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“铺地锦”史话



全 文 :!珠算与珠心算 #$%$& %
潘红丽 潘有发
现行小学数学课本四年级上册 ’!(介绍一种格子乘法。
在国外印度数学家婆什迦逻()*+,-+.+%%%/—%%0!?)在以他
女儿命名的一部数学书———《丽拉娃蒂(123+4+52)》(%%!$年)一书
中,给出五种乘法,其中有一种被后人称为“格栅法”,因为这种
方法的计算图式,很象安在私人住宅窗户上的格删,有了它,过
路人就望不到屋里。
书中有一题为:
两目可爱如小鹿之爱女 123+4+52,以 %# 乘 %! 而得之数如
何?婆什迦逻的演算图式如下!
后来,生长在今伊朗境内的数学家阿尔 6 卡西(71 8 -+,92?
—%/#:7;或 %/<)在其所著的《算术之钥》(%/#(年)中,亦介绍
了这种格子乘法,在欧洲,%/(0年意大利特雷维佐(=.>.2,?)地
方印刷出版的一本商业算术书,%/:/ 年意大利数学家巴巧利
(’+@2?32%//!—%!%/)著作《算术 6 几何 6 比与比例》,也分别介绍
了这种格子乘法#
特雷维佐算术中的格子乘法图式
:/ A %/ B #:#(<
巴巧利《算术 6 几何 6 比与比例》中的格子乘法图式
:0( A :0( B :(/%<:
国内许多学者如在杜石然$钱宝琮(%0:# 8 %:(/)%梁宗巨
&和许莼舫(%:$(—%:法”是由阿拉伯伊斯兰国家传入的,只有陕西财经学院的李培业
教授提出是“我国所独创并非来自外国。”并提出四点理由。(
在国内,在目前现已发现的史料中,首次刊载这种格子乘法
的是明朝数学家夏源泽撰写的《指明算法》(%/:年),不是吴敬
的《九章算法比类大全》。《指明算法》称为“铺地锦”。“铺地锦”
者,故名思意,就是把我国传统的“锦”铺在地面上,进行计算之
意。这是一种在明朝社会上与珠算并行的广为流传的算法。是我
国独创。除夏源泽的《指明算法》外,还有吴敬《九章算法比类大
全》(%/!$ 年)、徐心鲁订正《新刻订正家传秘诀盘珠算法》(%!(
年)和程大位《算法统宗》(%!:# 年)等书,也都专门介绍了这种算
法。
我国古代用筹进行演算,在演算时,往往把筹置放在地面
上,早在《张丘建算经》卷下著名的“百鸡问题”其术文中,就有
“置钱一百在地”的说法)。在后来的《透廉算法》、《丁巨算法》
(%!$ 年)和贾亨《算法全能集》等书中,应用的更为十分普遍*
如《透廉算法》中有“置一铢直钱在地”、“置一斤直钱在地”、“置
有钱一贯在地”,《丁巨算法》中有“置钞在地”、“置都斤在地为
实”。《算法全能集》中有“置张客银在地”、“置都罗在地”、“置都
“铺地锦”史话
算 史 CD7ECFG
#
! 珠算与珠心算 #$%$& %
麦在地”、“置卖到银在地”、“置都米在地”等,这是把筹放置在地
面上进行运算。这说明“铺地锦”在我国有很悠久的历史,是由此
演变而来。
印度人从公元六世纪起,在铺满沙土的盘上利用位值制数
码进行四则运算,其运算方法与我国古代的置筹在地的筹算四
则运算方法十分相似,这是受我国古代筹算的影响。我国古代的
十进位值制记数法,整、分数记法及四则运算。三率法、盈不足
术、百鸡问题等可能都是经由印度传入阿拉伯伊斯兰国家的。当
