張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

“它的文化影響是比較大的,”陝西曆史博物館科研處副處長張維慎研究員這樣介紹這28枚象牙算籌,“它的算法在世界上是比較先進的,是古代的重要科學技術成就。”

張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

陝西曆史博物館科研處副處長張維慎

1983年11月18日,陝西省旬陽縣北部的佑聖宮後坪的變電所施工時發現了一座漢代墓葬,墓中出土了包括銅器、貨幣、長方形石硯等在內的二百多件文物,其中還有令人震撼的28枚整齊的象牙制算籌。這座漢墓被命名為佑聖宮1號墓,推斷時間約為新莽至東漢初年,墓主人留下的28枚精緻的象牙算籌與其他文物一同保存在旬陽博物館。1991年,陝西曆史博物館開放,在籌建之時徵集全省文物,這一套珍貴的象牙算籌作為重要的一組文物輾轉來到陝西曆史博物館。從此,28根粗細均勻、長短一致的乳白色細棒,在這裡靜靜地展示著古人的智慧。

張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

象牙算籌

算籌其物

收藏於陝西曆史博物館的象牙算籌長13.5釐米,直徑0.4釐米,兩端齊整,由於是象牙質地,呈乳白色,文保人員把它們封護於有機玻璃保護盒中,以保持適宜的溼度。因“骨質文物脫水快的話,容易變形和開裂,”張維慎解釋說,“你看咱們平時的傢俱因不適應環境的變化而開裂,是最明顯的。”

張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

保護展出中的象牙算籌

據張維慎介紹,算籌的使用時間較早。在春秋戰國時期就有文獻記載,使用已相當普遍。1954年湖南長沙左家公山的戰國時期楚墓中出土的竹算籌,是目前為止考古發現的最早的算籌實物。

張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

長沙左家公山出土的戰國算籌

算籌是在古代占卜所用的長短不一的蓍草基礎上發展而來。漢許慎《說文解字》載:“籌,矢壺也,從竹,壽聲”,“筭,長六寸。計歷數者,從竹,從弄。言常弄乃不誤也”。“籌”原指投壺所用的箭,“算”在漢代作“筭”,讀音相同,算籌指的便是用於計算的竹棒。《漢書·律曆志》記載:“其法用竹,徑一分,長六寸,二百七十一枚而成六觚,為一握。”漢代六寸約為現在的13到14釐米,目前考古發現的漢代算籌與之一致,南北朝以後長度逐漸減短,但是目前考古尚未發現以完整的271根為一個單位的算籌。

張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

蓍草

“當時在世界上其他國家還沒有這麼便利的方法”

至明代算盤普及前,算籌在計數中被廣泛使用。運算時需要先在案上布出籌碼,數字1-9分別有縱、橫兩式擺法。

張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

在表示多位數時,用算籌表示的各位數字橫縱相間,從位高到位低從左至右橫列,與如今的數字書寫習慣相同。個位在最右,用縱式,十位用橫式,百位用縱式,千位用橫式,以此類推,遇零則置空。例如:

張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

計算時,加減法都從左到右,逐位相加或相減;乘除則用口訣(九九表)進行運算,如今數學常用的計算,加減乘除,甚至計算立方,開平方都可以使用算籌進行。“東漢時期的數學著作《九章算術》中,工程建設的應用計算要算工程量,就要算這個立方,”張維慎說,“在算盤使用之前,都是用這個算籌計算的。”

張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

青花算盤

算籌在計算時用籌碼錶示1至9的數字,在數值的表示中遵循十進位制,“那個十進位制是當時最先進最科學的,”張維慎特意強調了算籌計算時十進制的重要性,“當時在世界上其他國家還沒有這麼便利的方法。”

希臘用字母表示一到一萬的數字,“但是這是不夠的,”張維慎解釋道,“像羅馬的數字系統它是沒有進位制的概念的。”有進位制的瑪雅人使用的是20進位制,古巴比倫人使用60進位制,“20進位制需要1到19這樣19個數字才能表示,中國的十進位制就比較簡單。”他說,“中國古代之所以在數學方面取得卓越的成就,與這個十進位制的關係是非常密切的。”

