万物有意思【中国篇】31 珠算
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作者:辛夷格格
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格物致知,意即穷究一事一物的原理,就可以获得知识和智慧。本书用平实的文字、晓畅的文理进行新的组合,明快地揭示了万事万物精彩纷呈的趣味历史。本文仅供读文练习,如侵联删。
读物本古代人文历史科普杂谈阅读
正文

万物有意思 (中国篇) 31

第八编

珠算:拨动之间有乾坤

(作者:刘健)

01

2013年,中国珠算被列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产名录。但是曾经熟悉的算珠“噼啪”声,在如今似乎早已淹没在电子计算器的“嘀嘀”声中了。那么,对于这个陪伴了中国人千百年的“伙伴”,今天的人们又了解多少呢?

珠算的前身是“算筹”

当我们参观故宫文物展,看到清宫收藏的紫檀木框玛瑙算珠盘,或是黄杨木框核桃算珠盘的时候,一定会为古人精湛的手工技艺所倾倒。可是,很少有人知道,我们祖先最早使用的计算工具并不是这些做工精美的算盘,而是一根根毫不起眼的小竹棒棒儿——它的学名就叫“算筹”!

02

算筹起源于史前时代中原地区氏族部落中的占卜之术。相传,黄帝战蚩尤前,就曾经用算筹占卜吉凶。到了汉代,算筹的大小已经有了定制。《汉书·律历志》载,当时的算筹“用竹(制成),径一分,长六寸”。在使用算筹进行计数时,采用“以一当五”的原则,并通过算筹横竖不同的排列方式来表示不同的数值。这些用算筹排列出来的数字和算式,在现代人看来显得原始而神秘。但是,中国古代的先民们就是靠这种看似最原始的计算工具,来解决日常生活中所遇到的加减乘除四则运算的问题。而且,还用它来进行诸如开方及二、三次方程以及“天元术”“四元术”等高级运算。毫不夸张地说,光辉灿烂的中国古代数学成就,从圆周率到内差法,从数字方程到半符号式代数,无一不是用算筹进行演算的。

然而,算筹作为一种运算工具来说,实在太过原始。随着经济社会的发展,尤其是在大一统王朝确立和商品经济繁荣的大背景下,需要一种更加便捷高效的运算工具来取代算筹。珠算和算盘便应运而生。

八棱琉璃算筹

03

东汉末年最早现于史籍

相传,珠算的发明者是孔老夫子的夫人!当年,孔子被人推荐做了鲁国国君的司库,但他却不善理财,往往旧账还未理清,新账又来了,孔子感觉非常郁闷。他夫人便给孔子支了个招儿:“你给我的家用钱,我都是用绳子来计算的,给多少,就在绳子上串多少个珠子;用多少,取掉多少珠子,这个法子虽然笨,但从不出差错,你不妨试试。”孔子觉得有道理,照此做了。结果,支应小数目还好说,成百上千的数字就很麻烦。孔子的夫人便让他多用几根绳子,孔子茅塞顿开,用几根绳子,分别代表个、十、百、千、万,然后串上十粒珠子,这样一来多大的数目都能算得清清楚楚。

类似的传说还有很多,其中的主角也被换成了西施和范蠡。可见,其中所言并非真史,只是市井传言附会,但也非空穴来风。

04

史籍中所载的“珠算”一词,最早见于东汉末年徐岳所著《数术纪遗》:“珠算控带四时,经纬三才。”北朝甄鸾注释说:“刻板三分。其上下二分以停游珠,中间一分定算位。位各五珠,上一珠与下四珠色别,其上别色之珠当五,其下四珠,珠又当一。至下四珠所领,故云‘控带四时’,其珠游于三方之中。故云‘经纬三才’也。”从中已经可以看出算盘的雏形。而最新的考古发掘表明,远在周代就已经出现了疑似算珠的彩色陶丸。可见,珠算在中国古代有着悠久的历史。

上海算盘文化馆展出的多种样式的算盘

05

明代中叶算盘开始盛行

到了隋唐时期,珠算已经开始在商业活动中广泛应用。在对陕西西安的“长安西市”遗址的考古发掘中,就曾经出土过一组唐代釉陶算珠。到了宋元时期,珠算已经成为一项专门技艺,而算盘的形制也基本定型。北宋著名画家张择端的《清明上河图》中就已经出现了算盘。不过,直到明朝中叶,算盘才彻底取代算筹成为人们日常生活中最主要的计算工具。这一历史进程正反映了元明清三代中国古代封建小农经济,开始渐渐被活跃的商品经济所瓦解的事实。

