中國古代的計算機——算盤
在算籌的基礎上,人們發明了“算盤”。算盤到底是誰發明的,曆史上一直有爭議。有人認為是古希臘人從單詞“Mesopotamia”進化而來的。古希臘人在泥版上畫上直線,然後在直線的上麵和下麵放上小石塊用來代表數字,跟現代的算盤有些相似。這樣的泥版被考古學家在希臘找到,現放在雅典一間博物館裏供世人參觀。
算盤——希臘與中國之“爭”
東漢末年,許月在《零記憶》中記載,他的老師劉鴻訪問隱士天木先生時,天木先生解釋了14種計算方法,其中一種就是珠算,采用的計算工具很接近現代的算盤。這種算盤每位有5個可動的算珠,上麵一顆相當於5,下麵4顆每顆相當於1。這一記載要比歐洲各國都要早。不過珠算發現後,很長時間沒有得到普及。大約到了宋、元時,珠算才逐漸流行起來。
不論是古希臘的算盤還是中國的算盤,有一點是肯定的,那就是盤麵上沒有“0”的位置,而取“空格”來代替0。算盤的概念要比古羅馬數字前進了一大步,它不僅可以記數,而且方便運算。
算盤,謎一樣的起源
算盤究竟是什麼時候什麼人發明的,現在無從考查。但它的使用應該很早。東漢數學家《數術紀遺》記載:“珠算控帶四時,經緯三才。”可見漢代就有了算盤。
有些曆史學家認為,算盤的名稱,最早出現於元代學者劉因撰寫的《靜修先生文集》裏。在《元曲選》中由無名氏著的《龐居全誤放來生債》裏也提到算盤。劇中有這樣一句話:“閑著手,去那算盤裏撥了我的歲數”。
公元1274年,楊輝在《乘除通變算寶》裏,公元1299年朱世傑在《算學啟蒙》裏,都記載了有關算盤的《九歸除法》。公元1450年吳敬在《九章詳注比類算法大全》裏,對算盤的用法記述較詳。張擇端在《清明上河圖》中畫有一算盤,可見,早在北宋時或北宋以前我國就已普遍使用算盤了。
曆史的求證
隨著新史料的發現,又形成了算盤起源於唐朝、流行於宋朝的第三說。其依據是,宋代名畫《清明上河圖》中,畫有一家藥鋪,其正麵櫃台上赫然放有一架算盤,經中日兩國珠算專家將畫麵攝影放大,確認畫中之物是與現代使用算盤形製類似的串檔算盤。
1921年在河北巨鹿縣曾挖掘到一顆出於宋人故宅的木製算盤珠,已被水土淹沒八百年,但仍可見其為鼓形,中間有孔,與現代算盤毫無兩樣。而唐代是中國曆史上的盛世,經濟文化都較發達,需要有新的計算工具,使用了兩千年的籌算在此時演變為珠算,算盤在這一時期被發明,是極有可能的。
算盤一類的計算工具在很多文明古國都出現過。例如古羅馬算盤沒有位值概念,因此被淘汰。而俄羅斯算盤的每柱有十個算珠,計算麻煩。現在很多國家流行的是中國式的算盤。
你知道中國最早的一部數學書嗎
《周髀算經》是中國現存最早的一部數學典籍,成書時間大約在兩漢之間(紀元之後)。也有史家認為它的出現更早,是始於周而成於西漢,甚至更有人說它出現在公元前一千年。
而《九章算術》大約出現在公元紀元前後,它係統地總結了我國從先秦到西漢中期的數學成就。該書作者已無從查考,隻知道西漢著名數學家張蒼、耿壽昌等人曾經對它進行過增訂刪補。全書分作九章,一共搜集了246個數學問題,按解題的方法和應用的範圍分為九大類,每一大類作為一章。
中國古代數學的輝煌
南北朝是中國古代數學蓬勃發展時期,相繼有《孫子算經》《夏侯陽算經》《張丘建算經》《海島算經》等10部數學著作問世。所以當時的數學教育製度對繼承古代數學經典是有積極意義的。
公元600年,隋代的劉焯在製定《皇極曆》時,在世界上最早提出了等間距二次內插公式;唐代僧一行在其《大衍曆》中將其發展為不等間距二次內插公式。
賈憲在《黃帝九章算法細草》中提出開任意高次冪的“增乘開方法”。同樣的方法至1819年才由英國人霍納發現;賈憲的二項式定理係數表與17世紀歐洲出現的“巴斯加三角”是類似的。遺憾的是賈憲的《黃帝九章算法細草》書稿已佚。
《黃帝九章算法細草》的地位
賈憲是北宋傑出的數學家,其老師楚衍是北宋前期著名的天文學家和數學家。賈憲是否從事過數學教學工作,我們不得而知,但就其在宋代學術的活躍性以及數學地位而言,不能排除他傳授數學知識的可能性。我們知道,古代學者著書立說的目的之一就是教育世人,“憲運算亦妙,有書傳於世”當可佐證。賈憲的《黃帝九章算經細草》奠定了中國古代數學在宋元達到高潮的基礎。