古代重要科技发明创造
来源:科普时报
发布时间:2024-07-16
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图①为世界上最大的算盘:长30米,高15米,在重庆。(作者供图)

图②为珠算书《算法统宗》明刻本。

(作者供图)

图③图④分别为中国珠算首日封、内插页。

(中国集邮有限公司供图)

图⑤为“算子”篆刻。(马国馨院士 刻)

□ 王渝生

余生趣潭

作为我国古代的重大发明,珠算已伴随人们度过了2600多年的漫长岁月。它将廉价的制作材料、精巧的设计思想和深刻的数理内涵整合在一起,组合成一种气质独特的计算体系,被誉为“世界上最古老的计算机”。

珠算由筹算演变而来。在算筹的基础上,又改进发明了更为先进的珠算盘。珠算盘的来历,最早可追溯到公元前600年,据说当时就有了“算板”。东汉末年,徐岳在《数术记遗》中记载了一种珠算盘,每位有5珠,上面1珠代表5,下面4珠每一珠代表1。这是对珠算盘最早的文字记载。到明代,对珠算盘的记录更加详细,如数学家徐心鲁的《盘珠算法》插图记载是上1珠,下5珠;午荣的《鲁班经》记载是上2珠,下5珠,他还记述了算盘的尺寸。

最常见的传统算盘,为上2珠,下5珠,上面1珠代表5,下面一珠代表1。在用算盘进行计算时,采用“五升十进制”,即每一档满5时便用一粒上珠表示,每一档满10时便向前一档进位1。

古代的珠算法,以手拨算珠进行运算。为了快速掌握各种算法,人们将手指动作编成了口诀,并不断探索如何优化算法和动作,让计算变得更加快捷。

珠算乘法所用的“九九”口诀起源甚早,春秋战国时期就已在筹算中应用了。到宋代,沈括在《梦溪笔谈》中提到了“九除者增一,八除者增二”,后来演变为“九一下加一,八一下加二”等口诀;杨辉在《乘除通变算宝》中,叙述了“九归”,他在当时流传的4句“古诀”上,添注了32句新口诀;元代朱世杰的《算学启蒙》载有九归口诀36句,之后丁巨的《算法八卷》,其中也有“撞归口诀”。就这样,珠算的口诀逐渐丰富起来。到明代,有识之士先后对古珠算法进行总结、规范,进一步拓展了算盘的应用领域。

穿珠算盘在宋代已出现,北宋张择端画的《清明上河图》中“赵太丞家”药铺柜台上有两个长方盘子,研究者认为它是算盘,但也有学者认为它是钱板;宋代苏汉臣所绘《货郎图》中的货郎担上有两把算盘,其梁、档、珠都很清晰。元末陶宗仪《南村辍耕录》(1366年)卷二十九“井珠”条中有“算盘珠”比喻,《庞居士误放来生债》杂剧中有“去那算盘里拨了我的岁数”的戏词。由此可见,元代已较广泛应用珠算。

15世纪中叶以后,珠算著作增多。16世纪后期,珠算专著大量出现,并全面普及。《盘珠算法》对珠算的口诀、运算和操作方法,均有较全面的介绍。明万历年间,开方计算已经可在算盘上进行。程大位的《算法统宗》(1592年)集珠算四则运算之大成。作为计算工具,珠算基本上可以涵盖筹算的功能,而在计算速度上却是筹算无法相比的,这正好满足当时商业社会的需要。因而在明代商业繁荣的社会环境中,珠算得到了蓬勃发展,而筹算则逐渐销声匿迹。

自古以来,算盘都是用来算账的,因此也被赋予了很多象征意义,在某种程度上,它已经成为一种文化符号。比如,它被当作象征富贵的吉祥物,为人们所推崇。在民间,常会听到“金算盘”“铁算盘”之类的比喻,形容的也多是“算进不算出”的精明。除了与钱财相关的象征意义以外,算盘也常被用来象征出入平衡,分毫不差。在北京东岳庙的瞻岱门内两侧各挂着一副大算盘,左右批有“毫厘不爽,乘除分明”,以示赏善罚恶,公正严明。这些关于算盘计算功能之外的引申,把算盘深深地植入了中国历史文化之中。

2013年12月4日,联合国教科文组织通过决议,正式将“中国珠算”列入人类非物质文化遗产名录。

(作者系国家教育咨询委员会委员、中国科技馆原馆长)


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