引言
《數(shù)術(shù)記遺》是我國(guó)最早記載珠算的古籍,為漢代數(shù)學(xué)家徐岳撰寫访雪,由北周(南北朝時(shí)期)數(shù)學(xué)家甄鸞注解[1]雏胃。書中記錄了14種計(jì)算方法,分別為積算宪祥、太一聂薪、兩儀、三才蝗羊、五行藏澳、八卦、九宮耀找、運(yùn)籌翔悠、了知、成數(shù)、把頭蓄愁、龜算双炕、珠算、計(jì)數(shù)撮抓,除了最末的計(jì)數(shù)屬于心算妇斤,其余13種均有相應(yīng)的計(jì)算工具。
但由于書中沒有插畫胀滚,極簡(jiǎn)的文言文又無法將這些工具的模樣詳細(xì)說清趟济,便給后人留下了「哥德巴赫猜想」式的謎題。現(xiàn)今的一些學(xué)者根據(jù)嚴(yán)肅的科學(xué)考證咽笼,提出了多種可能的推想圖顷编,將古代這些有趣的算具再次呈現(xiàn)在世人面前。其中最為主流的剑刑,要數(shù)李培業(yè)[2]推想圖媳纬,請(qǐng)容我在其基礎(chǔ)上加入一點(diǎn)自己的合理優(yōu)化,讓它們以更親切的形式與大家見面施掏。
讓我們一起領(lǐng)略钮惠,在那沒有計(jì)算機(jī)的年代,來自古人的非凡智慧七芭。
積算
積算素挽,今之常算者也。以竹為之狸驳,長(zhǎng)四寸预明,以放四時(shí),方三分耙箍,以象三才撰糠。言算法是包括天地,以燭人情辩昆。數(shù)始四時(shí)阅酪,終于大衍,又加循環(huán)汁针,故曰「今之常算是也」术辐。
積算又稱籌算(確切地說是指籌算中最經(jīng)典、最主流的一種)扇丛,是我國(guó)古代在算盤出現(xiàn)以前最為常用的計(jì)算方法术吗。所用工具叫算籌,算籌是一根根小小的棍子帆精,說的是「以竹為之,長(zhǎng)四寸」,其實(shí)從獸骨到金屬卓练,制作算籌的材質(zhì)多種多樣隘蝎,不同時(shí)期算籌的長(zhǎng)度也不盡相同。
籌算用棍子的縱橫組合擺放來表示數(shù)字襟企,分有縱橫兩式嘱么,縱式擺法中以豎棍表示1、橫棍表示5顽悼,橫式擺法中以橫棍表示1曼振、豎棍表示5。
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
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縱式 | |||||||||
橫式 |
不同數(shù)位上縱橫式交替使用蔚龙,「一縱十橫冰评,百立千僵,千十相望木羹,萬百相當(dāng)甲雅。」(語出《孫子算經(jīng)》)
2 | 0 | 1 | 8 |
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橫式 | 縱式 | 橫式 | 縱式 |
? 詳細(xì)介紹可見《運(yùn)籌帷幄》一文坑填。
太一
太一算抛人,太一之行,去來九道脐瑰。
刻板橫為九道妖枚,豎以為柱,柱上一珠苍在,數(shù)以下始绝页。故曰「去來九道」也。
太一算的工具是一種古老的算盤忌穿。算盤上刻9道橫線抒寂,從下至上分別表示1~9,縱線代表數(shù)位掠剑,算珠置于9線以上或1線以下表示0屈芜。
兩儀
兩儀算,天氣下通朴译,地稟四時(shí)井佑。
