2007年11月,英國最有影響力的報紙之一《獨立報》評選出101件改變世界的小發(fā)明,中國的算盤有幸獨占鰲頭。在電子計算器沒有普及的古代,算盤用快節(jié)奏的準確運算征服了世界。在計數(shù)運算的同時,算盤與人們的生活密不可分,表現(xiàn)出非同一般的生命力。
顧名思義,算盤就是一種輔助計算的手動工具。一般來說,算盤外用木框,內(nèi)貫直檔,檔數(shù)多為奇數(shù),以九至十五檔為主。每檔串珠,檔有橫梁,分上下兩梁,梁上為“上珠”,共有兩珠,一珠計五,梁下為“下珠”,共有五珠,每珠計一。
在算盤出現(xiàn)之前,人們采用結(jié)繩計數(shù)。東漢鄭玄的《周易注》中記載:“古者無文字,結(jié)繩為約,事大,大結(jié)其繩,事小,小結(jié)其繩?!薄毒偶乙住分幸舱J為:“古者無文字,其有約誓之事,事大,大其繩,事小,小其繩,結(jié)之多少,隨物眾寡,各執(zhí)以相考,亦足以相治也?!?/p>
時至商朝,甲骨文中出現(xiàn)了一到十的單字,以及百、千、萬等13個計數(shù)單字。春秋時期,民間用竹籌通過縱式和橫式兩種擺法,進行簡單的計數(shù)和算術(shù)。有了數(shù)字和方法,為以珠盤為基礎(chǔ)的珠算營造了良好的氛圍。
東漢數(shù)學家徐岳撰寫的《數(shù)術(shù)記遺》,收錄了14種古代算法,其中第13種就是珠算,并稱“珠算,控帶四時,經(jīng)緯三才”,這是最早有關(guān)珠算的記載。北周數(shù)學家甄鸞對這段文字進行了注釋:算盤“刻板為三分,其上下二分以停游珠,中間分以定算位。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?!闭f明當時的算盤結(jié)構(gòu)和現(xiàn)在頗為類似。中華民族豐富的經(jīng)驗總結(jié),孕育了算盤的出現(xiàn)。
算盤的功能在于計數(shù)和運算。中國古代以十進位制計數(shù),這一方法確定了滿十進一的計數(shù)規(guī)則,并且用位值決定數(shù)字的大小。十進制的優(yōu)越性在于計數(shù)簡便和應用廣泛。古羅馬只有7個數(shù)字符號,數(shù)字稍大就計數(shù)繁縟。古巴比倫和古瑪雅分別采用20位制和60位制,計數(shù)運算相當困難。難怪馬克思在《數(shù)學手稿》中稱贊十進制是“最妙的發(fā)明之一”。十進制在算盤上得到了完美的應用,不僅可以加減任意的數(shù)字,還能用位值標示數(shù)字的大小。
正因如此,算盤在古代堪稱“寶藏工具”。宋代數(shù)學家謝察微編寫的兒童啟蒙讀物《謝察微算經(jīng)》,是現(xiàn)存最早的珠算書,書中提及:“中,算盤之中;上,脊梁之上,又位之左;下,脊梁之下,又位之右;脊,盤中橫梁隔木?!北砻魉惚P不但在形制上和現(xiàn)在更接近了,還說明算盤在宋朝已經(jīng)相當普及了。
上圖_ 張擇端 的《清明上河圖》中,一家名為“趙太丞家”的招牌的醫(yī)藥鋪,柜臺上有一個十五檔一四算盤
北宋畫家張擇端繪制的風俗畫《清明上河圖》中,畫卷左側(cè)“趙太丞家”鋪子的柜臺上,赫然放著一把十五檔算盤。明洪武十七年(公元1384年),劉伯溫用盤算計算出《大統(tǒng)歷》,這一歷法貫穿了整個明王朝,歷時近三百年。
