算經之首
《九章算術》是中國古代最重要的數學經典,歷來被尊為算經之首,相當於儒家的《論語》、兵家的《孫子兵法》等經典。現今流傳的《九章算術》,含有西漢編纂的《九章算術》本文,三國時期魏國劉徽撰寫的《九章算術注》,以及唐朝初年李淳風等撰寫的《九章算術注釋》,這三方面的內容。在這裡,我們主要談談《九章算術》本文,也就是《九章算術》本身的內容。
《九章算術》是《算經十書》之一。那麼,什麼是《算經十書》呢?
《算經十書》是西漢至唐朝初年十部算術著作的總集和總稱。唐朝初年,有個叫李淳風的年輕人,聰慧好學,博覽群書,纔華橫溢,尤其精通歷法、天文學和算術;唐太宗李世民對這個當時隻有25歲的年輕人非常器重,便命他在數學最高教育機構——國子監算學館,整理編輯這十部算術著作。為了提高數學的地位,李淳風便將“算術”改作“算經”。經過李淳風和他助手的共同努力,十部算經得到繫統的整理和編輯。後來,十部算經成為唐代算學館的教材,並且欽定為科舉考試中明算科的考試科目。
到了13世紀初年,南宋有個叫鮑澣之的人,他是當時很有名的天文學家和數學家。他找到北宋秘書省的這個刻印本並進行了翻刻。這個翻刻本,我們稱之為南宋本。必須強調一下,這是目前世界上現存最早的印刷本數學著作。
到明朝時,《九章算術》被抄錄入《永樂大典》,但民間僅存半部。這成為藏書家手中的古董,大數學家們都讀不到。到了清朝中葉,乾隆年間修纂《四庫全書》。當時有個大學者,名叫戴震,被乾隆皇帝召為《四庫全書》纂修官。戴震從明代《永樂大典》中,輯錄、校勘了《九章算術》等七部算經,並將它們抄錄入《四庫全書》中,同時收入《武英殿聚珍版叢書》,這是首次用活字印刷《九章算術》。後來,戴震又找到其他幾部漢唐時期的算經,重新加以整理,被人刻印成書。從此,這十部算術經典著作,就被稱為《算經十書》一直流傳下來;而《九章算術》,便是這十部算術經典著作中,最重要的一部。
中國古代的計算工具
首先,我們講一下《九章算術》這個書名。書名中“算術”的“算”有兩種寫法。一種是我們今天所熟知的計算的“算”;另一種寫法是 “筭”,這個字的讀音和計算的“算”一樣。在中國古代數學典籍和出土的簡書中,《九章算術》和《九章筭術》都曾出現過。但實際上,“筭”並非“算”的異體字,它是指計算時所用的工具,就是所謂的算籌。
算籌就是一把很整齊的小竹棍或者小木棍。為了方便計算,古人常把算籌裝在一個小袋子裡,隨身攜帶,這就是所謂的“算袋”。你可以想像,那時候的人,經常隨身攜帶一大把算籌作為計算工具,是不是很有趣?簡單說,算籌就是古人用的一種小計算器。而用手擺弄這些算籌進行計算,就是所謂的籌算。
算籌是宋代以前,世界上最方便的計算工具。將算籌縱橫交錯,並用空位表示0,可以表示任何自然數,也可以表示分數、小數、負數,高次方程和線性方程組,甚至可以高次方程組。算籌加上先進的十進位值制記數法,是中國古典數學長於計算的重要原因。算籌是明朝中葉以前,中國的主要計算工具。中國古典數學的主要成就,大都是借助算籌和籌算取得的。
因此,根據以上分析,這本書的書名應該寫成《九章筭術》。但是,由於《九章算術》這個書名,現在已被大家廣泛接受了,按照約定俗成的原則,也為了討論方便,本書寫成《九章算術》。
從唐代中葉起,隨著商業繁榮,人們需要計算得快,便創造了各種乘除速算法,並利用漢語數字都是單音節的特點,編成許多口訣,更加便於傳誦記憶。但這樣就產生了新的矛盾:嘴念口訣很快,手擺弄算籌很慢,得心無法應手。
為了解決這一矛盾、滿足社會需要,就需要有新的計算工具。這就導致我國最遲在宋代,就發明了珠算盤。此後,珠算盤與算籌一起,共存並用了很長時間。關於這一點,我們從明代初年的繪圖識字讀物——《魁本對相四言雜字》中可以看到,插圖中既有珠算盤,也有算籌(當時叫算子)。
大約在明朝中葉,珠算盤完全取代了算籌,完成了中國計算工具的改革。此後一直到20世紀,珠算在中國、朝鮮、日本和東南亞地區人們的生活、生產中,都發揮了巨大的作用。
2013年12月4日,聯合國教科文組織審議通過,將“中國珠算——運用算盤進行數學計算的知識與實踐”,列入《人類非物質文化遺產代表作名錄》。