中国珠算发明于何时

时间:2013-12-18 08:07来源:科技鑫报 作者:倪方六 点击: 载入中...

清明上河图里的算

 

清明上河图里的算

 

  2013年12月4日,中国珠算项目被列入联合国教科文组织“人类非物质文化遗产”名录。所谓“珠算”,就是以算盘为工具进行计算的一种方法。有人认为,算盘是古代中国人发明的一种人工计算器。那么,珠算是怎么发明的?是何时发明的?

 

 

  算盘发明前用什么计算?

 


  秦始皇随身佩带“算袋”张良运“筹”帷幄

 


  在算盘发明之前,古人进行计算的工具叫“算筹”,这大概是中国最古老而又极原始的一种人工计算器。数学界推测,算筹的发明应与蓍草占卜有关联。蓍草是植物的茎,古代巫师喜欢用它来占卜,占卜的过程其实就是一个运算过程,通过所得结果、根数的变化来判断吉凶。


  算筹就是由算卦用的蓍草演化成“策”(细树枝),再演化成“筹”.算筹可由竹、木、玉、骨等材料制成。《汉书·律历志》记载,西汉时的算筹“长六寸”,多为竹质。汉代算筹折算成现代单位约为14厘米长,直径在2毫米。


  1971年,从陕西千阳县汉墓中出土了西汉宣帝时期的圆形兽骨制作的算筹30余枚,装在死者腰部的一个丝囊里。死人为何随葬算筹?这里涉及到一个古代风尚。


  算筹作为重要的计算工具,在古人的生活中十分重要。所以当时有点身份、有点文化的人都会随身佩带装算筹的袋子,这种袋即叫算袋,就和今天大家身上必带手机、钥匙差不多。


  中国历史上第一位皇帝--秦始皇,就是位喜欢数学的优秀筹算手,他经常佩带算袋出行。东南沿海渔民至今仍有人把墨鱼(乌贼),称为算袋鱼,就是因为秦始皇。传说,有一次秦始皇去海上巡游,将算袋扔进了海里,算袋遂化为墨鱼。此即宋人苏简易《文房四谱》中所谓 “昔秦王东游,弃算袋于海,化为此鱼,形一如算袋,两带极长。”


  此事虽属无稽之谈,但却透露出了一个重要的史实,当时不少人出行确实是带着算筹的。


  因为筹算得准,所以“运筹”又成了有谋略的代称,如《汉书》中,称张良“运筹帷幄之中,决胜千里之外”,便就是这意思。


  使用算筹来计算,叫筹算,正好与珠算相对应。筹算也有一套独特的计算口诀,如乘法,使用的是现在小学生都会背的“九九”口诀。九九口诀在今天看起来很简单,但当年能发明出来,是件了不起的事,也是中国独有的算法。


  算筹一直到唐代还十分流行,甚至在算盘已普遍使用的明清时期,也是古代民间重要的计算工具。

 

 

  算盘究竟是什么时候发明的?

 


  山东沂南发掘的汉墓壁画中已绘有“算盘”

 


  中国数学界认为,珠算是由筹算演变而来的。如在筹算中,上面一根当5,下面每一根当1;而在珠算中,上一档一珠也当5,下一档每一珠则当1.用算筹进行乘法运算,其方法与后来的珠算留头乘法,完全相同。


  算盘,古人又称为“珠盘”或“盘珠”.但算盘到底是什么时候发明的?学术界至今仍有争议。根据文献记载,至少有元末明初说、宋代说、唐代说、汉代说四种说法,甚至有人将之推到史前。


  持“元末明初说”者,一般用清代着名数学家梅文鼎的观点来说事。梅在其《历算全书·古算器考》中有这样的说法:“今天珠盘起于何时?曰:古书已佚,苦无明据,然以愚度之,亦起于明初尔。”


  但是“元末明初说”不久即为考古发现所推翻。1921年7月,北平国立历史馆派人前往河北巨鹿宋代故城三明寺故地,进行考古发掘。共发掘出文物200多件,其中就有算盘珠一颗。此珠直径2.11厘米,木质,扁圆形,与现代通用的算盘珠大小相近,只是稍扁。


  更重要的是,在宋代出版的算书中,已出现了《盘珠集》和《走盘集》。明代珠算大师程大位,在其《算法统宗》卷末“算经源流”中,不仅着录了元、明时期的算书,还收入了宋代刊印的算书,其中便包括《盘珠集》和《走盘集》,如果当时没有珠算,是不可能出版相应算书的。


  1953年的一次考古发掘,又将“宋代说”否定了。当时,在山东沂南发现的一座汉墓中,人们从墓前室西壁横额的画像上找到了“算盘”:图中有一人跪在地上,双手捧着长方板,向主子做奉献状,似乎在报告计算结果。长方板有六个直行,三行,内有圆珠,每行8颗,上5下3.另外,在该墓室一个小几上,也有一长方板,所绘直行和所置圆珠颗数与手捧的长方板一样。此画中的算盘引起了《中国科学技术史》作者、英国汉学家李约瑟的注意,并作为一种推测性观点,写进了《中国科学技术史》中。


  “汉代说”的另一重要证据,是东汉着名数学家徐岳所撰《数术记遗》中已提到了“珠算”,这也是中国数学史上最早的“珠算”概念。但清代学者质疑,《数术记遗》是后人伪托徐岳所作,这让“汉代说”莫衷一是。


  另有日本学者质疑,中国的珠算系在汉代时,由古罗马传入。古罗马也有一种算盘,叫“沟算盘”,是在一块有沟的金属板的每条沟里,装上可以上下移动的若干小球。很显然,这种质疑是没道理的,珠算“申遗”成功就说明了一切。

 

 

  古今算盘有什么不同?

 


  《清明上河图》所绘算盘与今日无区别

 


  从《数术记遗》来看,古代算盘与现代算盘的构造和用法并不完全一样--


  《数术记遗》中称,“珠算,控带四时,经纬三才。”据注文所记:“板为三分,其上下二分以停游珠,中间一分以定算位。位各五珠,上一珠与下四珠色别。其上色别之珠当五,其下四珠,珠各当一。”从徐岳所记来看,古代早期的算盘无横梁,故上下的珠子要用不同的颜色来标记。但这种算盘,实是算筹的翻版,是将筹换成了珠子。


  古代早期还有一种8珠算盘,《数述记遗》中称,“古用上一珠,下四珠,上一当四,以合八卦之数。”后来改进为“上一珠,下五珠”,这样计算更方便。在算盘的横梁定型之前,中间没横梁,用一根绳索将上下珠子隔开。


  其实,到了宋代,古代的算盘与今天所用已无大区别。


  中国发现最早的与现代算盘差不多架构的算盘,是在宋代张择端的《清明上河图》中--在赵太丞家药铺柜上绘有像算盘的图形。这是上世纪60年代初,中国当代数学史研究专家严敦杰首先看出来的。另一位数学史专家余介石听说后颇感兴趣,特意到收藏此画的故宫博物院进行调查。但当时有些学者并不认可,称那把所谓的“算盘”,应该是盘点营业款的钱板。 (责任编辑:陈冬梅)

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