在美國紐約的博物館裏,珍藏著一件從秘魯出土的古代文物,名叫“基普”,意即打了繩結的繩子。基普是古人用來計數和記事的。傳說公元前6世紀,波斯國王在一次征戰中曾命令一支部隊守橋,他把一條打了結的皮帶交給留守將士,要他們每守一天解開一個結,一直守到皮帶上的結全部解完才準撤退。

在沒有文字的我國古代,人們用在繩子上打結的方法來計數和記事。一件事打一個結,大事打個大結,小事打個小結,辦完了一件事就解掉一個結。

古人不僅用繩結記數,而且還使用小石子等其他工具來計數。例如,他們的羊,早晨放牧到草地裏,晚上必須圈到柵欄裏。這樣,早晨從柵欄裏放出來的時候,出來一頭就往罐子裏扔一塊小石子;傍晚羊進柵欄時,進去一頭就從罐子裏拿出一塊小石子。如果石子全部拿光了,就說明羊全部進圈了;如果罐子裏還剩下石子,說明有羊丟失了,必須立刻去尋找。

算盤和珠算

算盤是中國人民在長期運用算籌計算的基礎上,大約在14世紀左右發明的。從那以後,算盤就取代了算籌而廣為流傳,延續至今,一直是我國一種最普遍的計算工具之一。用算盤來計算的方法叫珠算。

除了中國,還有些地區也出現過算盤,但都沒有流傳下來。古代埃及人進行貿易時,他們在地上鋪上一層沙子,用手在沙子上劃出一些溝,再把小石子放在溝裏,作加、減法就是增減溝裏的石子。這是最原始的算盤。後來,歐洲的商人用刻有槽子的計算板代替沙子,用專門製作的算珠取代了石子。經過多次改進,這種計算板類似於我國使用的算盤。但由於歐洲人的計算板是用鋼製成的,笨重而且昂貴,再加上西方人沒有運算口訣,使用起來不方便,因而逐漸被淘汰了。還有的地區的算盤是用每根木條穿著十顆木珠製成的,但由於人們把每顆珠子看作1,不像中國算盤下珠以一當一、上珠以一當五,因此計算起來速度大受限製,使用也不廣泛。

中國算盤以其製作簡單、價格低廉、運算方便,配以易學易記的珠算口訣等優點,長盛不衰。15世紀中期在《魯班木經》中已有製造算盤的詳細介紹。關於珠算術,明代吳敬《九章算法比類大全》記載最早。1573年我國徐心魯寫了第一本係統介紹珠算算法的書,1592年程大位又寫了《直指算法統宗》等,這都加速了算盤的推廣,使珠算流傳到了很多國家。國際上曾多次進行過計算速度的比賽,在和手搖計算機及電子計算機的對抗賽中,每次加、減法的速度冠軍都是算盤。因此在有了電子計算機的今天,人們仍廣泛地使用算盤。如日本使用算盤的企業仍占相當比例,英、美、法等工業國仍把珠算列入小學課程。使用算盤和珠算除了其計算功能外,還有鍛煉思維能力的作用。

1980年,我國又推出一種新穎的電子算盤,它把普通算盤長於加減、電子計算器長於其他的優點融為一體,使古老的算盤煥發了青春。

簡易計算工具納皮爾籌

納皮爾籌是一種能簡化計算的工具,又叫“納皮爾計算尺”,是由對數的發明人納皮爾發明的。它由10根木條組成,每根木條上都刻有數碼,右邊第一根木條是固定的,其餘的都可根據計算的需要進行拚合或調換位置納皮爾籌可以用加法和一位數乘法代替多位數的乘法,也可以用除數為一位數的除法和減法代替多位數除法,從而簡化了計算。

納皮爾籌的計算原理是“格子乘法”。例如,要計算934×314,先畫出長寬各3格的方格,並畫上斜線;在方格上方標上9,3,4,右方標上3,1,4;把上方的各個數字與右邊各個數字分別相乘,乘得的結果填入格子裏;最後,從右下角開始依次把三角形格中各數字按斜線相加,必要時進位,便得到積293276。

納皮爾籌隻不過是把格子乘法裏填格子的任務事先做好而已。需要哪幾個數字時,就將刻有這些數字的木條按格子乘法的形式拚合在一起。

納皮爾籌也傳到過中國,北京故宮博物院裏至今還有珍藏品。

伽利略發明的比例規

比例規又叫扇形圓規,是伽利略在1597年左右發明的。這個儀器是由一個框和一頭邊接在框上並能開合的兩腳尺共同構成,每把尺上都有刻度(從框軸開始,以框軸為零點)。