算盘是中国古代的计算器,使用了很长的时间,直到新中国成立后,都还有很长一段时间在使用算盘,但是算盘是谁发明的呢?历史上并没有记载,只是在古籍中留下了少量的线索。
目前有关算盘最早的记录,是东汉数学家徐岳写的《数术记遗》,一共记录了14种算法,第13种被称为“珠算”,书中记录:“珠算,控带四时,经纬三才。”对于这段记载,南北朝时期的北周数学家甄鸾,曾经对徐岳的这段记录做出了详细的描述:
这些文字,被许多学者认为是我国关于珠算最早的记载。但是现代有些学者认为,《数术记遗》中所描写的珠算,可能是一种记数工具或者是只能作加减法的简单算板,与用算盘的珠算法不是一回事。本文采用主流的说法,以《数术记遗》的记载,为最早的珠算法记载。
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那么徐岳的珠算之法又是跟谁学的呢?《数术记遗》中也做了描述,是徐岳的老师刘洪在会稽郡(今浙江绍兴)东部都尉任上的时候,曾经拜访了一位不知道名字的隐者天目先生,天目先生传给刘洪的,刘洪记下来又传给了徐岳。
现在有些文章就说天目先生是刘洪的老师,这么说其实有点片面,要知道刘洪是皇室宗亲,祖先刘兴是东汉开国皇帝刘秀的侄子,刘兴的老爸是刘秀的大哥刘演,后来刘秀的二哥刘仲去世了,就把刘兴过继给了刘仲,继承了鲁王爵位。
所以刘洪从小得到了很好的教育,他去拜访天目先生是184-189年在会稽郡任职的时候,大概55岁到60岁的样子,本身已经是个大数学家,大天文学家了,根据刘洪长时间的观测与计算,得出一个月长度为29+773/1457天,一年长度为365+145/589,跟现代的数据已经很接近了,历史上被誉为“算圣”,虽然天目先生指导了刘洪,但刘洪的老师有很多,只能说天目先生是刘洪的老师之一。
至于天目先生是跟谁学的珠算之法,就没有人知道了,后来三国两晋南北朝隋朝,一直到唐朝初期,大部分时间都是战争频繁,算盘一直都没有发展开来,只有极少数的家庭和机构拥有,对于珠算的记录也非常的少。
这种现象在古代并不奇怪,要知道宋朝就发明了活字印刷术,但是直到清朝,民间都还广泛应用着更古老的雕版印刷术,还有南北朝祖冲之算出了圆周率在3.1415926-3.1415927之间,但是100多年后的数学家夏侯阳跟张邱建,在计算圆的时候,仍然采用《九章算术》里刘微π=3.1416的古老结论,足以说明古代一项科技的普及时间往往都是要很长时间的,而且使用算盘还得需要一定的学历,文盲是不可能用得了的。
从唐朝后期到宋朝,算盘开始慢慢在民间流传开来,唐朝末期到北宋早期的数学家谢察微,写了本《谢察微算经》,这是一本算术启蒙的书籍,明确记载了算盘的存在:中,算盘之中;上,脊梁之上,又位之左;下,脊梁之下,又位之右;脊,盘中横梁隔木。原书早已经失传了,书中的内容被收录在明代初年陶宗仪编纂的《说郛》中。
北宋张择端画的《清明上河图》,画的最左边,有一家药店,药店的柜台放着一个算盘,足以证明北宋时期算盘已经在民间慢慢普及开来了。明朝永乐年间的《鲁班木经》,记录了当时制造算盘的规格:
根据这些古代记载,我们可以推算出,算盘大概是东汉时期天目先生或者他的前辈先师发明的,经过刘洪师徒的推广,在数学界一直有应用和改进,但是在社会上长时间没有得到普及,直到唐朝后期,才开始慢慢在民间流行起来。
在算盘出现之前,一直都是用竹签作为筹码计算的“筹算”法,直到元朝,都还有筹算法的除法歌诀——化零歌。后来的珠算口诀,就是根据筹算口诀进化来的。
1593年,明代数学家程大位编写了《算法统宗》,记录了珠算法的口诀算法。后来算盘一直应用到了新中国前期二三十年,连当年造原子dan,大量的数据都是用算盘打出来的,我们九十年代读小学的时候,也还学过一段时间的算盘。