中國算盤

中國算盤

算盤,包括算具 ( 硬體) 、算法 ( 軟體、口訣、歌訣) 兩個方面。中國歷史上有多種算具算法,《數術記遺》中就列有14 種。世界的其他地方還有如羅馬算盤 ( 分上下兩區,各區都是算珠靠上邊才表示數,難以識別 ) 和每檔 10 珠的橫撥算盤 ( 如俄國、北歐) 等,其功能與中國算盤相差懸殊,而傳遍世界至今還用著的當屬中國珠算。聯合國教科文組織剛剛在亞塞拜然首都巴庫通過,珠算正式成為人類非物質文化遺產。這也是我國第30項被列為非遺的項目。

基本介紹

  • 中文名:中國算盤
  • 內涵:算具 、算法  
  • 起源籌算
  • 地位:人類非物質文化遺產
簡介,算盤的來歷,從籌算到珠算,珠算算法發展歷程,西周的陶丸“算珠”,有梁穿檔算盤,

簡介

圖示為黑檀木虎骨算珠首飾盒
珠算是由籌算演變而來的,這是十分清楚的。《老子》提到:“善計者不用籌策”,可見這時籌算已經比較普遍了,因此我們說籌算是完成於春秋戰國時期。“”和“”二字出現在春秋戰國時期的著作(如《儀禮》、《孫子》、《老子》、《法經》、《管子》、《荀子》等)中,甲骨文鐘鼎文中到現在仍沒有見到這兩個字。一二三以外的籌算數字最早出現在戰國時期的貨幣(刀、布)上。

算盤的來歷

關於算盤的來歷,最早可以追溯到公元前600年,據說我國當時就有了"算板"。古人把10個算珠串成一組,一組組排列好,放入框內,然後迅速撥動算珠進行計算。東漢末年,徐岳在《數術記遺》中記載,他的老師劉洪訪問隱士天目先生時,天目先生解釋了14種計算方法,其中一種就是珠算,採用的計算工具很接近現代的算盤。這種算盤每位有5顆可動的算珠,上面1顆相當於5,下面4顆每顆當作1。

從籌算到珠算

籌算數字中,上面一根當五,下面一根籌當一,珠算盤中的上一也是當五,下一珠也是當一;由於籌算在乘、除法中出現某位數字等於十或多於十的情形,所以珠算盤採用上二珠下五珠的形式。其次,從楊輝、朱世傑開始到元末丁巨、何平子、賈亨止起除“起一”法外的全部現今通用的珠算歌訣,是為籌算而設的。
歌訣出現後,籌算原來存在的缺點就更突出了,歌訣的快捷和擺弄算籌的遲快取在矛盾。為了得心應手,人們便創造出更加先進的計算工具——珠算盤。從遺留下來的著作中可以看出,籌算的改革是從籌算的簡化開始而不是從工具改革開始的,這個改革最後導致珠算的出現。
珠算,在發展完善的歷史過程中脫穎而出,到 15 世紀末珠算完全取代籌算而成一統,直到計算機 ( 器 ) 普及,在實用中珠算一統的狀況才有所改變。

