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第103章

中国古代以算筹为工具来记数、列式和进行各种演算的一种方法。算筹,又被称为筹、策、筹策等,有时亦被称为算子,是一种棒状的计算工具,一般就是竹制或木制的一批同样的小棒,也有用金属、玉、骨等质料制成的,不用时放在特制的算袋或算子筒里,使用时在特制的算板、毡或直接在桌上排布。《汉书·律历志》中记载:“其算法用竹,径一分,长六寸,二百七十一枚而成六瓤,为一握。”已出土的汉代算筹有与此记载尺寸相符的,是直径0。23厘米,长约13厘米的圆形竹棒,271枚捆作一捆。

算筹在中国起源甚早,《老子》(春秋战国之际成书)中就有“善数者不用筹策”的记述,可见当时算筹已作为专门的计算工具而被普遍采用,筹的用法已趋于成熟。现在,人们一般认为,公元前5世纪算筹在中国已得到普遍的应用。算筹记数的方法,现在所见的最早记载是《孙子算经》(公元4世纪),由算筹记数得到的筹算记数法是一种相当完善的十进位值制记数法(见中国数学),中国古人并由此独立地得到“零”和“零号”。筹算在中国古代数学中占有极其重要的地位,多数数学著作的主要内容就是利用筹算解决某类问题的算法,从《九章算术》(公元1世纪成书)起算法(“术”)作为主要内容就成为中国古代数学的一大特点。从这种意义上来看,中国古代数学可以说是在筹算基础上发展起来的。许多数学成果都表述为利用算筹进行计算的算法的形式,如一次同余式组求解(“大衍求一术”)、高次方程求根(“正负开方术”)等。

随着中国古代数学的发展,算筹和筹算也不断得到发展。例如,公元3世纪刘徽使用不同颜色的算筹表示正负数,红筹表正数,黑筹表负数;隋代则以不同形状的算筹表示正负数:三棱柱状的表正数,四棱柱状的表负数。算筹变小(周长0。59厘米,长8。85厘米)。随着求解高次方程,求解同余式组和高次方程组的研究,筹算的摆法也不断发展,不仅能摆出四则运算、乘方、开方等代数运算,而且包含了特定筹式的演算:不同的位置用来表示特定的数学意义,如比例的不同的项、不同的未知数、未知数的不同次数等,布列算筹的方法日趋巧妙,解决了一系列重要的数学问题。筹算的算法也日趋简明化、模式化。到了宋元之际,形成了一系列诗一般的筹算口诀,口诀有利于人们记忆和应用筹算算法,加快计算速度,其中相当一部分口诀(乘除法口诀)以珠算口诀的形式流传至今。

由于中国古代数学实际上就是筹算数学,中国古代数学著述大多以阐述解某类问题的筹算算法为主。计算靠运筹解决,书上记载的是原始数据和运筹所得结果,无需记载运算过程。因而也不需要任何表示运算及表未知数、指数等的数学符号(它们通过筹的排布给出),所以中国古代数学中没有发展出各种数学符号来。筹算起了重要的作用。

宋元之际中国古代数学发展的高峰也是筹算发展的高峰。明代以后,筹算渐渐为珠算所取代。