試論我國古代的“計算器”——算盤
在古裝電視劇里我們經(jīng)常可以看到店鋪的柜臺上放著一方算盤,賬房先生輕松地撥動幾顆算珠,一筆筆銀錢便如流水一般從賬本上劃過,頗有些運籌帷幄之感。
算盤大不盈尺卻凝結著吉印通先人高超的數(shù)學智慧,是我國古代商業(yè)活動中最重要的計算工具,它制作簡單、操作方便,可以解決各種復雜的運算,甚至可以開多平方。
不僅如此,它也有著“招財進寶”的美好寓意,直到今日仍有許多商人喜歡佩戴算盤掛件,或者安放算盤擺件以祈求日進斗金。
算盤的起源
我國遠古先民結繩記事,運用數(shù)學的方法去治理部落事務,由此開啟了計算的先河,進入文字時代之后,我國農學、數(shù)學、醫(yī)學、天文學等領域的科技水平一直領先于世界,其中“算學”之發(fā)達有近三千年的歷史。
在三代考古出土的文物中我們已經(jīng)可以看到古人計數(shù)的符號,而西周之后,隨著是社會經(jīng)濟的發(fā)展,簡單的計數(shù)已經(jīng)難以滿足人們的需求,于是計算工具與計算方法在時代潮流中相繼革新,算籌應運而生。
算籌就是用來計算的小棍子,一般是用蓍草或竹子制成,《儀禮》有提到“劍籌八十,長尺有握,握素”、“賓之弓矢,與中籌豐”,這里的“籌”字即是算的意思,可知周朝時算籌已經(jīng)成為計算的主流工具。
漢代時,天文學進益巨大,對計算提出了更高要求,從而推動了算籌的發(fā)展,算籌的長度形制被固定下來,其后一千多年間,籌算一直是計算的主要手段,其間涌現(xiàn)了無數(shù)運籌技藝高超的算學家,直到宋代時算盤開始流行,算籌才逐漸衰落。
不過,算盤不只是中國特有,根據(jù)西方考古發(fā)現(xiàn),古羅馬有一種“溝算盤”,與我國的算盤形制十分相似,于是有人提出了“中國算盤西來說”,那么這個論調是否屬實呢?
珠算史學者華印椿認為溝算盤與我國算盤僅是外形相似,但實際結構卻完全不一樣,我國先民是將算籌的四則計算與計算法完全照搬上了算盤,與溝算盤之計算法也毫不相同。
而且我國算盤最早記錄于東漢的《數(shù)術記遺》,彼時中西交流極少,且都是上層階級的聯(lián)絡,朝貢的物品皆有記錄,而溝算盤并未出現(xiàn),顯然,中國算盤是獨創(chuàng),而不是來自西方。
根據(jù)現(xiàn)有的文獻資料考證,我國算盤開始在社會上普及是在宋代,北宋時,開封縣令錢易所著的《南部新書》中提到“鼓珠”一詞,即是指珠算算盤。而張擇端的《清明上河圖》中,“趙太丞家”的藥鋪桌子上畫有一個算盤。
兩宋之時,社會經(jīng)濟空前繁榮、商業(yè)貿易逐漸增多,“皇城之東曰潘樓街……每日交易,動即百萬……相國寺每月五次開放,萬姓交易,其余街坊巷落,縱橫萬數(shù)……”,巨大的交易量對于算盤的流行起到了重要的促進作用,這一時期,算籌與算盤并行,各有千秋。
元明清三代,城市交通發(fā)達,商品化加快,全國形成了龐大的商業(yè)網(wǎng)絡,而且鄭和七次下西洋,是推動了海外貿易的發(fā)展,更進一步加速了算盤的普及,而不能夠適應社會發(fā)展的算籌漸漸銷聲匿跡。
算盤的演變
在面對日益頻繁和復雜的計算時,算籌攜帶不便,計算難度大的缺點逐漸顯現(xiàn),難以肩負起龐大而復雜的計算需求,于是算盤應運而生,但是算盤的形制也不是一蹴而就的,而是隨著時代的進步不斷革新改進,加以完善,才最終形成了如今的模樣。
《數(shù)術記遺》中記載:“刻板為三分,其上下兩分,以停游珠,中間一分以定算位。位各五珠,上一珠與下四珠色別。其上別色之珠當五,其下四珠,珠各當一”,此時的算盤是走珠盤,計算的珠子是游珠,不固定、易散落。
明代永樂年間,算盤的規(guī)格有了定制:“一尺二寸長,四寸二分大??蛄趾瘢欧执螅鹜氲?,線上二子,一寸一分;線下五子,三寸一分。長短大小,看子而做”,不過這時算盤的上二珠與下五珠之間的橫梁只是用繩子隔開。
直到1**7年前后,繩子改成了木梁,徐心魯在《盤珠算法》中繪有一幅九檔算盤圖,為上一下五珠的結構,中間的橫梁就是木制。
1*7*年,《數(shù)學通軌》中繪有一張1*檔的算盤圖,上二珠與下五珠之間用木質橫梁隔開,與現(xiàn)代算盤較為相似,被稱為“初定算盤圖式”。
