原創(chuàng) “古代計(jì)算機(jī)”算盤的起源、演變及其重要影響
原標(biāo)題:“古代計(jì)算機(jī)”算盤的起源、演變及其重要影響
數(shù)學(xué),中國古稱“算學(xué)”,在華夏大地起源甚早,可以追溯至新石器時(shí)代的結(jié)繩記事。
在漫長的幾千年里,先民面對農(nóng)業(yè)、商業(yè)中的難題,不得不借用簡單的計(jì)算工具。
久而久之,算籌取代了手邊隨意撿拾的石子與獸骨,算盤又取代了算籌,七珠算盤又取代了五珠算盤。
算盤承載著古老算學(xué)的一種特殊計(jì)算方法——珠算,不僅能夠進(jìn)行基礎(chǔ)的加減乘除四則運(yùn)算,還能夠乘方與開方。
在計(jì)算機(jī)還未橫空出世之前,算盤在農(nóng)業(yè)、商業(yè)生活中扮演著重要的角色,乃至被英國近代學(xué)者李約瑟譽(yù)為“第五大發(fā)明”。
一、從“籌”到“珠”——算盤的起源
1、從算籌到算盤
二十世紀(jì)七十年代,陜西省漢墓出土了骨制算籌,這表明至少在西漢,華夏祖先就已經(jīng)借助木棒、骨頭制成的“籌”進(jìn)行運(yùn)算,而“算籌”本身的歷史應(yīng)當(dāng)更為久遠(yuǎn)。
算籌本身已經(jīng)具備基礎(chǔ)的代數(shù)運(yùn)算功能,與算盤一樣也可以開方與乘方,但是受算籌本身擺放方式的制約。
在進(jìn)行運(yùn)算時(shí)需要不斷改變算籌的形狀,十分耗費(fèi)時(shí)間,且在進(jìn)行簡單運(yùn)算時(shí),算籌并不比心算的效率更高。
據(jù)漢代的《數(shù)術(shù)記遺》記載,除算籌外,還有“珠算”和“龜算”等多種運(yùn)算方法,其中所提及的“珠算”就是后世珠算的前身。
進(jìn)行珠算時(shí)使用的工具形狀簡易,大致為“盤形”,其使用規(guī)則中的“上欄作五,下欄作一”。
即上下欄的算珠也可隨意撥動(dòng),這與今天的珠算規(guī)則一致,已經(jīng)初步具有現(xiàn)代算盤的雛形。
2、當(dāng)代算盤的出現(xiàn)
算盤自魏晉南北朝復(fù)雜化,直至唐朝,社會(huì)安定經(jīng)濟(jì)繁榮,農(nóng)業(yè)和商業(yè)促使人們改革計(jì)算工具。
至唐朝中期,“盤”的形狀已經(jīng)逐步確定下來,中國真正意義上出現(xiàn)了“算盤”。
早期的算盤是以小巧渾圓的算珠替代略顯笨重的長條算籌,將算珠用簽串成串,節(jié)省計(jì)算時(shí)間。
往后算珠的數(shù)量逐漸增多,由五珠算盤發(fā)展為七珠算盤(上二下五),以適應(yīng)“十六進(jìn)位制”。
七珠算盤相較于五珠算盤不便攜帶,且在進(jìn)行快速運(yùn)算時(shí),算珠容易滾動(dòng),致使計(jì)算結(jié)果出錯(cuò)。
至宋朝以后,商人在七珠算盤的基礎(chǔ)上“棄槽用檔”,簡化算盤結(jié)構(gòu),算盤的形狀基本固定下來,在之后七百多年里沒有發(fā)生過大的改變。
二、數(shù)學(xué)與商業(yè)的“計(jì)算器”——算盤的發(fā)展
1、宋元商業(yè)與算盤發(fā)展
中國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,歷朝歷代基本采取“重農(nóng)抑商”的政策,宋朝以其特殊的政治環(huán)境和地理位置,其手工業(yè)日漸繁榮,直接促進(jìn)了宋朝的商業(yè)發(fā)展,商業(yè)往來離不開算盤的使用。
而在算盤的形態(tài)優(yōu)化空間縮小之后,人們將目光轉(zhuǎn)向算盤的使用方法,算籌在被算盤取代后,始終沒有退出歷史的舞臺(tái)。
