最早算具
2014年1月7日,
清華大學所藏戰國
竹簡(簡稱“清華簡”)第四輯整理報告發布,其中包含《算表》。該套竹簡形狀上顯得比較寬大,且上部有紅色橫線,非常顯眼,共有21支,保存相對完好,只有4支上部有部分殘缺,殘缺部分可以通過內容進行推理補全。其中有一支單獨的竹簡右側都是鑽孔,鑽孔內留有絲織品的痕跡。《算表》文獻被
數學史專家認定是中國國內發現最早的實用算具,利用這套《算表》,不僅能夠快速計算100以內的兩個任意整數乘除,還能計算包含分數1/2的兩位數乘法。
《算表》發現於
清華簡,距今已有2300年的歷史。《算表》可利用乘法交換律原理,快速計算100以內兩個任意整數的乘積及包含特殊分數“半”的兩位數乘法,被眾多數學史專家認為是中國發現最早的實用算具,“填補了先秦數學文獻的空白”。計算功能超過了以往中國發現的“里耶秦簡九九表”和“張家界漢簡九九表”等古代乘法表。
《算表》收錄於清華簡第四輯整理報告《清華大學藏戰國竹簡(肆)》中,是2500枚清華簡中形制非常特殊的21支,竹簡上端鑿有圓孔,孔內有絲帶殘留。2010年7月12日,數學史專家對該篇竹簡進行了鑑定。專家們一致認為:“這21支竹簡不僅具有數字特質,更具有運算功能,是一份實用的運算表”,並建議將之命名為《算表》。《算表》為我國留存最早的數學文獻實物,填補了先秦數學文獻實物空白,是研究
中國古代數學的珍貴史料。經學者研究、金氏世界紀錄核實認證,這是目前發現的人類最早的十進制計算器。
最早算具 填補空白
在最初整理清華簡時,就注意到有幾支書簡比較特別:形狀上顯得比較寬大,且上部有紅色橫線,非常顯眼。
經過收集整理之後發現,這幾支“胖大”的竹簡拼接之後形成一個表格,表格里寫有數字,數字的寫法與熟悉的寫法有所不同,如“30”,就有“卅”和“三十”兩種表達方式。
經過研究發現,該《算表》不僅可以將複雜的乘法轉變為簡單的加法,還可用於除法運算和開方運算。至於古人是否利用該表進行過此類運算,還有待考證。
計算功能
能對含1/2兩位數做乘法
《算表》由21支長約半米寬約一米的竹簡組成,簡上劃有橫格,格間寫有數字,剛好構成一個約半張報紙大小的矩陣,其中17支保存完整,另外4支入藏時已有些殘缺,但根據分析研究,能知道殘缺部分的內容。
《算表》形成於公元前305年左右,比此前發現形成於公元前200多年的里耶秦簡九九表還要早。《算表》通過竹簡交叉構成21行、20列,分為乘數和被乘數個位、十位區,利用《算表》進行。
《算表》能直接用於兩位數的乘法及除法運算,還能對含有分數1/2的兩位數進行乘法運算,“可能還可以用於開方運算,但還需進一步研究探索”。
《算表》的表格里寫有數字,數字的寫法與當代的寫法有所不同,如“30”,就有“卅”和“三十”兩種表達方式。該數字構成的表格,用的是十進制,利用乘法交換律原理,能夠快速計算100以內的兩個任意整數的乘積,還能夠計算包含特殊分數“半”的兩位數乘法,
《算表》呈表格形態,核心部分是由“九”至“一”及其乘積“八十一”至“一”構成的九九乘法表,擴展部分一端為“半”與“半”的乘積“錙”(四分之一);另一端為被乘數及乘數分別擴大至十倍,也就是最大為“九十”與“九十”的乘積“八千一百”。可以通過絲線交叉、運用交換律將兩位數乘法轉換為四個交叉點數字相加,實現快捷運算。
算法示例
(22乘以35)
一、將22分為20和2;將35分為30和5;
二、在“算表”第1行分別找到20和2;在算表第1列找到30和5;
三、分別在算表中找到2和30、5及20和30、5的交叉點並找出對應的數字:60、10、600、100;
四、將4個對應數字相加(60+10+600+100),所得和770,即為22乘以35的積。
社會影響
《算表》的發現引起了數學界的極大重視。前國際數學史學會主席
道本周教授指出:“這一發現意義非凡,它是世界上最早的十進制乘法表實物。”國際數學大師
丘成桐教授及諾貝爾物理學獎得主
楊振寧先生也參觀並研討了《算表》的性質、功能。《算表》的研究成果被《自然》網路版、《科學美國人》和中央電視台等國內外權威媒體廣泛報導。
文物價值
中國傳統數學第一高潮被提前
經對同批竹簡的碳14測定及自身的文字特徵判斷,確定《算表》當撰成於戰國中期偏晚時,是所見到的我國最早的數學文獻實物。
《算表》填補了先秦數學文獻的空白,不僅比能見到的古代十進制乘法表年代都早,而且其數學與計算功能也超過了前幾年發現的里耶秦簡九九表和古代其他乘法表,在當時世界範圍內也是相當先進的,是中國數學史乃至世界數學史上的一項重大發現。《算表》為春秋戰國時期是中國傳統數學的第一個高潮提供了佐證,使國內外否定中國
古代數學成就的虛無主義態度不攻自破。
《算表》首次展現了戰國計算技術的原始文獻,為
春秋戰國時期數學已經相當發達提供了直接證據。
世界紀錄
最早的十進制乘法表:2017年4月23日,中國北京。金氏世界紀錄宣布:由清華大學於2008年收藏的戰國竹簡《算表》為公元前305年的算具文獻,經認證為最早的十進制乘法表。