2開12次方的25位根是多少?即便當下,也是一道的難題。古代算盤應用達人朱載堉(yù)首次找到了答案。萬歷十二年(公元1584年),朱明皇室朱載堉用自制的雙排八十一檔大算盤得出準確結(jié)果:1.059463094359295264561825,算盤發(fā)揮了極為重要的作用,朱載堉的成果比歐洲人早了數(shù)十年。算盤深入商業(yè)、數(shù)學、教育等領(lǐng)域,突顯出獨具匠心的非凡智慧。
算盤的特點與運算的快速精準息息相關(guān)。1946年,美國在日本舉辦一場計算比賽。一方是日本珠算高手,另一方是熟練使用加法機的美國會計。比賽結(jié)果顯示,除極大數(shù)乘法外,算盤在所有算法中均占據(jù)上風。算盤的優(yōu)勢在于計算準確,誤操作率低,隨用隨算,而且可以多線程計算,這是普通計算器無法比擬的。
上世紀五十年代,中國開始研制原子彈。當時國內(nèi)僅有兩臺104計算機,承擔著大量繁重的計算工作。很多數(shù)據(jù)無法及時計算,遲滯了整個研制進程??茖W家用盤算、計算尺和手搖計算器進行人工計算。能和原子彈聯(lián)系在一起,把算盤稱為“超級計算機”恰如其分??此迫跣〉乃惚P,實際上蘊藏著巨大的能量。
算盤的應用不止如此,它還在文學作品中屢屢現(xiàn)身。宋末詩人劉因?qū)懙摹鹅o修先生文集》中有一首以“算盤”為主角的詩,詩曰:“算盤:不作甕商舞,休停餅氏歌。執(zhí)籌仍蔽簏,辛苦欲如何?”元雜劇《龐居士誤放來生債》中,也有算盤的橋段:“咱人這家有萬頃田,也則是日食的三升兒粟。博個甚睜著眼去那利面上克了我的衣食,閑著手去那算盤里撥了我歲數(shù)?!?/p>
《水滸傳》中,好漢蔣敬的外號是“神算子”,作者施耐庵將其描寫成一個有著上二下五珠的十五檔大算盤?!都t樓夢》第22回中,賈府舉辦猜謎游戲,迎春用“天運人功理不窮,有功無運也難逢”作為謎面,謎底就是“算盤”。文化作品中的算盤初心不變,精髓依舊。
漂洋過海 享譽海外
其實,算盤早已名揚天下了。十四世紀時,算盤傳到了日本。與中國古代十六兩計重不同,日本實行十兩計重制,因此,日本人將算盤改良為上一珠下四珠的式樣,算珠也由珠形變成了菱形。目前,珠盤在日本依然方興未艾,全國分布著近7000家培訓機構(gòu),每年有超過50萬人參加珠算技術(shù)定級考試。進入十五世紀,朝鮮、印度和越南等國也開始使用算盤了。
研究表明,練習珠算有利于提高計算能力,開發(fā)右腦潛力。美國在上世紀七十年代在150所小學引入珠算課,在加利福尼亞建立了“珠算研究中心”,而且以西海岸為中心,在小學全面推行珠算課程。在英國、芬蘭、匈牙利也有類似的課程。巴西有21所高校將珠算作為必修課。贊比亞也掀起了珠算學習熱潮。算盤的全球性推廣,意味著世界人民對中式才智的充分認可。
在漫長的實用過程中,算盤和生活緊密融合,形成了精彩紛呈的算盤文化。臺灣新竹城隍廟的山門上,懸掛的一架大算盤,用來記人功過,算盤兩旁有一副對聯(lián):“世事何須多計較;神仙自有大乘除。”這是對算盤應用的高度概括,也是算盤文化的價值體現(xiàn)。2013年12月,中國珠算列入了聯(lián)合國“人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表作名錄”,算盤配饗殊榮,眾望所歸,名副其實。
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