珠算的文化透视和科学思考(1)
http://www.newdu.com 2024/11/24 03:11:07 环球科技报 佚名 参加讨论
| 算盘是中国的国粹，珠算是中华民族的文化瑰宝。 计算是人类较早的文明行为之一。我们祖先曾经历过结绳记事、积石记事、刻石记事、刻骨记事、刻甲记事，草绳（藤）、石子、石板、兽骨、龟甲等都是人类早期原始的记录和计算工具。西周时期开始出现了算筹和算珠，东汉时期算盘逐渐走进人们的生活，成为人类主要的计算手段，直到上个世纪的中叶。20世纪后期电子计算机出现并普及使用以后，算盘的地位遇到了严重挑战。电子计算工具速度快、精度高的优势是算盘所不能及的，但是珠算和珠心算也有开启儿童智力等方面的特殊作用。要不要算盘？如何认识珠算的地位？在理论界和实务界引起了较大争议，特别是周恩来总理一句“不要把算盘丢掉”的指示，使人们对珠算取舍的争议更趋激烈。 一、算筹与算盘 珠算脱胎于筹算，算盘是在算筹的基础上产生的。 筹算的工具叫做筹，也叫“策”、“算策”、“算筹”、“算”、“算子”等等，筹是用竹子做成截面为圆或长方形的筷子形状的杆。随着筹算技术的进步，人们还对“筹”涂以不同的颜色以表示不同性质的数。用筹进行记数并按照一定的规则进行加减乘除及开方等运算叫做筹算。据历史文献推断，我国古代从春秋时期就已经开始使用筹算了，距现在有2700多年的历史。根据1971年陕西千阳汉墓、1975湖北江陵汉墓、1976湖北云梦秦墓出土的算筹文物分析，我国汉代已经普遍使用筹算。这充分说明，我们的祖先在算盘产生以前主要是通过筹算来解决计算问题的。但是，筹算存在“布数慢，占地多，不方便”等缺点，因此人们在算筹的基础上，经过长期的实践，创造出了新的计算工具——算盘。 汉代徐岳的《数术记遗》是我国古代最早记录珠算的著作。徐岳在《数术记遗·算经十书》中有：“珠算，控带四时，经纬三才。”[1]北周汉中郡守、前司隶甄鸾注说：“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。其珠游于三方之中，故云经纬三才也。”[2]经过分析，我们发现徐岳所谓的珠算，使用的是在石板或木板刻槽储珠的“槽算盘”，而非有框、有梁、有柱以柱串档的“柱算盘”。 遗憾的是，从“槽算盘”发展到较为成熟的“柱算盘”究竟经历了多长的历史，现在还无法考证清楚。成熟的算盘主要是指有框、有梁、有柱的“柱算盘”或“串档算盘”，这样的算盘才是现代意义上的算盘。 算盘作为中华民族宝贵的文化遗产，现存实物最早只能追溯到明朝。最早的历史文献记载是明末清初著名历算家梅文鼎的《古算器考》，他推断算盘起源于元末明初。算盘作为珠算文化的承载形式，它从诞生发展到现代，制造技术不断改进，框距、档位、算珠数量及算珠的形状变化都很大。框距越来越窄是为了缩短手指拨珠的跨度，算珠数量减少（由上二下五减少为上一下四或上一下五）是为了节约进位步骤，算珠由鼓形变为菱形是为了更方便拨珠。不管它们怎么变化，算盘的发展规律是越来越方便人们提高运算速度和运算效率。 从算盘的尺寸来看，算盘有大到丈余可供十几人同时使用的“巨无霸”级算盘，也有小不到一寸算珠依然拨动自如的袖珍算盘；从算盘的制作材料看，有用花梨木、紫檀木、红檀木、六道木等各种优质木材制作的木质算盘，有用兽骨制作的骨质算盘，也有用象牙制作的象牙算盘，还有铜算盘、铁算盘，甚至有用金、银制作的极品金属算盘；从造型看，算盘的基本形状是以梁为界分为上下两部分的长方形，也有菱形、圆形、六角形等形状，甚至还有鱼形、八卦形等特殊造型；算盘的档位一般是单数，七档、九档、十一档、十三档、十五档、十七档为较常见的档位。