戰(zhàn)國(guó)時(shí)期中山國(guó)中山成公陪葬墓出土的骨算籌。 河北博物院供圖 |
算籌,又叫籌、策、算子,是人們用來(lái)計(jì)數(shù)、列式和進(jìn)行運(yùn)算的“籌算”工具,比算盤的出現(xiàn)要早2000多年。算字一作“筭”,從字形上看,有擺弄小竹棍的意味,實(shí)物形態(tài)類似于我們常見的不起眼的小棍兒、竹簽,其重要價(jià)值卻足以在光輝燦爛的中國(guó)古代數(shù)學(xué)史上熠熠生輝。
其實(shí),“數(shù)”的概念產(chǎn)生得很早,學(xué)者唐蘭先生曾指出仰韶時(shí)期骨契上的刻畫符號(hào),很可能模仿了當(dāng)時(shí)人們的計(jì)數(shù)方式。而新石器時(shí)代遺址中也發(fā)現(xiàn)了一定數(shù)量的刻畫和彩繪符號(hào),已具備“計(jì)數(shù)”功能。到商周時(shí),巫人占卜手持的“策”,便是算籌,而“八卦”便是用算籌排列出來(lái)的??梢哉f(shuō),算籌在萌芽伊始,便具有占卜、計(jì)數(shù)的功能。商代末期的算籌計(jì)數(shù)已經(jīng)有了縱橫兩種形式,具備了位值制的意義,到戰(zhàn)國(guó)晚期趨于完整,至漢魏時(shí)成熟。
自20世紀(jì)50年代以來(lái),考古發(fā)掘中陸續(xù)出現(xiàn)了多批戰(zhàn)國(guó)、秦漢時(shí)期的算籌實(shí)物,更是揭示了算籌的面貌:一根根同樣長(zhǎng)短和粗細(xì)的小棍子,多用竹子制成,也有用木頭、獸骨、象牙、金屬等材料制成;一般長(zhǎng)約13厘米,徑粗約0.2厘米,隨著時(shí)間的推移,配合運(yùn)算的日益復(fù)雜,算籌形制也逐漸由長(zhǎng)變短、截面也由單一的圓形變成方形、三角形。結(jié)合文獻(xiàn)記載,它們有的是歷法運(yùn)算時(shí)用來(lái)復(fù)雜籌算的,一般與筆、硯、墨、削一類的文具和計(jì)算相關(guān)的度量衡等同時(shí)出現(xiàn),西漢《急就篇》就有“筆硯籌算膏火燭”的說(shuō)法;也有占卜游戲時(shí)用以簡(jiǎn)單計(jì)數(shù)的,多與博具盒等游戲用具一同被發(fā)現(xiàn)。
河北博物院展陳中就有這種“初代計(jì)算器”——戰(zhàn)國(guó)時(shí)期中山國(guó)的算籌。其中,中山成公的陪葬墓出土有一捆骨算籌,45根細(xì)長(zhǎng)的圓棍兒,多數(shù)是淡黃色,也有少數(shù)發(fā)白或呈淡青色,是用來(lái)運(yùn)算的工具。為什么是一捆呢?很好理解,人們將算籌捆起來(lái),甚至有專門的“算袋子”,可以系在腰間,方便隨身攜帶。秦始皇扔的算袋化為“算袋魚”的故事便與此有關(guān)。按《漢書·律歷志》的記載,用來(lái)計(jì)算的算籌多則有“二百七十一枚”為一握,即西漢時(shí)人們已經(jīng)用算籌進(jìn)行較為復(fù)雜的運(yùn)算,一捆算籌多達(dá)271根!實(shí)際上,像成公墓這樣一捆45根左右的算籌,處理日常生活中一般的計(jì)數(shù)運(yùn)算已經(jīng)足夠了。
算籌遵循十進(jìn)位制,按《孫子算經(jīng)》的記載,成熟的算籌“凡算之法,先識(shí)其位。一縱十橫,百立千僵,千十相望,萬(wàn)百相當(dāng)”,即以縱橫兩種排列方式來(lái)表示1—9的數(shù)目,表示多位數(shù)時(shí),個(gè)位用縱式,十位用橫式,百位用縱式,千位用橫式,以此類推,遇零則置空。劉徽在《九章算術(shù)》中標(biāo)注的“正算赤、負(fù)算黑”,也隨著神禾原戰(zhàn)國(guó)秦陵墓出土的象牙涂色算籌的發(fā)現(xiàn)得到了實(shí)物例證。
算籌不但可以用來(lái)擺成各種形制進(jìn)行加減乘除四則運(yùn)算,古人還用算籌來(lái)進(jìn)行諸如開方、二次三次方程等復(fù)雜運(yùn)算以及特定的演算。如《九章算術(shù)》“少?gòu)V”章就記載了開平方的算法——算籌擺三行:上行是平方根,叫“商”;中行是被開方數(shù),為“實(shí)”,下行是開方過(guò)程中去除“實(shí)”的數(shù),稱為“法”。三行之下還要放一根籌,叫“借算”,其運(yùn)算原理與現(xiàn)代開方基本一致。
算籌作為我國(guó)最初的計(jì)算工具,直到明代中晚期才被算盤完全取代。不過(guò),由此發(fā)展起來(lái)的籌算數(shù)學(xué)并沒有消失,而是順應(yīng)著人們對(duì)計(jì)算速度和準(zhǔn)確性的要求不斷提高,催生了高速計(jì)算器,造就了中國(guó)數(shù)學(xué)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展繁榮。
(作者單位:河北博物院,本報(bào)記者邵玉姿采訪整理)
《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2024年10月06日 06 版)
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