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算盘 编辑
算盘( Abacus)是一种手动操作计算辅助工具形式。它起源于中国,是中国古代的一项重要发明。在阿拉伯数字出现前,算盘是世界广为使用的计算工具。现在,算盘在亚洲和中东的部分地区继续使用,尤其见于商店之中,可以从供应中国商品和日本商品的商店里买到。在西方,它有时被用来帮助小孩子们理解数字,而一些数学家喜欢体验一下使用算盘计算出简单算术问题的感觉 。
文王桃木算盘
尽管已经进入了电子计算机时代,但看一看古老的中国算盘,我们不能不钦佩祖先的极大智慧。一般的算盘多为木制(或塑料制品),矩形木框内排列一串串等数目的算珠称为档,中有一道横梁把珠分隔为上下两部分,上半部每算珠代表5,下半部每算珠代表1。每串珠从右至左代表了十进位的个、十、百、千、万位数。加上软件——一套手指拨珠规则的运算口诀,就可解决各种复杂运算,甚至可以开多次方。算盘是现代计算机的前身,是古代中国计算技术的符号 。算盘的新形状为长方形,周为木框,内贯直柱,俗称“档”。一般从九档至十五档,档中横以梁,梁上两珠,每珠作数五,梁下五珠,每珠作数一,运算时定位后拨珠计算,可以做加减乘除等算法 。
算盘
现存的算盘形状不一、材质各异。一般的算盘多为木制(或塑料制品),算盘由矩形木框内排列一串串等数日的算珠,中有一道横梁把珠统分为上下两部分,算珠内贯直柱,俗称“档”,一般为9档、11档或13档。档中横以梁,梁上2珠,每珠为5;梁下5珠,每珠为1 。值得注意的是,算盘一词并不专指中国算盘。从现有文献资料来看,许多文明古国都有过各自的与算盘类似的计算工具。古今中外的各式算盘大致可以分为三类:沙盘类,算板类,穿珠算盘类 。
沙盘是在桌面、石板等平板上,铺上细沙,人们用木棍等在细沙上写字、画图和计算。后来逐渐不铺沙子,而是在板上刻上若干平行的线纹,上面放置小石子(称为“算子”)来记数和计算,这就是算板。19世纪中叶在希腊萨拉米斯发现的一块1米多长的大理石算板,就是古希腊算板,现存在雅典博物馆中。算板一直是欧洲中世纪的重要计算工具,不过形式上差异很大,线纹有直有横,算子有圆有扁,有时又造成圆锥形(类似跳棋子),上面还标有数码。穿珠算盘指中国算盘、日本算盘和俄罗斯算盘。日本算盘叫“十露盘”,和中国算盘不同的地方是算珠的纵截面不是扁圆形而是菱形,尺寸较小而档数较多。俄罗斯算盘有若干弧形木条,横镶在木框内,每条穿着10颗算珠。在世界各种古算盘中,中国的算盘是最先进的珠算工具 。
算盘是中国传统的计算工具,是由早在春秋时期便已普通使用的筹算逐渐演变而来的,它不但是中国古代的一项重要发明,而且是在阿拉伯数字出现之前曾被人们广为使用的一种计算工具。中国是算盘的故乡,在计算机已被普遍使用的今天,古老的算盘不仅没有被废弃,反而因它的灵便、准确等优点依然受到许多人的青睐。因此,人们往往把算盘的发明与中国古代四大发明相提并论,认为算盘也是中华民族对人类的一大贡献。然而,中国是什么时候开始有算盘的呢?从清代起,就有许多算学家对这一问题进行了研究,日本的学者也对此投入了不少精力。但由于缺少足够的证据,算盘的起源问题直至今天仍是众说纷纭 。
清代数学家梅启照等人认为,算盘起源于我国的东汉、南北朝时期。其依据是,东汉数学家徐岳曾写过一部《数术记遗》,其中著录了14种算法,第13种即称“珠算”,并说:“珠算,控带四时,经纬三才。”后来,北周数学家甄鸾对这段文字作了注释:“刻板为三分,其上下二分以停游珠,中间分以定算位。位各五珠,上一珠与下四珠色别,其上别色之珠当五,其下四珠,珠各当一。至下四珠所领,故‘云带四时’。其珠游于三方之中,故云‘经纬三才’也。”这些文字,被认为是我国最早关于珠算的记载。但是近代的一些学者认为,《数术记遗》中所描写的珠算,充其量不过是一种记数工具或者只能作加减法的简单算板,与后来出现的珠算不能同日而语 。