1*92年,程大位撰寫的《直指算法統(tǒng)宗》中繪有算盤插圖,為1*檔7珠算盤,上珠下珠之間以橫梁分隔,且橫梁上有計數(shù)單位,已經(jīng)和現(xiàn)在的算盤沒什么區(qū)別了。
當然,算盤的演變不僅集中于硬件,配套的軟件,也就是計算方法也在同步發(fā)展。算盤在產生之初套用籌算的乘法口訣,即流傳至今的“九九乘法表”,而除法口訣的最早的記載出現(xiàn)于南宋數(shù)學家楊輝的《乘除通變本末》中。
元代朱世杰在《算術啟蒙》中將前人發(fā)明的計算方法總結成了一系列朗朗上口的歌訣,譬如:“一歸如一進,見一進成十,二一添作五……逢九進成十”,幾乎與后來的珠算口訣相同。
而與他同時期賈亨、何平子等珠算高手也都創(chuàng)制了大量的算法歌訣,這些歌訣簡潔凝練,只要能夠熟記,就能很快學會算盤的應用,在這群人的努力之下,算盤得以飛速普及。
除此之外,商人極其活動對算盤的普及也功不可沒,宋代,政府曾在邊界建立了專門的對外貿易區(qū)——“榷場”,用來與金和西夏兩國通商,據(jù)史料統(tǒng)計,宋金和平時期,宋政府從榷場獲取的收入遠遠超過送出去的歲幣量,巨大的交易額計算中,算盤的價值逐漸凸顯出來。
后來安徽、山西等地的商幫相繼涌現(xiàn),他們既通過算盤來提高交易效率,同時也在商業(yè)活動中不斷改進算盤的應用,從而推動了算盤的迭代,譬如晉商程大位,為了做生意遍訪名師、苦學算術,還編寫了一部簡明扼要的《算法纂要》,加大了算盤的普及。
算盤的文化意義
算盤的發(fā)明一個方面反映了我國古代科學的超高水準,同時也是古代人民智慧的結晶,在我國古代文化史中,算盤因其獨特的魅力與民俗、文學等眾多文化因素相融合,時至今日仍然熠熠生輝。
俗話說“算盤一響,黃金萬兩”,算盤在古代除了是商人的必備之物之外還是傳統(tǒng)商業(yè)文化的一部分,因而被賦予了和財富掛鉤的屬性,成為商品貿易和價值利潤的象征符號。
此外民間許多歇后語、口語都與算盤有關,如“和尚廟里打算盤——廟(妙)算”、“不管三七二十一”、“如意算盤”、“小九九”、“二一添作五”等等,都是從算盤的商業(yè)屬性出發(fā)創(chuàng)造而來的。
文學作品中也能夠找到算盤的身影,早在宋代就有以《算盤》為題的詩曰:“不作甕商舞,休停餅氏歌。執(zhí)籌仍蔽簏,辛苦欲如何?”這首詩是以“算盤”指代商人逐利的本性,通過譏諷商人視財如命的行徑勸導人腳踏實地賺錢。
明代以后的文學作品中經(jīng)常出現(xiàn)算盤,馮夢龍《警世通言》的故事里有:“兼之寫算精通,……別船上交易,也多有央他去拿算盤,登賬薄,客人無不敬而愛之”,寫的是一個名叫宋金的人因為算盤用得好而受人敬愛一事。
《紅樓夢》中眾人自制燈謎,迎春所做的“天運人功理不窮,有功無運也難逢。因何鎮(zhèn)日紛紛亂?只為陰陽數(shù)不同”便是以“算盤”作為謎底。
隨著商業(yè)文化的發(fā)展,算盤作為財富的象征還被納入了裝飾領域,項鏈、手鐲、耳墜、戒指中很多都帶有算盤的元素,造型精致而有趣味,深受老百姓的喜愛。
財大氣粗的豪富商人更是對算盤情有獨鐘,很多在家里或店鋪擺放金銀、象牙、玉石等材料制成的算盤造型的擺件,程大位家里的漏窗就是算盤的形狀,如今江西平遙的一處廣場還有銅手鐵算盤雕像。
算盤作為古代經(jīng)商“神器”自然不只是在中國,在整個東亞都有很高的商業(yè)地位,1*70年文祿戰(zhàn)役之后,算盤被引入日本,隨后迅速普及開來,打算盤成為了當時日本國民必備的技能,“珠算塾”“珠算補習所”等輔導班遍及全國。
朝鮮則一直以來都是中吉印通化的屬民,朝鮮的東算就是從中國傳統(tǒng)數(shù)學發(fā)展出來的,尤其是有明一代,朝鮮王位都需要得到明朝政府的認可,文化上的影響自然更大,有史料記載“李朝宣祖末派到燕京的使節(jié)許筠得到珠算……”。
古羅馬的“溝算盤”雖然早于我國但是不同的文化背景下的發(fā)展方向卻南轅北轍,西方的算盤早已湮沒在歷史的洪流中,而中國的算盤文化歷久彌新,早已與人們的生活融為一體。