宋國鋒
原創用筆學珠算
籌算是中國古代使用算籌進行計算的方法。它使用中國商代發明的十進位制計數,可以很方便地進行四則運算以及乘方,開方等較複雜運算,并可以對零、負數和分數作出表示與計算。算籌數系是世界上唯一隻用一個符号的方向和位置的組合,表示任何十進位數字或分數的系統。 單位數字:将籌棍豎排一根棍表示1,兩根棍表示2,5根棍表示5。但從6至9數字的表示,不是并排6至9根籌棍,而是采用同位五進制,即用一根籌棍代表數碼5,橫放在籌數1至4的上方。為了不使數字和數位混淆,籌算中算籌的擺法有縱橫兩種形式:上排是籌算中1至9的豎碼,下排是相應數字的橫碼。
豎式:
橫式:
算籌采用的是十進位制的記數方法,同一個數字在不同的數位上,數值也就相應不同,每進一位數值乘10,并且在算籌盤上,以空位表示0大于9的數字,則用十進制表示,在個位數的位置左邊,放置一個籌數,代表這個籌數的十倍,在十位數值左的位置,代表百位數,如此類推。如圖所示數二百三十一(231)的表示法,在個位放置一根籌碼,表示1,在十位放置籌數3,代表30,在百位放置籌數2,代表200,總數即二百三十一(231)。
如果籌碼2,3,1并排排列,有可能被誤讀為51或24;為了避免鄰位誤讀,先民發明了每隔一位交替使用豎碼橫碼,即個位豎碼,十位用橫碼,百位用豎碼,千位用橫碼,如此類推,就可以完全避免誤讀了。孫子算經記載:“凡算之法,先識其位,一縱十橫,百立千僵,千十相望,百萬相當”。此外又說明用空位表示零。中國古代算籌記數,采用十進位制,個位用縱式,十位用橫式,百位再用縱式……這樣縱橫交替擺放,就可以擺出任意大的數字來了。
明代數學家程大位在《算法統宗》介紹了一種珠算式筆算法——一筆錦算法。一筆錦是一種筆算方法,實際是一種珠算式筆算方法,就是把算盤上運算記錄下來的結果。方法是用暗碼數字先将被加數寫出,然後依珠算方法運算,并将結果記錄下來。記數法使用的是一種稱作是“暗”碼的數碼。
暗碼,又稱暗子碼數或馬子暗數(徐心魯《盤珠算法》(1573)),俗稱碼子字,是在中國古代算籌符号的基礎上發展起來的一套數碼符号,因此也叫中國數碼符号。
暗碼式
“右大圈九字配合相生而成法也。大圈之下小圈乃暗子碼數”,“唯一、二、三不拘橫直,但位數配合不亂為式"。
此處給出的暗碼為:
注意,在原文在九後還有一個表示零的空圈。
暗碼是長期演變發展起來的,它始于中國古代的籌算。
籌碼就是對籌式的記錄,以後為了書寫方便而逐漸演變成最終的固定形式。随着珠算的盛行,籌算減少,縱橫式的區别越來越小以至于不加以區分了。為了書寫方便,将逐漸演化成了上面介紹的書寫形式。
關于暗碼的使用,“唯一、二、三不拘橫直,但位數配合不亂為式”,意思是說用暗碼表示數時對于數字不路邊用橫式還是豎式均可,隻要相互配合使用不亂即可,四以後就沒有橫豎之分了。
籌算在計算時,記錄數碼基本遵循“個位豎碼,十位用橫碼,百位用豎碼,千位用橫碼,如此類推”,其目的就是避免誤讀數碼。
在我國,第一部自著的筆算數學是明末孫元化( -1632)寫的「太西算要」[18],是受西法影響的中國式筆算,以中國漢文數字代替西方的印度-阿拉伯數碼.他比較了中國的珠算與西方的筆算之便與不便,結果是"算愈難而西法愈顯".接著孫元化寫道:其用法,以所有之數從大至小,從左向右橫書,書猶珠也.其末位必為零數.如三千六百九十三,則橫書三六九三矣.若有空位,必作一0以補之,如三千六百九十,則零位補一0矣.又或三千六百,則零位,十位皆補一0矣.又或三千零九十三,則百位補一0矣.是零,十,百,千以上者,實數也。按照孫元化記數的觀點和方法,三千二百一十三即可寫成3213,1230即一千二百三十就可以寫成“一二三0”, “三千二百零一”就可以寫成三二0一,3201即二千三百零一就可以寫成“二三0一”。
綜合暗碼式記數方法和孫元化的觀點,以及現代人的書寫習慣(從左至右橫書),本着即書寫簡便,又有能夠計算,“一、二、三”均橫書,而用“|”表示五,零用“0”表示,九用“9”表示,可以将暗碼式變為:
如果零用空位表示,5用橫放的5條橫線表示,用實物算籌來代替前述暗碼,實際就是橫式算籌記數法:
綜上所述,隻用算籌橫式記數法,完全可以做籌算,不會出現誤讀現象。用橫式算籌記數法做籌算,符合現代人的識數和認知習慣。
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