算筹与筹算
在古代,世界上许多民族曾经使用过各种不同的计算工具。如巴比伦人用一块泥板,在上面刻字;埃及人用一种水草叶子,在上面写字;印度人和阿拉伯人用的是沙盘,或是在地上用小木棍进行“笔算”。而中国古代人民却是用“算筹”作为计算工具。
“算筹”是一种粗细相同、长短一致的小棍子。中国古代的数学家,就用这种棍子摆成不同的行列,表示不同的数目,以及进行各种运算。这种用“算筹”来进行的计算,叫做“筹算”。算筹起初是用竹子做的,后来也用木、铁、铜、牙、玉作材料制作。其形状有圆的,也有方的或三角的。它的大小,长短各代不同。汉代规定它长三寸(约 6.9 厘米)或六寸(约 13.9
厘米),直径一分(约 2.3 毫米);南北朝时,规定它长 4 寸(约 10 厘米),
每边三分(约 0.7 厘米);隋代,它长三寸(约 8.9 厘米),宽 2 分(约 6 毫米)。算筹还可用来表示负数,即用不同的形状颜色或排法来区分正负数。三国时表示正负数有两种方法,用一色时,正排表正数,斜排表负数,若用两色,则正筹赤色,负筹黑色。隋代时,表示正数的用三角柱状,表示负数的用正方柱状;宋代数学家秦九韶用正赤、负黑来分别,而杨辉则是凡负数的末位都加一斜划。
用算筹表示数字有纵式、横式两种形式:
算筹的计算法不仅采用十进位制,而且严格按位置分别表示不同的单位。大约成书于 3 世纪的《孙子算经》中说:“凡算之法,先识其位。一纵十横(个位摆纵式,十位摆横式),百立千僵(百位摆纵式,千位摆横式), 千十相望(千位和十位相同),
万百相当(万位和百位相同)。”例如:中国古代数学家就是利用这种算筹进行加、减、乘、除、开方等各种运算的。
算筹至迟在公元前 4 世纪以前已经问世,战国时已经普遍使用。算筹在
中国使用了 2000 多年,直到 15 世纪算盘推广以后,才逐渐被取代。然而, 与算筹有关的语汇却保留至今,如“筹画”、“筹划”、“筹策”、“运筹策帷幄之中,决胜于千里之外”等,可见,算筹的创造在中国科学文化史上
所起的作用是何等之大。
(赵澄秋)