清代学者钱大昕等人则认为,算盘出现在元朝中叶,到元末明初时已被普遍使用。其根据是,元代的陶宗仪在《南村辍耕录》第二十九卷《井珠》中,曾引用当时的谚语形容奴仆:“凡纳婢仆,初来时日擂盘珠,言不拨自动;稍久,日算盘珠,言拨之则动;既久,日佛顶珠,言终日凝然,虽拨亦不动。”后人称此为“三珠戏语”。把老资格的奴婢比作算盘珠,拨一拨动一动,这说明当时的算盘在民间已经很普及。而宋末元初时期的刘因在《静穆先生文集》一书中也有一首以《算盘》为题的五言绝句:“不作翁商舞,休停饼氏歌。执筹仍蔽簏,辛苦欲如何。”这也是算盘在元代出现的有力证明。此外,在《元曲选》“庞居土误放来生债”一节中也曾提到“去那算盘里拨了我的岁数”。到明朝时,永乐年间编纂的《鲁班木经》中,已有制造算盘的规格、尺寸:“算盘式:一尺二寸长,四寸二分大。框六分厚,九分大,……线上二子,一寸一分;线下五子,三寸一分。长短大小,看子而做。”此外还出现了徐心鲁的《算珠算法》、程大位的《直指算法统宗》、柯尚迁的《数学通轨》、朱载堉的《算学新说》等介绍珠算用法的著作,因此算盘在明代已被广泛地使用这是毫无疑问的 。
随着新史料的发现,又有专家认为,算盘应该起源于唐朝、流行于宋朝。其依据是,在宋代名画《清明上河图》中,画有一家药铺,其正面柜台上赫然放有一架算盘,经中日两国珠算专家将画面摄影放大,确认画中之物是与现代使用算盘形制类似的串档算盘。而且1921年,在我国河北巨鹿县曾经出土了一颗出于宋人故宅的木制算盘珠,虽然已被水土淹没八百年,但仍可见其为鼓形,中间有孔,与现代的算珠毫无二致 。
此外,持此种观点的人还认为,在元初的蒙学课本《新编相对四言》中,有一幅九档的算盘图,既然在元初已为训蒙内容,可见算盘在当时已是寻常之物,它的出现,至少可上推到宋代。况且那位写《算盘》诗的刘因也是宋末元初时期的人,他的诗与其说是描写元代的事物,还不如说是宋代事物的反映更为确切。同样,陶宗仪的“三珠戏语”所见元人谚语中已有算盘珠之说,也反映出“是法盛行于宋矣” 。
算盘
但如果据此认为算盘起源于宋代,其中似乎还有疑问。因为从形制上来看,宋代的算盘已经较为成熟,丝毫没有新生事物常有的那种笨拙或粗糙。因此,较多的算学家认为,算盘的诞生还可上推到唐代。因为宋代以前的五代十国时期战乱不断,科技文化的发展较为滞缓,算盘诞生于此时的可能性较小。而唐代是中国历史上的盛世,经济文化都较发达,需要有新的计算工具,因此将使用了2000年的筹算演变为珠算,算盘在唐代被发明是极有可能的 。加法口诀
算盘加法口诀
说明:珠算加法口诀是用来指导拨珠动作,进行运算的文字总结。为了能较清楚地了解口诀内容,先将加法口诀中的有关术语含义简述如下 :
“上”是指拨算珠靠梁 。
“下”是指拨上珠靠梁 。
“去”是指将靠梁的算珠拨去靠边 。
“进”是指在前位(左一档)上加数 。
口诀中的每句第一个字表示要加的数,最后一个字表示要拨动算珠的数 。
减法口诀
算盘减法口诀
说明:珠算减法口诀共二十六句,分为直接减、破五减,退十减和退十补五减四种。减法口诀中有关术语的含义 :
“上”是指拨下珠靠梁 。
“下”是指拨下珠离梁靠边 。
“去”是指拨去靠梁的算珠,离梁靠边 。
“进”是指在前位(左一档)上加数 。
“退”是指在前位(左一档)上减数 。
“还”是指在退去前位数后应在本位上加数 。
口诀中的每句第一个字表示要减的数,后面的一个字表示要拨动算珠的数 。
乘法口诀
一一01一二02一三03一四04一五05一六06一七07一八08一九09
二一02二二04二三06二四08二五10二六12二七14二八16二九18
三一03三二06三三09三四12三五15三六18三七21三八24三九27
四一04四二08四三12四四16四五20四六24四七28四八32四九36
五一05五二10五三15五四20五五25五六30五七35五八40五九45
六一06六二12六三18六四24六五30六六36六七42六八48六九54
七一07七二14七三21七四28七五35七六42七七49七八56七九63
八一08八二16八三24八四32八五40八六48八七56八八64八九72