珠算算法發展歷程

古珠算法是以手撥算珠進行運算。古珠算只用這十個碼衍化各種算法,為了便於掌握而編成口訣。到了明代 ( 公元 1368 — 1644 年 ) ,吳敬王文素朱載堉程大位等對古珠算法進行了總結、規範,套用領域由商貿到科研有了開拓和發展。例如,程大位 (1533 — 1606 年 ) 在《算法統宗》里,主張上法訣加法、退法訣減法、留頭乘法、歸除法、盤上定位法等。明代規範珠算法的中心思想是提高機械化程度,儘可能達到不假思索地撥珠得數的自動化目的。
明代完善珠算機械化算法的直接結果,就是使數學在大眾中空前普及。運用珠算機械化算法,口誦歌訣,撥珠練習,即便不懂原理,也能掌握珠算法。不管公學、私塾和家教,以及商工店主授徒,都能夠教學珠算法,即便小孩子也都能學會和掌握。這種珠算法一直延續到 20 世紀 50 年代,有些地方甚至直到如今。也正是這個緣故,珠算得以很快傳播,以致傳到海外。
朱載堉(1536 — 1611 年 ) 把珠算用於科學研究,創串聯 ( 或並聯 ) 使用算盤的方法,設計了極其簡捷的算法程式。在他的科學發現、發明和創造中,靠珠算完成了極其浩繁的計算,導致他發現了“十二平均律”,這是世界頂尖的發現。
過去,對珠算一般只停留在實用方法上,停留在手撥算珠上,未能從基礎處或者說從“基因”上去認識、闡述它的深遠意義和不可替代的價值。因而,在引入西方數學教學體系時,未用它來更換西方數學課程中相應的落後部分,竟然將它從數學課程中排斥出去。結果,學校中學的數學,不能滿足實際需要,才不得不在數學課之外,另開一門珠算課。
中國第一個人造衛星就是靠算盤計算發射成功的!

西周的陶丸“算珠”

珠算是以“”為運算元的計算技術。以“珠”為運算元珠算的本質特徵。 1976 年陝西岐山出土的西周 ( 公元前 1066 — 771 年 ) 陶丸,我國著名數學史專家李培業教授對西周陶丸進行研究後,提出了“西周陶丸為早期的計算工具”、“西周已有原始珠算”等論點,後經考古專家和珠算史共同鑑定為“算珠”。將古珠算的歷史年代推前了1000餘年,至今有3000多年歷史。至於以後算盤結構的變化、算法的發展,只是珠算的發展完善過程,不屬於珠算的起源問題。
羅馬是世界珠算起源地”的說法一直比較流行,史料記載我國的珠算學起源於明清時期。上個世紀80年代,隨著我國周原遺址出土了“西周陶丸”後,“羅馬說”受到質疑。

有梁穿檔算盤

宋元時期,以楊輝、朱世傑為代表的數學家們在實用數學方面,創造了各種乘除簡捷法和“歌訣”,這些都成為珠算算理算法的重要組成部分。同時,有梁穿檔的算盤已在民間廣為使用。因此,這一時期的珠算,無論是計算工具還是算理算法都有了進一步的發展。
“有梁穿檔”現代式算盤究竟起源於何時,由於文獻不足,珠算史研究者們眾說紛紜,莫衷一是。綜合各家的推斷,主要有漢代說、唐代說、宋代說、元末明初說。
漢代說的主要有清代梅啟照和現代朱永茂,他們都是以《數術記遺》是漢末徐岳著作為依據,除此以外並無其它證明,而《數術記遺》究竟是否偽作,目前還尚未定論,而且對《數術記遺》中的“珠算”工具,大部分研究者認為只能稱為現代算盤的前身,即使《數術記遺》確定為漢代作品,也不能認為現代算盤起源於漢代。
唐代說的主要有現代余介石李培業、殷長生等學者。最具代表性的人物是李培業教授,他提出唐代中葉出現的一個算法高潮是由於有梁穿檔算盤的產生,此觀點奠定了“唐代創始算盤”的理論基礎,由此而創立了“唐代創始算盤”的學術觀點。
元末明初說的主要依據元代中葉和元末的文學、戲劇作品中有提到珠算。例如元世祖至元十六年(公元1279年)劉因在他的《靜修先生文集》中有一首關於算盤的五言絕詩;陶宗儀在他的《輟耕錄》中把婢僕貶作算盤珠,要撥才動;《元曲選》“龐居上誤放來生債”提到“去那算盤裡撥了我的歲數”,等等。文學、戲劇中用算盤珠作比喻,說明珠算盤已經比較流行,也說明它是比較時新的東西。因此認為,珠算出現在元代中葉,元末明初已經普遍套用了。

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