五千年历史文明的瑰宝,细谈中国古代的珠算

时间:2020-02-24 编辑:佚名 手机版

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珠算在数学历史发展中起到了非常重要的作用。珠算不光是在数学历史上有着重要地位,在我国,第一颗原子弹的研发中,有许多数据都是人工计算的,当时人们的工具就是算盘。可见珠算在我国发展史当中,占据了一定重要的位置,今天就来和大家说说我国的珠算。
我国古代数学以计算为主,取得了十分辉煌的成就。其中十进位值制记数法、筹算和珠算在数学发展中所起的作用和显示出来的优越性,在世界数学史上也是值得称道的。
十进位值制记数法曾经被马克思(1818—1883)称为“最妙的发明之一”。
春秋战国时期是我国从奴隶制转变到封建制的时期,生产的迅速发展和科学技术的进步提出了大量比较复杂的数字计算问题。为了适应这种需要,劳动人民创造了一种十分重要的计算方法——筹算。现有的文献和文物证明筹算出现在春秋战国时期。例如“算”和“筹”二字出现在春秋战国时期的著作(如《仪礼》、《孙子》、《老子》、《法经》、《管子》、《荀子》等)中,甲骨文和钟鼎文中到现在仍没有见到这两个字。一二三以外的筹算数字最早出现在战国时期的货币(刀、布)上。《老子》提到:“善计者不用筹策”,可见这时筹算已经比较普遍了。因此我们说筹算是完成于春秋战国时期。这并不否认在春秋战国时期以前就有简单的算筹记数和简单的四则运算。
筹算是以算筹作工具,摆成纵式的和横式的两种数字,按照纵横相间(“一纵十横,百立千僵”)的原则表示任何自然数(如六千七百零八表示为,遇到零的时候用空位表示),从而进行加、减、乘、除、开方以及其他的代数计算。
筹算一出现,就严格遵循十进位值制记数法。九以上的数就进一位,同一个数字放在百位就是几百,放在万位就是几万。
筹算在我国古代用了大约两千年,在生产和科学技术以至人民生活中,发挥了重大的作用。但是它的缺点也是十分明显的:首先,在室外拿着一大把算筹进行计算就很不方便;其次,计算数字的位数越多,所需要的面积越大,受环境和条件的限制;此外,当计算速度加快的时候,很容易由于算筹摆弄不正而造成错误。随着社会的发展,计算技术要求越来越高,筹算需要改革,这是势在必行的。这个改革从中唐以后的商业实用算术开始,经宋元出现大量的计算歌诀,到元末明初珠算的普遍应用,历时七百多年。《新唐书》和《宋史·艺文志》记载了这个时期出现的大量著作。由于封建统治阶级对民间数学十分轻视,以致这些著作的绝大部分已经失传。从遗留下来的著作中可以看出,筹算的改革是从筹算的简化开始而不是从工具改革开始的,这个改革最后导致珠算的出现。
珠算是由筹算演变而来的,这是十分清楚的。筹算数字中,上面一根筹当五,下面一根筹当一,珠算盘中的上一珠也是当五,下一珠也是当一;由于筹算在乘、除法中出现某位数字等于十或多于十的情形(例如26532÷8,第一步就是“八二下加四”,就变成),所以珠算盘采用上二珠下五珠的形式。其次,我们可以证明,从杨辉、朱世杰开始到元末丁巨、何平子、贾亨止起除“起一”法外的全部现今通用的珠算歌诀,是为筹算而设的。歌诀出现后,筹算原来存在的缺点就更突出了,歌诀的快捷和摆弄算筹的迟缓存在矛盾。为了得心应手,劳动人民便创造出更加先进的计算工具——珠算盘。
现存文献中最早提到珠算盘的是明初的《对相四言》。明代中期公元十五世纪中叶《鲁班木经》中有制造珠算盘的规格:“算盘式:一尺二寸长,四寸二分大。框六分厚,九分大,……线上二子,一一寸一分;线下五子,三寸一分。长短大小,看子而做。”把上二子和下五子隔开的不是木制的横梁,而是一条线。比较详细地说明珠算用法的现存著作有徐心鲁的《盘珠算法》(公元1573年)、柯尚_迁的《数学通轨》(公元1578年)、朱载堉(1536—1611)的《算学新说》(公元1584年)、程大位的《直指算法统宗》(公元1592年)等,以程大位的著作流传最广。
值得指出的是,在元代中叶和元末的文学、戏剧作品中有提到珠算的。例如元世祖至元十六年(公元1279年)刘因在他的《静修先生文集》中有一首关于算盘的五言绝诗;陶宗仪在他的《辍耕录》中把婢仆贬作算盘珠,要拨才动;《元曲选》“庞居上误放来生债”提到“去那算盘里拨了我的岁数”,等等。文学、戏剧中用算盘珠作比喻,说明珠算盘已经比较流行,也说明它是比较时新的东西。因此可以认为,珠算出现在元代中叶,元末明初已经普遍应用了。
有的外国学者认为我国的珠算出现在汉代,他们的根据是汉徐岳著、北周甄蛮注的《数术记遗》已经明确提到珠算。我国数学家、数学史家钱宝琮(1892—1974)曾经考证过,《数术记遗》是甄鸾依托伪造而自己注释的书。在北周时,乘、除运算都在上、中、下三层进行,又没有简化乘、除法的歌诀,因此甄鸾注释的珠算,充其量不过是一种记数工具或者只能作加减法的简单算盘,和后来出现的珠算是完全不同的。
珠算还传到朝鲜、日本等国,对这些国家的计算技术的发展曾经起过一定的作用。日本人在十七世纪中叶,在中国算盘的基础上,改成梁上一珠、珠作棱形的日本算盘。
以上就是的关于珠算的全部内容了。


 

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