刻板橫為五道,豎以為位眠寿。一位兩珠躬翁,上珠色青,下珠色黃盯拱。其青珠自上而下盒发,至上第一刻主五例嘱,第二刻主六,第三刻主七宁舰,第四刻主八拼卵,第五刻主九;其黃珠自下而上蛮艰,至下第一刻主一腋腮,第二刻主二,第三刻主三壤蚜,第四刻主四即寡,而已。故曰「天氣下通袜刷,地稟四時(shí)」也聪富。
兩儀算的工具也是古老算盤的一種。算盤和太一一樣畫成棋盤狀水泉,使用青黃兩種顏色的算珠善涨。黃珠自下而上,所置橫線分別表示1~4
草则;青珠自上而下钢拧,所置橫線分別表示5~9
;兩珠停于上下開外表示0炕横。
三才
三才算源内,天地和同,隨物變通份殿。
刻板橫為三道膜钓,上刻為天,中刻為地卿嘲,下刻為人颂斜,豎為算位。有三珠拾枣,青珠屬天沃疮,黃珠屬地,白珠屬人梅肤。又其三珠能行三道:若天珠在天為九司蔬,在地主六,在人主三姨蝴;其地珠在天為八俊啼,在地主五,在人主二左医;人珠在天主七授帕,在地主四同木,在人主一。故曰「天地和同豪墅,隨物變通」泉手。亦況三元黔寇,上元甲子一偶器、七、四缝裤,中元甲子二屏轰、八、五憋飞,下元甲子三霎苗、九、六榛做,「隨物變通」也唁盏。
三才算的工具也是古老算盤的一種。算盤同樣是棋盤狀检眯,從上至下的三道橫線分別名為天線厘擂、地線、人線锰瘸。算珠有三種顏色,青珠稱為天珠,黃珠稱為地珠琉历,白珠稱為人珠恩沽。青珠置于天線為9、置于地線為6管削、置于人線為3倒脓,黃珠置于天線為8、置于地線為5含思、置于人線為2崎弃,白珠置于天線為7、置于地線為4茸俭、置于人線為1吊履,三珠置于上下開外為0。
《周易》將天调鬓、地艇炎、人稱為三才,三才之珠在天地人間游走腾窝,可謂「天地和同缀踪,隨物變通」也居砖。
五行
五行算,以生兼生驴娃,生變無窮奏候。
五行之法,水玄生數(shù)一唇敞,火赤生數(shù)二蔗草,木青生數(shù)三,金白生數(shù)四疆柔,土黃生數(shù)五咒精。今為五行算,色別九枚旷档,以五行色數(shù)相配模叙,為算之位。
五行算是籌算的一種鞋屈,這里的算籌染有五行所對(duì)應(yīng)的黑范咨、紅、青厂庇、白渠啊、黃五種顏色。黑籌表示1宋列、紅籌表示2昭抒、青籌表示3、白籌表示4炼杖、黃籌表示5灭返,5以上就用兩種顏色組合表示,黃黑籌表示6坤邪、黃紅籌表示7熙含、黃青籌表示8、黃白籌表示9艇纺。
寫到這里怎静,我滿腦子都是《千字文》那句霸氣的「天地玄黃,宇宙洪荒黔衡◎酒福」
八卦
八卦算,針刺八方盟劫,位闕從天夜牡。
為算之法,位用一針侣签,鋒所指以定算位塘装。數(shù)一從離起急迂,指正南離為一、西南坤為二蹦肴、正西兌為三僚碎、西北乾為四、正北坎為五阴幌、東北艮為六勺阐、正東震為七、東南巽為八裂七,至第九位闕皆看,即在中央豎而指天,故曰「位闕從天」也背零。
八卦算比較特別,在八卦圖上用針的指向表示數(shù)字无埃,有點(diǎn)像現(xiàn)在的圓盤時(shí)鐘徙瓶。從針尖朝南表示1開始,沿順時(shí)針順序依次表示1~8嫉称,針尖朝上豎在中間表示9侦镇。
九宮
九宮算,五行參數(shù)织阅,猶如循環(huán)壳繁。
九宮者,即二四為肩荔棉、六八為足闹炉、左三右七、戴九履一润樱、五居中央渣触;五行參數(shù)者,設(shè)位之法依五行壹若,巳注于上是也嗅钻。
我國(guó)古代的天文學(xué)家把星空分為九宮格,在這九個(gè)格子里填上數(shù)字店展,便成了中國(guó)最早出現(xiàn)的幻方养篓。
定睛一看柳弄,這布陣不正是洛書么!