我们现在仍然在使用的算盘,其形制基本确定是在明代。明永乐年间成书《鲁班木经》中记载有制造算盘的尺寸和规格,与今天普遍使用的算盘已经没有多大差别。

06

算盘的使用方法就是珠算术。明嘉靖年间王文素撰著的《算学宝鉴》中就有珠算加减法的口诀和乘除的定位方法。这是现存文献中有关珠算术最早的系统记录。而到了万历年间,程大位在总结前人经验的基础上撰著了《算法统宗》《算法纂(zuǎn)要》等书,使珠算术进一步发展完备。这些著作不仅在中国影响巨大,还随算盘一起,流传到了海外。程大位也获得了“珠算宗师”的称号。

《算法统宗》中对珠算的讲解

07

活用算盘可开高次方

现在一般常见的算盘多为木制,在矩形木框内排列一串串等数目的算珠,中有一道横梁把算珠分为上下两部分,算珠内贯直柱,俗称“档”,一般常见的有9档、11档或13档。档中横以梁,梁上2珠,每珠代表数量5;梁下5珠,每珠代表数量1。除了“上2下5”,还有“上1下4”的算珠排列方式,但基本功能并无差异。

在珠算开始前,首先要清盘,就是让算盘上的算珠归位。使用时,任意一档上珠拨一靠档表示5,下珠拨一靠档表示1,下上珠在同一档上表示6,上珠5向左移一档表示51,上珠5向右移一档表示15。空档则表示0。一架最短11档的算盘就可以进行亿位级计算。而如果使用27档的算盘,其位级功能就足以媲美当今最强大的超级计算机。

除了一般加减乘除四则运算外,通过活用算盘,还可以进行开方、开立方、开高次方等复杂数学计算。明代著名音乐家朱载堉曾经用一把81档有梁穿档的大算盘,对25位数相乘和相除,进行十二音律的复杂计算。在今天看来这无疑是一项伟大的壮举。

上海算盘文化馆所收藏的长算盘

08

珠算已融入

国人文化血脉

在古代中国,算盘不仅是一件计算工具,而且在上至官绅仕宦、下至贩夫走卒的文化生活中,都扮演着非常独特的角色。

很多民间谚语俗语都和珠算有关,比如,“不管三七二十一”“三下五去二”“给他来个一退(推)六二五”,这些大家耳熟能详的谚语俗语,其实都来自珠算口诀。而像“算盘上珠——一个顶五”“算盘珠子——拨一下动一下”“没框的算盘珠——全散了”等等这些俚语,至今也仍然挂在中国人的嘴边。

文学作品中关于算盘的描述也比比皆是。据不完全统计,明清两代笔记小说中提到过算盘的有近百种之多,其中最著名的莫过于《红楼梦》中的算盘灯谜。可见,算盘在当时的民间社会生活中使用与影响之广泛。

上海算盘文化馆,门上雕刻着算盘的元素

09

与算盘有关的风俗习惯同样鲜活。比如,“清盘过夜,不留数字在算盘上”,指的是商铺在除夕夜必须结清上一年的尾账,将算盘清空,象征一元复始、万象更新。“大年初一打算盘”,则是指大年初一一大早各家各户就必须起来练算盘,即便是襁褓中的婴儿,也要由大人手把手地让他的小手指去拨弄几下算盘珠,寓示今年财路亨通、神机妙算。而在有些地区还流行搬家先要搬算盘,一路上必须由长子或长女把算盘高举过头顶,寓意“居家过日算为重,不会算计一世穷”。甚至连招女婿也要用算盘算上一算!

此外,有关算盘的禁忌也有很多。像是不能让小孩将算盘翻过来当小车滚动玩耍;不得有灰尘污垢残留算盘上;使用算盘前必须先洗手;算盘必须轻拿轻放;等等。

10 杀青段

不单是在大陆,在宝岛台湾也有不少与算盘有关的民俗。台湾新竹市城隍庙的山门之上赫然悬挂一架大算盘,并配了一副楹(yíng)联:“世事何须多计较?神仙自有大乘除。”据说,天上的神仙通过这架算盘计算凡人的是非功过,总有一天“算总账”,反映出中国人自古以来的善恶因果观。


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第一编 01 姓名 489263

02 汉字 593447

03 书信传递 612017

04 翻译 808945

第二编 05 治水 209195

06 运河 790263

07 铁路 175939

08 自来水 663401

第三编 09 筷子 267491

10 扇子 265437

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第四编 14 牌坊 144183

15 中轴 970009

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第五编 17 民乐 411177

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第六编 21 钱荒 362043

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