九一09九二18九三27九四36九五45九六54九七63九八72九九81
说明:乘法口诀每句由四个数字组成,前2个为汉字数字,后2个为阿拉伯数字。第一个数字指乘数,第二个数字指被乘数,第三、四个数字指乘积 。
为防止运算中加积错梢,乘积一律南二位数字组成。即使乘积有效数字只有一位,也需于乘积前加0读出,如6x1,口诀读作一六06 。
九归口诀
一归(用1除):逢一进一,逢二进二,逢三进三,逢四进四,逢五进五,逢六进六,逢七进七,逢八进八,逢九进九 。
二归(用2除):逢二进一,逢四进二,逢六进三,逢八进四,二一添作五 。
三归(用3除):逢三进一,逢六进二,逢九进三,三一三余一,三二六余二 。
四归(用4除):逢四进一,逢八进二,四二添作五,四一二余二,四三七余二 。
五归(用5除):逢五进一,五一倍作二,五二倍作四,五三倍作六,五四倍作八 。
六归(用6除):逢六进一,逢十二进二,六三添作五,六一下加四,六二三余二,六四六余四,六五八余二 。
七归(用7除):逢七进一,逢十四进二,七一下加三,七二下加六,七三四余二,七四五余五,七五七余一,七六八余四 。
八归(用8除):逢八进一,八四添作五,八一下加二,八二下加四,八三下加六,八五六余二,八六七余四,八七八余六 。
九归(用9除):逢九进一,九一下加一,九二下加二,九三下加三,九四下加四,九五下加五,九六下加六,九七下加七,九八下加八 。
说明:除数是一位数的除法叫“单归”;除数是两位或两位以上的除法叫“归除”。除数的首位叫“归”,以下各位叫“除”。如,除数是534的归除,叫“五归三四除”,即用五归口诀求商后,再用34除 。
空档:某一档的上、下都离梁的时候,叫做空档。空档表示这一档没有记数,或者表示0 。
空盘:算盘的各档都是空档是,表示全盘没有记数,叫做空盘 。
内珠:靠梁记数的算珠,叫做内珠 。
外珠:离梁不记数的算珠,叫做外珠 。
拨上:是指将下珠拨靠梁 。
拨下:是指将上珠拨靠梁 。
拨去:是指将上珠或下珠拨离梁 。
本档:是指正要拨珠记数的这一档 。
前档:是指本档的前一档,也叫左一档(位) 。
后档:是指本档的后一档,也叫右一档(位) 。
漂珠:拨珠时用力过轻,不靠梁不着框,浮漂在档中间的算珠 。
带珠:拨珠时,把本档或邻档不应拨入或拨去的算珠带入或带出叫带珠 。
实珠:靠梁表示正数的算珠 。
虚珠:也叫负珠,是指算珠拨到既不靠梁又不靠框,表示负数的悬珠 。
置数:也教布数,按照计算的要求,把数字拨入算盘,为计算作准备 。
档位:也叫档次,是指档的位次 。
错档:也叫错位,是指运算过程中未将算珠拨入应拨的档位 。
隔档:也叫隔位,是指本数位左右空一档的第二档(位)。入隔位乘法中两数相乘,积的个位打在被乘数的右两位上;隔位除法中隔位商几,指的是被除数首位的左两位 。
进位:是指本档加上一个数后,大于或等于10,须向前位加1,叫做进位 。
退位:是指在本档减去一个数时本档不够,许向前面一位减1,叫做退位 。
首位:也叫最高位,是指一个多位数的第一个非零数字为首位。如3284中的3,0.0726中的7 。
末位:也叫最低位,是指一个多位数的最后一个数字。如3275中的5,120中的0,481.29中的9 。
次位:实质一个多位数的第二个数字。入3865中的8,0.4178中的1 。
清盘:拨去各档靠梁的算珠,使全盘成为空盘,叫做清盘 。
全盘练习:算盘所有档上,或大部分档上作拨珠练习,以及按基本运算法则进行全面练习,叫做全盘练习 。
算盘
由于算盘制作简单,价格便宜,珠算口诀便于记忆,运算又简便,所以在中国被普遍使用,并且陆续流传到了日本、朝鲜、美国和东南亚等国家和地区。当今,已经进入了电子计算机时代,但是古老的算盘仍然发挥着一定的作用 。1、本站所有文本、信息、视频文件等,仅代表本站观点或作者本人观点,请网友谨慎参考使用。
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