其在后世的使用中逐步形成一套成熟的計(jì)算口訣,將此口訣運(yùn)用至珠算中,能夠大大提高運(yùn)算的效率。
2、明清集大成時(shí)期的算盤發(fā)展
自“算盤”這個(gè)詞見于宋書,明朝已經(jīng)將“算盤”二字融入日常詞匯中,算盤的身影常常出現(xiàn)在小說戲本之中。
算盤的使用方法不再流傳于街巷口頭,而是被編寫成冊,甚至納入正統(tǒng)的計(jì)算類書籍之中,例如《魁本對相四言雜家》。
明代著名數(shù)學(xué)家程大位,窮盡一生,著成《新編直指算法統(tǒng)宗》,該書在末篇錄入北宋以來近五十本算學(xué)書目。
雖然其中一些著作今日已經(jīng)失佚,但足以說明珠算在傳統(tǒng)算學(xué)中占有重要的一席之地。
與西方數(shù)學(xué)不同的是,西方數(shù)學(xué)上溯畢達(dá)哥拉斯學(xué)派,從起源之初便沿上層貴族路線行進(jìn)至今,數(shù)學(xué)運(yùn)算與研究屬于中上層知識(shí)分子的特權(quán),下層人民很少參與其中。
而承載著算學(xué)計(jì)算手段的算盤自誕生之日便與生活息息相關(guān),與其說算盤起源交易與農(nóng)業(yè)。
不如認(rèn)為算盤起源勞動(dòng)生活,算盤更多作為使用工具而被全社會(huì)使用,無需高深的理論知識(shí),其運(yùn)算口訣(例如九九乘法表)通俗易懂。
因此無論階層、無論知識(shí)多寡,算盤應(yīng)需求而使用,并且出現(xiàn)了不同的種類,但是基本原則和算珠數(shù)量仍然基本一致。
管轄多家的賬戶多使用大型的“九層算盤”,以滿足在記錄賬目的同時(shí)匯總收支的業(yè)務(wù)需求。
若需要同時(shí)計(jì)算多種賬目,則須使用“圓算盤”,該種算盤可以在互相不影響的情況下進(jìn)行多種不同的運(yùn)算,也可在同一時(shí)間進(jìn)行數(shù)額比較大的運(yùn)算。
此外,適應(yīng)當(dāng)時(shí)婦女的需求,算盤也可嵌入戒指,使用時(shí)以簪作指,撥弄算子,宮中女官、富商之女常用該種算盤。
三、影響深遠(yuǎn)的“算”與“盤”
1、名揚(yáng)海外
算盤自其成形之日起,便對周邊地區(qū)和國家產(chǎn)生了重要的影響,明朝鄭和七次下西洋,其隨行使臣馬歡在《瀛涯勝覽》中記載,鄭和一行曾在多個(gè)地區(qū)見過算盤的變種。
馬來西亞、印度尼西亞的算盤一詞的發(fā)音,至今與閩南語的“算盤”相似,其算盤的使用方法也與中國一致。
近代電腦尚未完全普及之前,日本在中國“七珠算盤”的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良,同時(shí)將進(jìn)制改為現(xiàn)代社會(huì)通用的“十進(jìn)制”,使得算盤這一古老的計(jì)算器具與國際接軌,能為近代商業(yè)更好地利用。
豐臣秀吉當(dāng)政時(shí)期,毛利中能到中國專門學(xué)習(xí)中國的傳統(tǒng)算術(shù),在習(xí)得中國本土的珠算計(jì)算方法之后,毛利中能將《新編直指算法統(tǒng)宗》帶回日本。
二十世紀(jì)初,日本在改良的“新五珠算盤”之上添加清盤按鍵,使得能在計(jì)算結(jié)束后算珠快速歸位,大大便利了算盤的使用。
除了對算盤進(jìn)行改良之外,日本本土著重發(fā)展珠算團(tuán)體,這些團(tuán)體著述算術(shù)刊物,并且將算盤的使用推廣至東亞大陸之外。
2、大國重器中的“小角色”
上世紀(jì)美蘇兩個(gè)超級大國爭相將人造衛(wèi)星送入太空之中,“斯普特尼克一號(hào)”與“椰子”兩顆衛(wèi)星接連升空,而新中國成立不久,不僅缺少航空航天方面的科學(xué)人才,同時(shí)也缺少科學(xué)設(shè)備。
