一位中国留学生坐在德国卡尔斯鲁厄理工大学的教室里,他是一位应用数学专业的学生,现在正准备上一门专业数学课,一位神采奕奕的青年教授走进了教室,这位中国留学生的注意力却被教授手上的一件东西吸引住了,完全没理会年轻教授有多么潇洒。
教授手上拿的是一只中国算盘,这节课老师要介绍人类计数的发展史,其中涉及人类历史上创造了哪些计数工具,无疑中国的算盘是早期人类社会重要的计数工具之一,在异国他乡的课堂上,看到自己祖国现在还在使用的数学工具,在数学史上竟然如此耀眼,这位留学生不禁顿生自豪感。
算盘的前世
“算盘”古代也叫“计数盘”,中国算盘大概起源于公元前600年到公元前400年间的“计数板”,公元190年,出现了原始算盘,到公元1500年左右,中国发明了串珠算盘,并一直沿用至今,这基本上就是现代算盘了。它结构简单,将七颗珠子串在木棍上,然后将木棍固定在一个长方形的木框中,再加一根横木条将木框分为上下不相等的两部分,木棍上的珠子也被分在两个半框中,上半框有两个珠子,下半框有五个珠子,而串珠子的木棍根数,最初是九根,后来逐渐增多。
人类初期需要计数时,大概象现在小朋友学数数一样是利用手指的,也许连脚趾也用上了,但随着社会生活的不断发展,各种事物都变得日益复杂,人们需要计录的数也越来越大,有时也需要进行加或减的计算,10个手指已经满足不了需要了,即使加上10个脚趾也无济于事,于是人们借助于小木棍或石子,这就是最早的计数工具“算筹”,慢慢地小木棍或石子也不能满足需要了,于是中国早期的“算盘”应运而生。
算盘结构虽然简单,但功能强大,它既能计数,也能计算,使用时,任意把一根串珠棍作为个位,排在它左边的依次就是十位、百位、千位、万位等等,它的右边依次就是小数点后的十分位、百分位、千分位等等;0到4的数字用下半框的珠子表示,上半框的一个珠子代表5,这样1到9的数字都可以在一根木棍上表示出来。
其实,在早期人类社会不只中国有算板,其它西方文明也有类似中国算板的计数工具。如古罗马就有一种便携式是计数板,他们用来计数的算子(就是中国算盘的珠子)没有穿在木棍上,而是在凹槽中滑动,其形制很像中国的算盘,古希腊也出土了一米多长的大理石算板,这些计数工具在各自的文明中都起了非同寻常的作用,那为什么只有中国算盘使用寿命最长,至今都还在使用呢?
这主要源于我们老祖宗的与时俱进精神,伴随着算盘的应用,中国先祖发明了各种基于算盘的运算口诀,主要有:加法口诀、减法口诀、乘法口诀、除法口诀等,这些珠算口诀便于记忆,使珠算变得简单易学,促进了珠算的发展,不但在中国得到普及,还传到了日本、朝鲜及东南亚各国。
算盘的今生
这几年网上经常传播有关中国九九乘法表的趣事,人们津津乐道地讨论,中国小学生利用口诀表把外国小学生数学甩出几条街的事情,其实,这些口诀都源于算盘的珠算,还有近些年兴起的珠心算,也是源于算盘。
中国的算盘最早出现时只有9根,不断改进,变得功能异常强大,除了加减乘除还能进行开方等复杂数学运算,再加上它结构简单、价格便宜、便于携带、珠算口诀也便于记忆,所以一直沿用至今,即使是计算机高速发展的今天,仍有很多人在用算盘。
此外,打算盘需要脑、眼、手协同,还要熟练掌握珠算口诀,所以对锻炼老年人记忆力,协调能力及思维能力起到很好的作用,许多老年人都坚持打算盘。
2013年12月,联合国教科文组织在阿塞拜疆首都巴库通过,珠算正式成为人类非物质文化遗产,这也是我国第30项被列为非遗的项目,中国也对逐渐淡出学校的珠算重视起来,基于它的诸多优点,未来注定会受到越来越多关注。
坐在德国大学教室里那位中国留学生,在这节课后也许会对中国文化的早期文明倍感自豪,这正是习近平主席提出的我们要有“文化自信”,有自信才能有动力,我们先祖在自然科学上的成就让我们有了文化自信的底气。