張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

古巴比倫計數石板

“放在算袋裡隨身攜帶”

“算籌的出土還是比較多的,我所知道的起碼有十幾處。”除陝西曆史博物館收藏的這組保存完整的象牙算籌外,張維慎列舉了其他地區出土的幾處關於算籌的重要發現。

1971年8月中旬,陝西省千陽縣的一座西漢墓中出土了骨質算籌。墓內合葬男女二人,算籌與帶鉤同出於男骨架腰胯部。墓中隨藏器物較少,且較為粗糙,多是一般裝飾品和日常生活用具,唯獨算籌置於算袋中珍貴地系在墓主人腰部。這些算籌為獸骨質,大多斷殘,有磨製痕跡。經粘接修補後,計有完好者21根,斷殘不能對接起來的10根,一共31根。算籌最長者為13.8釐米,大多為13.5釐米,最短者為12.6釐米。每根籌棍兩端齊整,粗細大致均勻,約為0.3釐米。這一發現確認了漢代算籌的攜帶方式,“所以漢代會把算籌放在算袋裡隨身攜帶,”張維慎強調,“說明這一點,是很重要的。”墓中算袋的發現表明,漢代已有算袋,填補了文獻記載的空白。

張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

千陽出土算籌

此外,算籌在高等級墓葬中也有發現。1983年發現於廣州市北部象崗山上的第二代南越王墓,是嶺南地區發現的規模最大、出土文物最豐富、年代最早的一座彩畫石室墓,是中國漢代考古中的重大發現之一。其中也出土了一組象牙算籌。這組象牙算籌出於一漆盒內,但出土時已經全碎,部分已壓成粉末狀。從現狀觀察,算籌在盒內堆置三層到四層,總數約200支,呈細長條形,殘長12—13釐米。

張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

南越王墓出土算籌

除竹製、骨制外,1982年陝西西安三店村發現的西漢墓葬出土了鉛製算籌,共有20根,但保存完整的只有兩根。

是職業象徵還是願望?

由於佑聖宮1號墓中沒有明確的文字記載,無法準確判斷這28枚算籌的主人姓甚名誰,地位如何,但張維慎介紹,根據陪葬物的品類推斷,這名墓主人可能是一位“家道富有、愛好武藝並長於書算的下層官吏”。

“能擁有象牙算籌者一般地位都不會太低,”張維慎說,“起碼家境還比較殷實。”他推測,“他可能從事這方面的工作,所以他也許有這種願望,想要擁有這種象牙算籌。”

張維慎認為,算籌的出土可能與墓主人的職業或愛好有關。古代的“上計”制度中需要對地方財政等進行管理,因此設有計算彙報地方財政收支的地方官員。“就相當於專業的會計師,但是不能與他們完全等同,”他說,專業人員的計算中需要的算籌數量更多,幾十根無法滿足,“出土的數量不夠的話,說明他進行的只是簡單的運算,或象徵他就是做這方面的職業。”

張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

NHK大河劇《平清盛》中計算政府錢糧收支

(雖然擺放有待考證,但是的確需要大量算籌進行計算)

已出土的算籌質地有竹製、骨制、鉛製、象牙制、銀製等,不同質地的算籌某種程度上也反映了墓主人當時的地位。南越王墓、長沙馬王堆三號墓都出土過象牙質地的算籌,“而南越王墓、馬王堆三號墓的墓主,地位都比較高,所以可能在這方面有禮制上的反映,”張維慎解釋,“但是光從這個也不能完全決定地位的高低,只是說一般能反映的。”也有比旬陽的佑聖宮1號墓等級更高的墓葬,但出土的卻是木製算籌,對此張維慎推測,旬陽的象牙算籌的出現可能更多地要從墓主人對生前職業的鐘愛來解釋。

張維慎:象牙算籌——古人的數學智慧

陝西西安三店村西漢墓葬中發現的鉛製算籌

雖然從現有的資料已經很難尋覓這座墓主人在歷史長河中的蹤跡,但他留下的28枚象牙算籌卻是古人智慧的珍貴佐證。中國古人偉大的科技成就源於古老的數學智慧,在精巧的算籌上依然熠熠生輝。


分享到:


相關文章: