屈鹏举赵云章孟阳
榆林城区的夫子庙文化旅游街区,是一处传统文化与现代文明交相辉映的物质人文博览区,承载着中华文化与榆林地域特色文化的记载、遗存与传承。新建的由赵占明先生提供全部展品的算盘博物馆,正是这样一个别具一格的博览区。
珠算,在祖先留给我们众多的文化遗产里,也算最为奇葩的一支。经考证,珠算萌于商周,始于秦汉,成于唐宋,盛于元明清民,发展于新中国,至今已有多年的历史。珠算从原始的“珠”到“算盘”,经历了从雏形、改进、完善和发展、普及,乃至升华的过程。在东汉《数术记遗》所述十三种计算工具中,唯有珠算一直使用至今。包括西方国家近代发明的对数计算尺、手摇计算机等,在历史的长河中也只是昙花一现。作为珠算工具的算盘,具有结构简单、携带方便、美观耐用、操作便捷等许多优点,它所具有的独特运算体系和其他如启智、健体等功能,是任何别的算具所不能取代和比拟的。更被中外科学界誉为中国古代的计算机,亦称中国古代第五大发明,已被联合国列入世界非物质文化遗产目录。
在电子计算机普遍使用的今天,古老的算盘依然发挥着它强大的计算功能。算盘如此充满神奇,让我们一起探寻它的奥秘吧。
中国珠算与其他计算方法
人类自从有了剩余物质后就有了计数问题,为了合理分配也就产生了算法、算具。远古之时的计数有手指、石子、木枝、结绳、刻画等方法。夏末商初,中国创造了十进制的计数方法,到了周朝更加系统完善。在《国语·郑语》(公元前年)中的记载表明,当时的计数法使用了计数单位,后在《数术记遗》里更加完整地记载了表示数量的数词为一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、百、千、万、亿、兆、京、垓、秭、穰、沟、涧、正、载等等。载为10的四十四次方。唐朝又在最后添一个“大数”,为10的七十二次方。都是十进制的计数单位,这使得计数工具简单并得到了发展。
以珠作计算元件,用一定的方法排列表示数字,然后进行计算,这就是算珠和算盘的雏形。现在能见到最早的算珠是西周陶算珠,年在陕西岐山风雏村西周宗庙遗址中被发掘,至今已有多年。东汉末年徐岳撰写的《数术记遗》,介绍了我国古代十四种算法,目前还在用到的算法只有珠算。从秦汉至隋唐,形成了我国古代的数学体系。
西亚、北非等地古国也有类似的计数计算方法,如古巴比伦、埃及、希腊人大约在公元前到年时,使用手指、石子、树枝或用野草制造绳结记事、计数。
人类早期的计数法大致可分三类:第一类是用专门的符号来计数,如古埃及、古巴比伦和玛雅人;第二类用现成字母来计数,如古希腊、古印度、罗马;第三类则是中国和受其影响的亚洲一些地区的计数法,在殷墟甲骨文中有详细记载。简单地说,计数符号有数字符号和单位符号两类。10以上的数要用两种符号结合起来记,所有计算都归结为10个数码的计算。
古印度人用的也是十进制,但早期没有位值法和“0”这个符号,公元9世纪后有了零的符号,此后,古印度人完备了十进制位值法计数,并传到了阿拉伯。又由阿拉伯人传到了欧洲,逐渐演变为现在世界上通用的“阿拉伯计数法”。
小算盘里的大学问
我们这里要说的计算工具主要是通用算盘。算盘四周的边框叫做“边”,中间的一条横木叫“梁”,一根根穿过梁的小杆叫做“档”或“桥”,每一档上串着的圆珠叫做“算珠”。
古代算盘为正方形,很像农耕土地的“田”字,发明者也许联想到了盛放物品扁而平的用具,以致后来命名其为“盘”。最早计数用小石子、圆形符号、陶珠等,是珠子的原型。可见,算盘的构成元素来自于大自然。现在普通算盘的边、梁、档、珠,主要制作材料大多为木材,当然,随着时代的发展,算盘的制作材料也开始丰富起来,塑料、金属等都可是制作算盘的材料。
《数术记遗》中记载:“珠算:控带四时,经纬三才。”注曰:“刻板为三分。其上下二分,以停游珠。中间一分,以定算位。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,珠各当一。至下四珠所领,故云控带四时。其游珠于三方之中,古云经纬三才也。”算盘珠子上二下五,二为偶数,属阴数。五为奇数,属阳数,反映了阴阳五行对立统一的哲学理念。上述所言的“珠算”即现今算盘的前身。其主要区别是无梁、以色别珠。而上一珠当五,下四珠每珠当一,与现在的算盘一致。
在《数术记遗》里的十三种计算工具中,太乙算、两仪算、三才算、珠算等,都是以算珠和其所在位置的赋值进行计算的,其中“珠算”的优越性最为突出。在唐宋兴盛时期,由于经济发展,市场繁荣,交易激增,迫使人们改进计算工具,因而创造出了实用高效的算盘。清朝及民国时期,又有创新。进入新中国,随着计量的国际制、贸易的国际化,使得算盘更为完善适用。