傳統(tǒng)的算盤在此時(shí)擔(dān)起計(jì)算重任,不僅參與“東方紅1號(hào)”的計(jì)算,還曾經(jīng)手鄧稼先先生,在“兩彈”設(shè)計(jì)中扮演不可替代的角色。
國內(nèi)知之甚少的“中國第一艘核潛艇”,其研究環(huán)境也十分簡陋,大部分計(jì)算工作都在算盤上完成。
3、新時(shí)代的算盤理念與精神
在計(jì)算機(jī)被廣泛使用的今日,算盤的使用人群日益減少,算盤這一“計(jì)算器”終有一天會(huì)如同它的前身算籌一樣被留在歷史的長河中,但是算盤所承載的歷史信息依然還“活”在我們所熟知的各個(gè)領(lǐng)域之中。
在中國,算盤已然成為計(jì)算、數(shù)學(xué)的一種標(biāo)志性的符號(hào),近年來,我國印發(fā)的郵票與明信片中屢見算盤的形象。
算盤猶如信件和座機(jī)電話,即便當(dāng)代已經(jīng)極少使用傳統(tǒng)書信與座機(jī)電話與他人聯(lián)系,但電子設(shè)備中“郵箱”和“電話”的應(yīng)用圖標(biāo)仍然是書信和座機(jī)的樣式。
算盤同樣作為運(yùn)算的符號(hào),被大眾所接納,在一些特殊的場合,比如傳統(tǒng)儀式中的“抓周”,算盤又被賦予商業(yè)或者財(cái)富的含義。
珠算口訣中的“九九八十一”、“九九歸一”常出現(xiàn)在文學(xué)作品中,“三七二十一”、“三下五除二”、“算盤珠子——有聲有色”等固定短語與歇后語也始終活躍于口語對話,為文學(xué)藝術(shù)增光添彩。
4、當(dāng)代“儒”與“商”的結(jié)合
澀澤榮一首次在《論語與算盤》中提出“算盤與儒商”的論題,“算盤”與中國傳統(tǒng)的學(xué)說相結(jié)合,從中闡發(fā)當(dāng)代商業(yè)界的“經(jīng)濟(jì)與道德”議題。
去年中日兩國就此議題舉辦研討會(huì),算盤凝結(jié)著的“商”與“儒”、“義”與“利”,或許能為全球化貿(mào)易帶來的資本問題尋求一劑解決的良藥。
總結(jié)
二零一三年,被學(xué)者李約瑟稱為“世界第五大發(fā)明”的算盤,進(jìn)入人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名單,這是中國第三十項(xiàng)被列入其中的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。
算盤或許不如其他的四大發(fā)明參與了現(xiàn)代化的進(jìn)程,但其本身作為先祖的偉大發(fā)明之一。
有力地證明了中國是名副其實(shí)的“發(fā)明的國度”,中國的算學(xué)能夠留名于世界數(shù)學(xué)史,算盤功不可沒。
幾乎被電子設(shè)備取代的手動(dòng)計(jì)算器,造福了人類的童年,滋長了商業(yè)的萌芽,我們民族中的精打細(xì)算、勤儉細(xì)致的民族精神,同樣也是使用算盤的先人留在我們精神中的寶貴財(cái)富。
參考文獻(xiàn):
范桂齡.“古代計(jì)算機(jī)”算盤的起源、演變及其重要影響[J].蘭臺(tái)世界
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4.朱茂男.澀澤榮一與儒商精神:關(guān)于“《論語》算盤說”的由來及其影響[J].朱子文化,2019(05):7.返回搜狐,查看更多
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