时的一些历史学家把中国人称为“契丹(’()*)+或 ’(+*)+)把伊斯
兰算书中的 ), - ’()*))./”称为“契丹算法”
公元十三纪,这种“契丹算法”还曾传到欧洲。意大利数学家
菲波那契(0+12/)334%%5$?——— %#!$)《算盘书》(%#$# 年)中的第
%6章,讲的就是“契丹算法”。公元十五世纪,中亚数学家阿尔卡
西《算术之钥》(%#5年)中的整、分数四则运算,开平方、开立方、
高次开方、开方作法本源图、百禽问题等都直接受到了中国的影
响,或是由中国传入印度,再由印度传入中亚伊斯兰教国家,间
接地受到中国的影响。
夏源泽的《指明算法》原本已失传。在清朝初年,有金陵
(南京)郑元美校正以文居刊本和康熙五十五年(%5%7 年)王
认庵校正福州集新堂刊本。两种刊本,流传至今。但一般人很
难见到,原书现藏日本,国内只有少数专家有抄本。另外,在明
朝刊刻出版的另外三种算书《书算玄通》、《算法便览》、《精采
算法真诀》中,载有并注明“铺地锦指明图说”字样,这显然是
引自《指明算法》。这三种书分别是三部大型丛书中的一卷,未
署作者及刊刻年代,内容比较简单,大体相同。算盘图式为梁
上二珠,梁下五珠,似出同一祖本。日本儿玉明人将其列入《十
六世纪末明刊の珠算书!》。%88 年 6 月,山东人民出版社出
版靖玉树编勘《中国历代算学集成》,将其列入中册影印出版
。但字迹漫漶不清,刻印讹字较多,十分难认。三书中的“铺
地锦”文字内容几乎完全相同。图式有格眼,与吴敬《九章算法
比类大全》(%!$ 年)卷首“乘除开方起例”中的“写乘”图式完
全一样。并对“铺地锦”的用途,计算方法作了详细说明。由于
流传不广,刻印较少,材料十分珍贵,现依《精采算法真诀》并
对照其他二书,引录全文如下:
铺地锦 歌曰
数代因乘法更奇,铺地锦名捷径篇。
置实先当横上位,但为法者右傍添。
纵横格定仍科界,九九相因上下亭。
遇十须施斜格上,从单即向下层宣。
数来单子作成数,有十还当赶向前。
算者从斯能触数,厘毫丝忽不差焉。
此法算粮最捷。法置粮数从左至右列于图上 9为实 :,以每石
征银则列于右下(为法),与粮数相呼因之。因之毕,从右下角数
起,遇零数即书于图下;若有十数或二十、三十、四十即赶向前斜
格上。作零散算粮之法,莫善于此。其余交军需,物价求数;官民
田地山塘,求米麦;分物还原,算量田地,但是因乘者,俱仿于
此。
假有民米四十六石七斗九升三合六勺,每石价银五钱六分
三厘四毫六丝。问:共银若干?
答曰:该银二十六两三钱六分六厘三毫二丝一忽八微五纤
六尘。
此即:$; !<6< 两 = <; 586<石 > #<; 6<<6#%7!<
假如有民米二 ? # @十三石四升六合八勺,每石征银六钱四厘
八丝。问:共银若干 ? 6 @?
答曰:共该银一十三两九钱二分二厘一毫一丝 A九四四。
此即:$; <$$7 两 = #6; $<7石 > %6; 8##%%$8两
吴敬《九章算法比类大全》(%!$年)称为“写算”。自注云:
“先要画置格眼,将实数于上横写,法数于右直写,法实相呼,添
写格内,得数从下小数起,遇十进上,合问。”歌云:
写算先须仔细看,物钱多少在毫端。
就填图内依书数,加减乘除总不难。
吴敬共举出四个例题说明此法的应用。
例如:今有丝三千六十九两八钱四分,每两价钞二贯六百三
文七分五厘。问:该钞几何?
