中国珠算

文| Funny

算盘

人类的计算行为开始于感觉到“数”的重要性,数石子或者贝壳、结绳等都是在初级的计数。珠算,是中国人特有的有关数的知识和实践。其所使用的工具算盘被誉为中国的第五大发明。廉价的工具制作材料、精巧的设计思想、深刻的数理内涵,组合成一套独特的计算体系,被誉为“世界上最古老的计算机”。


珠算的起源


算筹

算筹是中国古代的主要计算工具,因其布筹占用面积大,运算速度加快时容易摆弄不正而造成错误等缺点,因此很早就开始进行改革。《数术记遗》中记载的“珠算”,反映了这种改革。

“珠算,控带四时,经纬三才。”

记述极为简括。根据甄鸾的注释,它分为三栏,上、下栏布置游珠,中栏布置结果。对这一解释,学术界有两种看法,争论的焦点在于是否有柱将算珠穿档。以许莼舫为代表的认为无柱,以户谷清一为代表的认为有柱。无论哪种说法,《数术记遗》中的“珠算”就是后世“珠算盘”的起源。


许莼舫


户谷清一

工具虽得到进一步改革,但唐中期后,商业日益繁荣,数字计算增多,迫切要求改革计算方法。到宋元时期,一批乘除法捷算口诀被创造出来,如九归歌诀和归除、撞归歌诀,以及斤两十进的“斤下留法”等。而南宋杨辉、元代朱世杰的著作中包含的大量口诀,已与现今珠算口诀基本一致。捷算法与口诀的发展使得手拨弄工具速度赶不上口诀的计算,进一步改良工具又成为迫切需求,这时,功能更强的有档算盘与珠算术应运而生。


戥子

珠算的普及与发展

算盘产生以后,与算筹并行了相当长的一段时间。算盘先在民间流行,而宋元时期士大夫阶层及他们撰写的数学著作仍然使用算筹。直到明代前期还是算筹与珠算并用,数学著作采用的算法往往难以定夺用哪一种。15世纪中叶以后,珠算著作逐渐增多,出现了一批珠算大家,如吴敬、王文素、唐顺之等。嘉靖年间(公元1522~1566),官府在钱粮财务计算时开始采用珠算。珠算逐渐取代算筹,成为社会的主流算法。

16世纪后期,关于珠算的专门著作大量出现,珠算全面普及,算筹则开始退出历史舞台。明末,程大位的著作《算法统宗》的出现,标志着算法规范化和系统化,珠算走向定型。《算法统宗》还传到日本,对日本和算的发展产生了重大影响。

明代的珠算法乘法主要是“留头乘”,除法有商除法和归除法两种。万历年间,开方的计算基本完全在算盘上进行了。清代流行的珠算算法与明代没有大的变化,乘除算法完全沿用了明代的留头乘和归除法,但商除法几乎绝迹。

20世纪三四十年代,一些数学教育工作者提倡在珠算中采用与商除法相同的方法,不用归除口诀,使商除法逐渐受到重视并得到改进和复兴。

民国时期和新中国成立初期,小学和商业、财经专门学校都开设有珠算课程,使得珠算得到了较好的传承与发展。

珠算的外传与影响

中国的珠算从16世纪开始,陆续传入朝鲜、日本以及东南亚等地,近代又传入了美洲、非洲、大洋洲的一些国家。今天,珠算已经传遍世界各地。

20世纪后半叶,中国人把传统珠算再向前推进一步,以珠算为基础的珠心算,把算盘内化为人的脑映像,人们在大脑中就可以完成超级复杂的计算。


珠算,为世界提供了另一种算法体系和计算技术传统。它不但是一种工具,更是一种知识形态,一种科学实践,同时还是汉字文化圈及邻近地区数学发达的象征。2013年12月4日,中国珠算正式被列入人类非物质文化遗产代表作名录。

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