2007年11月,英國最有影響力的報紙之壹《獨立報》評選出101件改變世界的小發明,中國的算盤有幸獨占鰲頭。在電子計算器沒有普及的古代,算盤用快節奏的準確運算征服了世界。在計數運算的同時,算盤與人們的生活密不可分,表現出非同壹般的生命力。
上圖_ 算盤的 頂珠、上珠、下珠、底珠
歷史悠久 初具雛形
顧名思義,算盤就是壹種輔助計算的手動工具。壹般來說,算盤外用木框,內貫直檔,檔數多為奇數,以九至十五檔為主。每檔串珠,檔有橫梁,分上下兩梁,梁上為“上珠”,***有兩珠,壹珠計五,梁下為“下珠”,***有五珠,每珠計壹。
在算盤出現之前,人們采用結繩計數。東漢鄭玄的《周易註》中記載:“古者無文字,結繩為約,事大,大結其繩,事小,小結其繩。”《九家易》中也認為:“古者無文字,其有約誓之事,事大,大其繩,事小,小其繩,結之多少,隨物眾寡,各執以相考,亦足以相治也。”
?上圖_ 公元前305年的《清華算表》
時至商朝,甲骨文中出現了壹到十的單字,以及百、千、萬等13個計數單字。春秋時期,用竹籌通過縱式和橫式兩種擺法,進行簡單的計數和算術。有了數字和,為以珠盤為基礎的珠算營造了良好的氛圍。
東漢數學家徐嶽撰寫的《數術記遺》,收錄了14種古代算法,其中第13種就是珠算,並稱“珠算,控帶四時,三才”,這是最早有關珠算的記載。北周數學家甄鸞對這段文字進行了註釋:算盤“刻板為三分,其上下二分以停遊珠,中間分以定算位。位各五珠,上壹珠與下四珠色別,其上別色之珠當五,其下四珠,珠各當壹。”說明當時的算盤結構和現在頗為類似。中華豐富的經驗總結,孕育了算盤的出現。
?上圖_ 《數術記遺》是東漢時期編撰的壹本數學專著,內有的十四種算法
立足計數 功不可沒
算盤的功能在於計數和運算。中國古代以十進位制計數,這壹確定了滿十進壹的計數規則,並且用位值決定數字的大小。十進制的優越性在於計數簡便和應用廣泛。古羅馬只有7個數字號,數字稍大就計數繁縟。古巴比倫和古分別采用20位制和60位制,計數運算相當困難。難怪在《數學手稿》中稱贊十進制是“最妙的發明之壹”。十進制在算盤上得到了完美的應用,不僅可以加減任意的數字,還能用位值標示數字的大小。
正因如此,算盤在古代堪稱“寶工具”。宋代數學家謝察微編寫的兒童啟蒙讀物《謝察微算經》,是現存最早的珠算書,書中提及:“中,算盤之中;上,脊梁之上,又位之左;下,脊梁之下,又位之右;脊,盤中橫梁隔木。”表明算盤不但在形制上和現在更接近了,還說明算盤在宋朝已經相當普及了。
?上圖_ 張擇端 的《清明上河圖》中,壹家名為“趙太丞家”的招牌的醫藥鋪,櫃臺上有壹個十五檔壹四算盤
北宋畫家張擇端繪制的風俗畫《清明上河圖》中,畫卷左側“趙太丞家”鋪子的櫃臺上,赫然放著壹把十五檔算盤。明洪武十七年(公元1384年),用盤算計算出《大統歷》,這壹歷法貫穿了整個明王朝,歷時近三百年。
2開12次方的25位根是多少?即便當下,也是壹道的難題。古代算盤應用達人朱載堉(yù)首次找到了答案。萬歷十二年(公元1584年),朱明皇室朱載堉用的雙排八十壹檔大算盤得出準確結果:1.059463094359295264561825,算盤發揮了極為重要的作用,朱載堉的成果比歐洲人早了數十年。算盤深入商業、數學、教育等領域,突顯出獨具匠心的非凡智慧。
?上圖_ 明代黃花梨算盤
快捷方便 計算神器
算盤的特點與運算的快速精準息息相關。1946年,美國在日本舉辦壹場計算比賽。壹方是日本珠算高手,另壹方是熟練使用加法機的美國會計。比賽結果顯示,除極大數乘法外,算盤在所有算均占據上風。算盤的優勢在於計算準確,誤操作率低,隨用隨算,而且可以多線程計算,這是普通計算器無法比擬的。
上世紀五十年代,中國開始研制。當時國內僅有兩臺104計算機,承擔著大量繁重的計算工作。很多數據無法及時計算,遲滯了整個研制進程。科學家用盤算、計算尺和手搖計算器進行人工計算。能和在壹起,把算盤稱為“超級計算機”恰如其分。看似弱小的算盤,實際上蘊著巨大的能量。
?上圖_ 清朝十三檔二五算盤
文化積澱 屢見不鮮
算盤的應用不止如此,它還在文學作品中屢屢現身。宋末詩人劉因寫的《靜修先生文集》中有壹首以“算盤”為主角的詩,詩曰:“算盤:不作甕商舞,休停餅氏歌。執籌仍蔽簏,辛苦欲如何?”元雜劇《龐誤放來生債》中,也有算盤的橋段:“咱人這家有萬頃田,也則是日食的三升兒粟。博個甚睜著眼去那利面上克了我的衣食,閑著手去那算盤裏撥了我歲數。”
《》中,好漢蔣敬的外號是“神算子”, 施耐庵將其描寫成壹個有著上二下五珠的十五檔大算盤。《紅樓夢》第22回中,賈府舉辦猜謎遊戲,迎春用“天運人功理不窮,有功無運也難逢”作為謎面,謎底就是“算盤”。文化作品中的算盤初心不變,精髓依舊。
?上圖_ 時期的石印本《珠算口訣書》
漂洋過海 享譽海外
其實,算盤早已名揚天下了。十紀時,算盤傳到了日本。與中國古代十六兩計重不同,日本實行十兩計重制,因此,將算盤改良為上壹珠下四珠的式樣,算珠也由珠形變成了菱形。目前,珠盤在日本依然方興未艾,全國分布著近7000家培訓機構,每年有超過50萬人參加珠算技術定級考試。進入十五世紀,、和越南等國也開始使用算盤了。
研究表明,練習珠算有利於提高計算能力,右腦潛力。美國在上世紀七十年代在150所小學引入珠算課,在加利福尼亞建立了“珠算研究中心”,而且以西海岸為中心,在小學全面推行珠算課程。在英國、芬蘭、匈牙利也有類似的課程。巴西有21所高校將珠算作為必修課。贊比亞也掀起了珠算學習熱潮。算盤的全球性推廣,意味著世界對中式才智的充分認可。
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?上圖_ 老算盤
在漫長的實用過程中,算盤和生活緊密融合,形成了精彩紛呈的算盤文化。新竹城隍的山門上,懸掛的壹架大算盤,用來記人功過,算盤兩旁有壹副對聯:“世事何須多計較;自有除。”這是對算盤應用的高度概括,也是算盤文化的價值體現。2013年12月,中國珠算列入了“人類非物質文化遺產代表作名錄”,算盤配饗殊榮,眾望所歸,名副其實。
:計白當黑 校正/編輯:莉莉絲
參考資料:
1江誌偉 《中國民俗中的算盤文化》
2趙 銘 《算盤:中國使用最廣、影響更大的計算工具》
文字由歷史大學堂團隊創作,配圖源於 絡 歸原 所有
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