圖:明代銅錢八卦算盤
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珠算的普及和珠算的最終淘汰都是在明代完成的。當時由於實用數學和商業數學的發展,迫切需要簡單快速的計算,這就給算盤這種計算工具提供了壹個大顯身手的機會。此外,傳統的計算方法自唐宋以來逐漸簡化,形成了壹套可操作的公式。這些公式用詞不多,但含義完整。用公式計算時,往往壹讀公式就在腦子裏算出了結果,但手裏的公式還在慢慢整理,這就導致了手會不會答的矛盾。相比較而言,在珠算上用手移動珠子的速度要比排列移動快得多,珠算有“隨意撥珠得答案”的優勢。
所以珠算壹度在海上流行,很快在各方面取代了計算,最後送進了歷史博物館。明代的珠算和現代的珠算壹模壹樣。比如1578,柯尚友的《數學的壹般軌跡》壹書曾經畫過壹個“珠算圖式”。這是壹個十三檔算盤圖,每檔上面兩個珠子,下面五個珠子,中間隔著壹根木橫梁,和現在的算盤壹模壹樣。這個算盤和日本有關。
過去流行的算盤略有不同。日本流行的算盤只在橫梁上放壹顆珠子。橫梁上有兩個計算珠。壹方面方便計算暫時中止,另壹方面方便舊重量的加減(1 kg =16)。因此,在實際計算中,只在橫梁上放置壹個計算珠會更方便。
圖1-10-1明代算盤
圖1-10-2明代數學著作中的珠算圖
至於明代算盤的計算公式,和今天的算盤差不多。
例如,加法的公式是:
“壹對壹,五除以四,壹退九進十。
二上二下五除三,二退八成十。
..................................................................................................................................................................................
減法公式為:
“壹回,壹回十加九,壹回四加五。
二返二,二返十返八,二返三返五。
............“等等。
乘法口訣就是“九九口訣”,比如“九九八十壹,八九七十二”,等等。除法公式沿用元代編制的“九歸”公式,如“二壹加五,每二得十,三壹三壹”等。這幾首歌相當完美,也很好用,直到現在還在用。
因為算盤在明代非常流行,所以當時出版了很多關於珠算的書籍。其中,程大偉的算法統壹戰隊影響最大,傳播最廣。程大偉是明代最重要的數學家之壹。他從小博覽群書,二十歲後在長江中下遊經商,同時不斷鉆研數學。他遍訪天下名師,廣泛搜尋計算典籍,經過多年的積累和編纂,終於在60歲時完成了他的代表作《算術大壹統》。這本書出版後,迅速在中國流行起來,並傳播到日本。那時候學算法的幾乎都有壹本。直到清末,各地出版的珠算書籍,或為抄本,或為改編本,長期廣為流傳,在中國數學史上並不多見。
從15世紀開始,中國的珠算逐漸傳到日本、朝鮮、越南、泰國等地,對這些國家的數學發展產生了重要影響。後來被歐洲的壹些商業旅行者傳到了西方。現在,全世界學術界壹致認為,算盤是中國發明的,中國是算盤的故鄉。不僅如此,在世界已經進入電子計算機時代的今天,算盤仍然是世界上廣泛使用的計算工具。即使在高度現代化的國家,如美國和日本,越來越多的人正在學習使用算盤。美、英、法等國已將珠算納入小學課程。美國也派人去日本學習珠算,每年應該考珠算技術等級證書的人數都在增加。正如日本珠算教育聯盟會長荒木勛所說:“誕生於中國並傳播到亞洲各國的珠算,通過日中兩國專家的合作,正在風靡全球。”