答曰:七千九百九十三贯九十五文九分
此即:6$<8; 7 = #; <$65! > 5886; $8!8
算 史 BCDEBFG
!!珠算与珠心算 #$#% $
今有米二斗 三升 四合
一钱一分
一分五厘
一厘五毫
二厘二毫
&复印自徐心鲁订正 ’
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钱 分 厘 毫
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吴敬的演算图式为:
公元 $!+. 年,徐心鲁订正的《盘珠算法》卷上,提到一种原
始的未画格眼的“铺地锦”算法。“铺地锦”者,即将锦铺在地面
上,用筹在上面进行运算也。这与印度婆什迦逻的“格子乘法”是
截然不同的。算注云:“不同算盘,而因乘见总。”
题目为:今有米二斗三升四合 0 / 1,每斗要银五分五厘。问:
银多少?
图式可横写如下:
(以实因)法曰:二五一十,二五一十,三五一五十五,三五一
十五,四五二十,四五二十。
此 即:
与杨辉《乘除通变算宝》卷上“相乘六法“中的”“相乘”法相
同。术曰“实位居上,法位居下,以法尾顶实首位非顶首位,是顶
所乘之位也。0 ) 1详尾位之数,以定其实,法实相同,言十过法身,言
如对法身,临了就实身《详解》有注。”具体的演算细草是被乘数
置于上位,法数置于下位,法首对准实尾,先从被乘数的最高位
乘起,乘乘数的各位数字,再用被乘数的次位,末位乘乘数的各
位数字,随乘随加,言十过法身,言如对法身,临了就实身。本质
上,与现代的乘法算式,除所用数码不同外,并无多大差别。
元朱世杰《算学启蒙》卷上纵横因法门的计算方法与此十分
相近,纵横因法歌云:
此法从来向上因,但言十者过其身,
呼如本位须当作,知算纵横数目真。
术曰:列物数(被乘数)在上,各以价钱,从上因之,即得。
程大位($!..—$)#))在《算法统宗》($!2 年)卷十七指出:
“写算,即铺地锦”歌曰:
写算铺地锦为奇,不用算盘数可知。
法实相呼小九数,格行写数莫差池。
记零十进于前位,逐位数上亦如之。
照图画式代乘法,厘毫丝忽不须疑。
入清以后,铺地锦仍在流传,西洋纳皮尔(34 56789:$!!#—
$)$+)筹算也随之传入中国。
公元 $)$+ 年,英国
数学家纳皮尔对国外中
世纪流传的格子乘法进
行了改进!,在《计算用
筹》一书中,公布了他改
进的筹算。这种算筹是将
$——— 2 的自然数及其倍
数分别列置在九根算筹
上,另备一空筹和平方
等,用以计算开方。公元
$)/!年汤若望(396;<=6;
>?@6AABC;D9AA $!2$ —
$)))), 罗 雅 谷
(36?EF9GH@C $!2.—$).*)
在进呈的《西洋新法历书》中,增加了《筹算》和《筹算指》各一卷
,首次将纳皮尔筹算介绍到中国来,现北京故宫博物院藏有多
付纳皮尔算筹。$)+.年,数学家方中通($)./—$)2*)在《数度衍》
卷四对这种筹算进行了详细的介绍#。$)+*年梅文鼎撰《筹算》
二卷$自序云:“《(西洋新法)历书》出,乃有筹算,其法与旧传铺
地锦相似,而加便捷。又昔但以乘者今兼以除。且益之开方诸率,
可谓尽变矣。但本法横书,彷佛于珠算之位,至于除法,则实横而
商数纵。颇难定位。愚谓即用笔书,宜一行直下为便辄。以鄙意
改用横筹直写,而于定位之法尤加详焉。俾用者无复纤疑,即不
算 史 >I<5>JK
! 珠算与珠心算 #$%$& %
敢谓兼中西两家之长,而于筹算庶几无憾矣。”“筹算有数便:奚
囊远涉。便于佩带,一也。所用乘除,存诸片楮,久可复核,二也。