九宮在《數(shù)術(shù)記遺》所列的算法中最為特殊睡腿。其他算法都是將數(shù)字置于不同的數(shù)位以表示不同的數(shù)值语御,即固定數(shù)位峻贮,讓數(shù)字在數(shù)位上變動(dòng),這比較符合常理应闯;而九宮則將幻方九數(shù)定死纤控,將代表不同數(shù)位的珠子擺到數(shù)字上,即固定數(shù)字碉纺,讓數(shù)位在數(shù)字上變動(dòng)船万。這位發(fā)明者真是腦洞清奇。
這么看骨田,九宮的算具也是算盤的一種耿导。
數(shù)位用不同顏色的珠子表示,還是五行之色态贤。
個(gè) | 十 | 百 | 千 | 萬 | 十萬 | 百萬 | 千萬 | 億 |
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玄珠 | 赤珠 | 青珠 | 白珠 | 黃珠 | 赤線系黃珠 | 青線系黃珠 | 白線系黃珠 | 黃線系黃珠 |
可謂眼花繚亂舱呻。
這讀數(shù)得有多吃力,何苦如此折騰悠汽,著實(shí)令人費(fèi)解……
運(yùn)籌
運(yùn)籌算箱吕,小往大來,運(yùn)于指掌柿冲。
此法位別須算籌一枚茬高,各長(zhǎng)五寸,至一籌上各為五刻假抄,上頭一刻近頭怎栽,一刻之其下四刻迭相去一寸,令去下一頭亦一寸也宿饱。
運(yùn)籌熏瞄,顧名思義,想必也是籌算的一種刑棵“涂蹋籌上刻了5條橫線,兩兩相隔一寸蛉签,最上面一條靠近上端胡陪,最下面一條距離下端一寸。5條刻線從下至上分別表示1~5
碍舍,把籌倒過來拿柠座,刻線從下至上數(shù)分別表示6~9
。
眾所周知片橡,3寸為10cm妈经,這一寸的間隔,正好能容一指的寬度。把一根根這樣的算籌夾在指間吹泡,用指關(guān)節(jié)表示數(shù)位骤星。
如果運(yùn)籌帷幄的張良用的是這種算籌爆哑,可想而知帷帳之中是怎樣一幅瘋狂「轉(zhuǎn)筆」的景象……
了知
了知算洞难,首唯秉五,腹背兩兼揭朝。
了算之法队贱,一位為一了字,其了有三曲潭袱。其下股之末柱嫌,內(nèi)主一,外主九屯换;下次第一曲编丘,內(nèi)主二,外主八趟径;其第二曲瘪吏,內(nèi)主三,外主七蜗巧;其第三曲,內(nèi)主四蕾盯,外主六幕屹;當(dāng)了字之首獨(dú)立五。故曰「首唯秉五级遭,腹背兩兼」也望拖。
用一個(gè)「了」字代表一個(gè)數(shù)位,算子放在「了」的不同位置表示不同數(shù)字挫鸽。
這種算法顯然是石子計(jì)數(shù)發(fā)展的產(chǎn)物说敏,這種算具也可以視為一種算盤吧。
成數(shù)
成數(shù)算丢郊,春夏生養(yǎng)盔沫,秋冬收成。
算之法枫匾,為別須五色算一枚架诞。其一算之象頭各以黃色為本,以生數(shù)也干茉;余色為首谴忧,其五行各配土為成數(shù)也。水玄生數(shù)一,成數(shù)六沾谓;火赤生數(shù)二委造,成數(shù)七;木青生數(shù)三均驶,成數(shù)八昏兆;金白生數(shù)四,成數(shù)九辣恋。若以首向東及南亮垫,為生數(shù);向西及北伟骨,為成數(shù)饮潦。
成數(shù)算是一種籌算,與五行算的工具基本相通携狭,也是使用五行之色相互搭配表示數(shù)字继蜡,在此基礎(chǔ)上還引入了朝向的含義:朝東或朝南放的稱為生數(shù),表示1~4
逛腿;朝西或朝北放的稱為成數(shù)稀并,表示6~9
;單色黃籌怎么放都表示5单默。
古時(shí)看方位的習(xí)慣與現(xiàn)在恰好是相反的碘举,為上南下北左東右西,理解起來難免會(huì)有些別扭搁廓。簡(jiǎn)單地說引颈,1~4
朝上或朝左放,6~9