大于十七档的就是超长档位算盘，它的功能就不仅仅是运算了，更多的是广告功能；小于九档的属于微型算盘，除运算功能以外，还具有携带方便等优点。但超微型算盘的功能可能只是装饰，仅仅是一种特殊的艺术品。算珠的数量，一般是上二下五，即以梁为界，梁上两珠，每珠以一当五，梁下五珠，每珠各当一。后来算盘经过改良，梁上一珠以当五，梁下四珠或五珠各当一。算珠的形状，传统的基本形状是鼓形，也有球形、饼形等特殊形状，经过改良后现代算珠基本形状为菱形。 二、指法与算法 珠算的魅力除了算盘制作工艺本身的价值以外，更多的来自珠算的运算技巧。 从运算技巧的角度分析，珠算讲究指法和算法。“珠算之用，指法为先”[3]，珠算的指法与各地的习惯及传承有很大的关系，也与算盘的大小、档位的疏密、算珠的多少、算珠的形状有一定的联系。在长期的实践过程中，人们逐渐形成了一指法、二指法、三指法、四指法、五指法等不同风格的指法。清朝浙江海宁人张豸冠在《珠算入门》中说：“打者用右手之拇指、中指，而食指、无名指、小指皆握拳。……亦有用拇指、食指而中指以下皆握拳者，若遇珠大行疏之算盘，稍觉不便耳。”[4]由此可见，浙江一带当时流行二指法。而撰写《算学发蒙》的潘逢禧的家乡福建闽县一带流行以四指为主的多种指法。经过长期的发展和改良，算盘外形趋扁、梁距缩短、算珠减少，珠算的指法逐渐发展为目前人们普遍习惯使用的三指法。 珠算技巧除了指法外，重点在运算方法。中国幅员辽阔，历史悠久，反映在珠算的运算方法上也是百花争艳。珠算的运算主要是通过运算口诀来进行，运算者必须先背会口诀，然后按照口诀要领在算盘上进行实践。加减法是珠算最基本的运算，其口诀曾经有“起五诀”、“成十诀”、“破五诀”、“破十诀”。明代徐心鲁综合为“上法诀”和“退法诀”，成为流行至今的加法口诀和减法口诀。练习加减法有“九盘清”、“七盘清”和“打百子”等基本方法，主要是训练指法、速度和准确性。乘法运算的方法更是精彩纷呈，从大类上看，可以分为前乘法和后乘法。按照历史的轨迹，筹算主要采用的是前乘法，后来发展为后乘法，但是应用于珠算的后乘法却先于前乘法，珠算取代筹算后采用的就是后乘法。后乘法也叫下乘法，主要有留头乘、破头乘、掉尾乘和隔位乘四种。前乘法也叫上乘法，具体的类型有空盘前乘法和滚乘法，后来被广泛采用的珠心算快速乘法就是在此基础上发展而成的。珠算除法主要是归除法和商除法，归除法是在增成法、九归古括、九归新括的基础上发展而成的，对两位数除法还发展为有“飞归”之称的“步田之法”和“亩门台法”。珠算乘除法还有凑倍乘除法、补数乘除法、倒数乘除法、定身乘除法、求一代乘除法、凑整乘除法、省乘省除法、流法、一除得众商法等运算方法。 珠算器具简单，成本低廉，技法实用，对学习者文化程度的要求不高，因而有广泛的群众基础，经过一代又一代人不断地继承和创新，其技法逐渐呈现为百花齐放之势。 三、技术与文化 千余年来，中国人对珠算倾注了大量的智慧和情感，绝不仅仅因为它是一种计算工具。当我们看到手指快似飞梭，算珠上下翻飞，珠声疾如骤雨，无不感到小小算盘是那么玄妙无穷。是什么使算盘这么一个简单的计算工具具有了神奇的魅力？这应当归功于珠算文化。 长期以来，珠算作为一种主要的计算技术手段，在人们的经济生活中占据着非常重要的地位。珠算技术、写字水平决定着一个人能否成为一个好的经济管理工作者。在中国古代，一手好字、一副好算盘是账房先生的看家本领，是衡量一个记账人员素质高低的主要标准。算盘在其长期的发展过程中，始终是经济管理工作中一种主要的技术工具。 (责任编辑：admin) |
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