无极残篇之二十八 古代数学与算筹记数
原著:无极道人
生死轮回一场梦,
迷悟只在一念间。
俊鸟出笼游太虚,
大道无极任逍遥。
上次我们讲到在春秋战国时期,数学上普遍采用算筹记数,古人使用算筹跟我们使用手机一样,大衍之数跟现在的二维码一样,我们各自都认为这是生活的常识,最基本的道理根本没必要解说,因此造成了现在的大衍数之谜。接下来我们继续讲解算筹记数的操作方法,看古人具体是如何使用算筹的。
如何使用算筹记数,据书中记载,有纵横两种排列方式。其中1至5的记数方法是以纵横方式,排列相应数目的算筹来表示;6至9的记数方法是以上面代表五的算筹,再加下面相应的算筹来表示。《夏阳侯算经》记载:“满六以上,五在上方,六不积算,五不单张。”这里的意思就是,在算筹记数法中,数五为纵横变化的转折点,具体来说就是,用纵式的时候,超过五的数就要把一根算筹横过来,由纵变横放在上方代表五;用横式的时候,超过五的数就要把一根算筹竖起来,由横变纵放在上方代表五。我们以前账房先生所用的算盘,学名珠算,就是据此原理而发明的。如果用算筹表示多位数,就需要纵横式交互使用。据《孙子算经》记载,算筹记数法则是:凡算之法,先识其位,一纵十横,百立千僵,千十相望,万百相当。这就是说,个位用纵式表示,十位则用横式,百位再用纵式,千位又用横式,以此类推,遇到零则空一位。(如图所示)
多位数使用纵式和横式两种不同的摆法,是因为十进位制的需要。十进位制,又称十进位值制,我们则俗称为十进制,它包含两方面的含义:其一:是十进制,即每满十数进一个单位,十个一为十,十个十为百,十个百为千,以此类推;其二:是位值制,即每个数码所表示的数值不仅取决于这个数码本身,还取决于它所处的位置。比如同样是一个数码5,在个位上表示5,在十位上就表示50,在百位上就表示500,在千位上就表示5000,以此类推。由于算筹记数法的每个数码都有固定摆法,且位与位之间能纵横变换,所以既不会混淆,也不会错位,是十分合理而科学的,这和我们现代十进制记数法是完全一致的。
十进制的出现很早,在商代的文字记数系统中,就已经出现了十进位值制的萌芽,到了春秋战国普遍使用算筹记数和运算时,就是标准的十进位值制了。中国古代十进位制的算筹记数法,在世界数学史上是一个伟大的创造,中国古代数学能取得许多卓越的成就,在一定程度上归功于算筹记数法。算筹记数法的十进制具有如此重要的意义,那么这也就是我们揭开大衍数之谜的关键。
我们回过头再看一下《易经·系辞上传》第九章:“天一地二,天三地四,天五地六,天七地八,天九地十。天数五,地数五,五位相得而各有合。天数二十有五,地数三十,凡天地之数,五十有五,此所以成变化而行鬼神也。大衍之数五十,其用四十有九。”其中“天一地二,天三地四,天五地六,天七地八,天九地十。天数五,地数五,五位相得而各有合。”这段话写在大衍之数前面,具有什么特殊意义呢?跟十进制记数有什么关联呢?我们下次再为大家讲解。
无极道人乘鹤去,
空留残篇八十一。
谁能解得其中意?
不枉人间走一回!