斗室匡坐,点笔徐观,诸数历久,人不能测,三也。布算未终,无妨
泛应,前功可续,四也。乘除一理,不须歌括,五也。尤便习学,朝
得暮能,六也。”%’(( 年,戴震(%’#(—%’’’)撰《策算》!卷。戴震
说:“以九九书于策,则尽乘除之用,是为策算。策取可书,不曰
筹,而曰策,以别于古筹算,不使名称相乱也。策列九位,位有上
下。凡策或木或竹皆两面。一与九,二与八,三与七,四与六,共策
五之。一面空之为空策,合五策而九九备。如是者十,各得十策,
别用策一,列始一至九,各自乘得方幂之数为开平方策,算法虽
多,乘除尽之矣。”
戴震之后,数学家许桂林(%’’)—%)#%)在《算牖》(%)%% 年)
卷二中说:“筹算用筹,,筹以牙、木、铜、纸为之皆可。每筹九
位,每位上下作半圆界之⋯⋯⋯筹算后出而愈便,窈观笔算与铺
地锦相似,其除法胜铺地锦而不如筹,其乘法似尚不如铺地锦之
明便,筹算则罗雅谷旧法,本用直筹,甚与铺地锦相似,梅先生改
用横筹,作半圆界,精巧简妙,乘除并省。”说明纳皮尔筹算“精巧
简妙,乘除并省。”与我国的铺地锦相似,是由格子乘法或我国的
铺地锦演变而来。并在卷四专门介绍“铺地锦”算法。清朝数学家
张豸冠,则提出不同的看法,他在《珠算入门》(%)%$年)“珠算兼
筹说”节中说:“筹算、笔算虽雅,而迟速殊焉⋯⋯不若珠算之辩
析毫厘⋯⋯第诸算之中,固以珠为便捷矣。”#清朝还有许多数
学家编撰出版了许多筹算专著,如王阐锡(%#)—%)#)《筹算》
一卷,瑞诰《筹算浅说》(%)*!年)一册,劳乃宣(%)(+—%*#%)《筹
算浅释》(%)*’年)二卷,《筹算蒙课》(%)*)年)一卷,王贞仪
(%’)—%’*’)《筹算易知》一卷等。解放以后,国内有不少人提倡
筹珠联合,改革算具。%*!(年,华印椿(%)*—%**$)著《大众速成
珠算》(立信会计出版社)。%*!’ 年余介石(%*$—%*))著《筹珠
联合使用法》(中国财经出版社)由于不切实用,所以很快停止。
现在只有笔算珠算盛行。
主要参考资料
, % -见日本长泽龟之助(%)$—%*#’)原著。薛德炯、吴载耀
译《算术辞典》.%#,上海新亚书店,%*+! 年
美 /伊夫斯著、欧阳降译《数学史概论》.#%。山西人民出版
社,%*)年 + 月
, # - , -梁宗巨(%*#(—%**! 年)《世界数学史简编》.’*,辽宁
人民出版社,%*)%年 ) 月
, + -见卡约黎(0123456(%)!*—%*+$)著,曹丹文译《初等算学
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古大学出版,台湾九章出版社,%**+年 ’ 月
, * -见《张丘建算经》卷下
, %$ - 任继愈主编《中国科学技术典籍通汇》中郭书春主编
《数学卷》第二册影印,河南教育出版。%**+ 年 月
, %% -见儿玉明人《十六世纪末明刊の珠算书》东京富士大学
短期出版部,%*$年
, %# - 见靖玉树编勘《中国历代算学集成》中册,山东人民出
版社。%**(年 + 月
, %+ -李约瑟(3778/9:%*$$—%**!)《中国科学技术史》第三
卷 .%!),科学出版社,%*’) 年 ’月
,%(-李迪《中国数学史简编》.#+(辽宁人民出版社。%*)(年 !

, %! -见$
, % -见承学堂本《宣城梅氏丛书辑要》
, %’ -见 %)* 年秋上海鸿宝斋石印本《算经十书》
, %) -见 , %# -
,%* -华印椿(%)*—%**$)《中国珠算史稿》.’(,中国财经出
版社,%*)’ 年 %# 月
作者单位:黑龙江省克山县财政局
黑龙江省克山县第四中学
算 史 ;<9=;/>