朝下或朝右放境蜕。
如此粱年,從1到9售滤,每個(gè)數(shù)字便都有了一縱一橫的兩種擺法,與積算中的縱橫兩式不謀而合台诗,擺數(shù)時(shí)縱橫交錯(cuò)使用完箩。
東南為春夏吉捶,曰生數(shù)夺鲜;西北為秋冬,曰成數(shù)呐舔。是可謂「春夏生養(yǎng)币励,秋冬收成」,算法與四季規(guī)律完美吻合珊拼。
把頭
把頭算食呻,以身當(dāng)五,目視四方澎现。
把頭之法仅胞,位別須算二枚,一漫[3]一齒者剑辫。一面刻為一干旧,其一面為二,一面為三妹蔽,其一面為四也椎眯。漫者為把、為猶[4]胳岂,即當(dāng)五算编整;至齒者為把頭,一目當(dāng)一算乳丰。故曰「以身當(dāng)五掌测,目視四方」也。
把产园,耙也赏半,可以理解為豬八戒扛的那種農(nóng)具。
把頭算也是籌算淆两,用一橫一豎兩根算籌表示數(shù)字,組合起來其形如耙拂酣。把頭刻線秋冰,故稱齒籌,刻一至四條線表示1~4
婶熬;把身光溜溜剑勾,稱漫籌,表示5赵颅。兩者組合即可表示6~9
虽另。
可見,把頭算要準(zhǔn)備四種齒籌饺谬。但細(xì)細(xì)琢磨原文描述捂刺,也許只要兩種齒籌,正反面刻線。
龜算
龜算族展,春夏秋成森缠,遇冬則停。
為算之法仪缸,為別一龜贵涵,龜之四面為十二時(shí)。以龜首指寅為一恰画,指卯為二宾茂,指辰為三,指巳為四拴还,指午為五跨晴,指未為六,指申為七自沧,指酉為八坟奥,指戌為九,指亥拇厢、子爱谁、丑龜頭指不以為數(shù)。故云「遇冬則托①耍」也访敌。
我國(guó)古代以天干地支計(jì)時(shí)歷法,一年四季與十二地支的對(duì)應(yīng)關(guān)系正是寅卯辰春衣盾、巳午未夏寺旺、申酉戌秋、亥子丑冬势决。
寅 | 卯 | 辰 | 巳 | 午 | 未 | 申 | 酉 | 戌 | 亥 | 子 | 丑 |
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正月 | 二月 | 三月 | 四月 | 五月 | 六月 | 七月 | 八月 | 九月 | 十月 | 十一月 | 臘月 |
十二地支圍成一圈阻塑,中間放個(gè)烏龜(當(dāng)然應(yīng)該不會(huì)是真的烏龜),龜頭所指便表示相應(yīng)的數(shù)字果复,像極了現(xiàn)在的鐘表陈莽。春夏秋三季的地支表示1~9,冬季的地支不做用處虽抄,故曰:「春夏秋成走搁,遇冬則停÷蹩撸」
珠算
珠算,控帶四時(shí)车酣,經(jīng)緯三才曲稼。
刻板為三分索绪,其上下二分以停游珠,中間一分以定算位躯肌。位各五珠者春,上一珠與下四珠色別。其上別色之珠當(dāng)五清女,其下四珠钱烟,珠各當(dāng)一[5]。至下四珠所領(lǐng)嫡丙,故云控帶四時(shí)拴袭。其珠游于三方之中,故云「經(jīng)緯三才」也曙博。
《數(shù)術(shù)記遺》是最早提到「珠算」一詞的古籍拥刻,此處的珠算在本質(zhì)上已與現(xiàn)今的十分接近,只是在形式上略有不同父泳。
算珠有兩種顏色般哼,此處用黑白表示。每個(gè)數(shù)位上有黑珠1顆惠窄、白珠4顆蒸眠。黑珠表示5,白珠表示1杆融。算盤分為上中下三塊區(qū)域楞卡,算珠組合置于中間區(qū)域以表示1~9,五珠置于上下區(qū)域表示0脾歇。
結(jié)語
統(tǒng)覽十三種算法蒋腮,可謂眼花繚亂,然從其所依托的工具來看藕各,除了八卦與龜算池摧,其余的無外乎籌算與珠算兩大門類,而八卦和龜算又迷之相似激况,若要給它們起個(gè)門類的話险绘,統(tǒng)稱「指針?biāo)恪挂矡o妨吧。
- 籌算:積算誉碴、五行、運(yùn)籌瓣距、成數(shù)黔帕、把頭。