在上世纪六十年代之前,我国不少地方计量仍然使用十六进制或二十进制(如十六两秤和二十两秤),故算珠多采用每档七粒算珠。后来统一改为十进制,又制作了上一下四算盘。上珠以一代五,下珠以一为一。算盘多为11、13、15、17档。且左档1等于右档10,与书写数据读法含义相同。
算盘的作用和地位
旧时,从国家财*税收,到民间市场交易,大量的计算主要依赖于算盘。明清时期,算盘传入日本、朝鲜、东南亚等国后,也成了这些国家的主要计算工具。在一些地方的乡俗里,算盘还作为人们抽签算卦的工具,也用来辟邪避凶、趋吉纳福、招财进宝和作为其他活动的吉祥物。
上世纪末到本世纪初,算盘一直还是我国最主要的计算工具。从中央机关到基层班组、从大型工矿企业到农村生产小队、从国际贸易到个体商贩、从国家重大项目投资结算到单位个人劳动所得分配,都离不开算盘。特别在银行、商场和集体单位的财务部门,算盘声响整天不绝于耳。算盘技能也非常普及,就连农村一些不识字的人也会用算盘计算。
在电子计算机未被广泛使用前,科学研究与技术生产实践中的计算,也经常应用算盘完成。年,我国试验的第一颗原子弹,其爆炸中心的压力就是利用算盘算出来的。年下水试航的第一艘核潜艇,在设计计算中,也使用了算盘。
数学的知识始自于数字的概念,幼儿在未建立起明确的数字概念时,通过算盘,利用珠算,建立幼儿对数的概念,还可培养儿童的思维能力、注意力、观察力、记忆力、判断力,通过活动手指,还可以给脑细胞以强度刺激,促进孩子健康发育。
“算盘”寓意“神机妙算”“精打细算”“稳操胜算”“如意算盘”,鱼形算盘还隐喻“鱼跃龙门”“连年有余”等含义,所以被做成吉祥物件摆挂家里,或作为项链、戒指戴在身上,祈盼财运亨通、子孙聪慧。有些地方还喜欢利用算盘的寓意作为饰品、摆设或崇拜物。亦有商家在家中或经营场所,雕刻有算盘元素和含义的图形。也有人家将算盘挂在门上、窗上或放置于书架上,期于招财旺福、化煞驱邪。算盘也有告诫财务人员坦诚无私、忠于职守,起到警示、勉慰的作用。
算盘的神奇与趣味
算盘还有着打败电子计算机的神奇历史。年山西省算盘小选手贾迎芳、张淑萍应邀赴香港同电子计算机大师进行了十场比赛,连胜十场;年,台湾三年级小学生刘淑珍用算盘与美国小学生用电子计算器进行了对抗赛,刘淑珍用38秒钟算完10题3位数乘法,平均每题3.8秒。而美国小学生同时才算完3题,平均每题用时12.7秒。
算盘计算可到任意的精确度。计算的精确程度是和有效数字的位数有关的,而算盘的“档”即表示“位”,并可根据需要增设。也可随时将若干同类算盘摆放一起使用,使计算结果精确到任意需要的位数。
算盘看似结构简单,但算理却异常恢宏,能够表示难以想象的庞大数据。一个17档的7珠算盘,清盘从0开始,一个人以最快拨珠手法,将珠以“1”逐步进位,全部进完,需要多万年。故国外有人称其为“东方的魔珠”。
源于“算盘”或“珠算”的民间俗语很多,如:“吃不穷、穿不穷,不会盘算一世穷”,比喻过日子要精打细算;加法口诀“三下五去二”,形容干活干脆利索;除法口诀“一退六二五”,表示推卸得干干净净等等。民间歇后语中的算盘和珠算口诀,幽默谐趣、耐人寻味。如:“算盘的上珠——一个顶五”“潜水艇里打算盘——(老谋)深算”“寺院里打算盘——庙(妙)算”等等。《红楼梦》中有一则谜底为算盘的谜语很经典,其谜面是:“天运人功理不穷,有功无运也难逢。因何镇日纷纷乱,只为阴阳数不同。”
当代有一则非常有趣的猜谜轶事,是赵朴初先生出给基辛格博士的:古人留下一座桥,一边多来一边少,少的要比多的多,多的反比少的少(打一物)。基辛格思考良久,束手无策,带着沉思和兴趣回到美国。此后他一直念念不忘这则谜语,研究咨询,终于知道了谜底。因而对古老的中国算盘文化激起了极大兴趣,经其建议把中国算盘和珠算当作新文化引进了美国。
我国元代刘因有一首以算盘为题的五言诗:“不作瓮商舞,休停饼氏歌。执筹仍蔽簏,辛苦欲如何。”当代诗人赵朴初有一首题照诗:“唯实是求,珠落还起,加减乘除,反复对比,运筹帷幄,决胜千里,老谋深算,国之所依。”上世纪五十年代,有一首《我的算盘好伙计》曾经风靡于大江南北,成为当时的流行歌曲。
珠算乃中华民族之宝贵遗产,对我国古代文明和现代社会的经济、*事和科学技术的发展起着巨大作用。明代后期走出国门,对全世界都产生了很大影响。特别在日本、东南亚各国,受到了非常的重视和广泛的应用。中国算盘,其历史之悠久,影响之深远,在全世界都是独一无二的,至今仍在很多地方使用。由于它的简易性、普遍性,以及在特殊环境下的适应性(无需电、网和机器),注定将会继续存在、使用和发展下去。
本文来源:榆林日报