- 珠算:太一蹈丸、兩儀成黄、三才呐芥、九宮、了知奋岁、珠算思瘟。
- 指針?biāo)悖喊素浴斔恪?/li>
其實(shí)這些所謂的算法闻伶,在《數(shù)術(shù)記遺》中也僅體現(xiàn)了數(shù)字和數(shù)位的表示方法滨攻,至于如何運(yùn)算,仍是依賴于相應(yīng)的心算口訣的蓝翰。但僅是單純地將算具的外形光绕、顏色、擺法與數(shù)字關(guān)聯(lián)起來畜份,古人就賦以了五行八卦诞帐、天干地支、四季星辰等等經(jīng)典的自然哲學(xué)爆雹,看似復(fù)雜停蕉,其實(shí)一通百通,都是「一生二钙态,二生三慧起,三生萬物」的簡(jiǎn)單規(guī)律,深刻體現(xiàn)了我國(guó)古代哲學(xué)與數(shù)學(xué)的高度契合驯绎。
我不禁想到華夏文明之濫觴——河出圖完慧,洛出書。我國(guó)輝煌燦爛的歷史剩失,正源自這兩幅大道至簡(jiǎn)的數(shù)字布陣圖屈尼。人類的終極智慧,往往也是智慧的源頭拴孤。
參考文獻(xiàn)
- 徐岳. 數(shù)術(shù)記遺[M]. 文物出版社, 1980.
- 百度百科. 數(shù)術(shù)記遺[EB/OL].
- 李培業(yè). 世界珠算通典[M]. 陜西人民出版社, 1996.
- 陳開先. <數(shù)術(shù)記遺>之古算十四法的程序意義解讀[J]. 自然辯證法研究, 2003, 19(4):49-54.
- 兌印師傅. 詳解十二地支與四季之間的關(guān)系[EB/OL].
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學(xué)術(shù)界也有觀點(diǎn)認(rèn)為《數(shù)術(shù)記遺》是甄鸞托徐岳之名自撰自注的脾歧,尚存爭(zhēng)議。 ?
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百度百科:李培業(yè)(1934~2011)演熟,中國(guó)50年代以來進(jìn)行數(shù)學(xué)史研究的代表人物之一鞭执,對(duì)《數(shù)術(shù)記遺》做了深入研究,提出其中記載的十三種計(jì)算工具的復(fù)原圖(被珠算界命名為「李培業(yè)推想圖」)芒粹,并制造出復(fù)原模型兄纺,在內(nèi)蒙古師范大學(xué)算具展覽館及南通珠算博物館展出。 ?
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《世界珠算通典》解釋為「漫化漆,同曼估脆,長(zhǎng)也∽疲」但我更傾向于理解為「光滑」疙赠, 與齒籌刻線相對(duì)付材。 ?
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猶字何解,實(shí)在不知圃阳。 ?
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我參考了5個(gè)版本的《數(shù)術(shù)記遺》厌衔,此句中均沒有「五」字,即「其上別色之珠當(dāng)其下四珠捍岳,珠各當(dāng)一富寿。」在包括《世界珠算通典》在內(nèi)的諸多文獻(xiàn)中祟同,則理所當(dāng)然地抄錄為「其上別色之珠當(dāng)五作喘,其下四珠,珠各當(dāng)一晕城∨⑻梗」一字之差,句意便有了「上珠等價(jià)于四」和「上珠表示五」的區(qū)別砖顷,前者更貼近原文贰锁,而后者更符合算盤的構(gòu)造。究竟是古籍的筆誤滤蝠,還是今人的誤解豌熄,暫無可考,此處權(quán)且按有「五」解釋物咳。 ?