算表

更新时间:2023-03-29 19:01

《算表》发现于清华简,距今已有2300年的历史。 可做乘除法和开方,可计算100内任意两整数乘除,比此前发现形成于公元前200多年的里耶秦简九九表还要早,计算功能超过了以往中国发现的“里耶秦简九九表”和“张家界汉简九九表”等古代乘法表。

最早算具

2014年1月7日,清华大学所藏战国竹简(简称“清华简”)第四辑整理报告发布,其中包含《算表》。该套竹简形状上显得比较宽大,且上部有红色横线,非常显眼,共有21支,保存相对完好,只有4支上部有部分残缺,残缺部分可以通过内容进行推理补全。其中有一支单独的竹简右侧都是钻孔,钻孔内留有丝织品的痕迹。《算表》文献被数学史专家认定是中国国内发现最早的实用算具,利用这套《算表》,不仅能够快速计算100以内的两个任意整数乘除,还能计算包含分数1/2的两位数乘法。

《算表》发现于清华简,距今已有2300年的历史。《算表》可利用乘法交换律原理,快速计算100以内两个任意整数的乘积及包含特殊分数“半”的两位数乘法,被众多数学史专家认为是中国发现最早的实用算具,“填补了先秦数学文献的空白”。计算功能超过了以往中国发现的“里耶秦简九九表”和“张家界汉简九九表”等古代乘法表。

《算表》收录于清华简第四辑整理报告《清华大学藏战国竹简(肆)》中,是2500枚清华简中形制非常特殊的21支,竹简上端凿有圆孔,孔内有丝带残留。2010年7月12日,数学史专家对该篇竹简进行了鉴定。专家们一致认为:“这21支竹简不仅具有数字特质,更具有运算功能,是一份实用的运算表”,并建议将之命名为《算表》。《算表》为我国留存最早的数学文献实物,填补了先秦数学文献实物空白,是研究中国古代数学的珍贵史料。经学者研究、吉尼斯世界纪录核实认证,这是发现的人类最早的十进制计算器。

最早算具 填补空白

在最初整理清华简时,就注意到有几支书简比较特别:形状上显得比较宽大,且上部有红色横线,非常显眼。

经过收集整理之后发现,这几支“胖大”的竹简拼接之后形成一个表格,表格里写有数字,数字的写法与熟悉的写法有所不同,如“30”,就有“卅”和“三十”两种表达方式。

经过研究发现,该《算表》不仅可以将复杂的乘法转变为简单的加法,还可用于除法运算和开方运算。至于古人是否利用该表进行过此类运算,还有待考证。

计算功能

能对含1/2两位数做乘法

《算表》由21支长约半米宽约一米的竹简组成,简上划有横格,格间写有数字,刚好构成一个约半张报纸大小的矩阵,其中17支保存完整,另外4支入藏时已有些残缺,但根据分析研究,能知道残缺部分的内容。

《算表》形成于公元前305年左右,比此前发现形成于公元前200多年的里耶秦简九九表还要早。《算表》通过竹简交叉构成21行、20列,分为乘数和被乘数个位、十位区,利用《算表》进行。

《算表》能直接用于两位数的乘法及除法运算,还能对含有分数1/2的两位数进行乘法运算,“可能还可以用于开方运算,但还需进一步研究探索”。

《算表》的表格里写有数字,数字的写法与当代的写法有所不同,如“30”,就有“卅”和“三十”两种表达方式。该数字构成的表格,用的是十进制,利用乘法交换律原理,能够快速计算100以内的两个任意整数的乘积,还能够计算包含特殊分数“半”的两位数乘法,

《算表》呈表格形态,核心部分是由“九”至“一”及其乘积“八十一”至“一”构成的九九乘法表,扩展部分一端为“半”与“半”的乘积“锱”(四分之一);另一端为被乘数及乘数分别扩大至十倍,也就是最大为“九十”与“九十”的乘积“八千一百”。可以通过丝线交叉、运用交换律将两位数乘法转换为四个交叉点数字相加,实现快捷运算。

算法示例

(22乘以35)

一、将22分为20和2;将35分为30和5;

二、在“算表”第1行分别找到20和2;在算表第1列找到30和5;

三、分别在算表中找到2和30、5及20和30、5的交叉点并找出对应的数字:60、10、600、100;

四、将4个对应数字相加(60+10+600+100),所得和770,即为22乘以35的积。

社会影响

《算表》的发现引起了数学界的极大重视。前国际数学史学会主席道本周教授指出:“这一发现意义非凡,它是世界上最早的十进制乘法表实物。”国际数学大师丘成桐教授及诺贝尔物理学奖得主杨振宁先生也参观并研讨了《算表》的性质、功能。《算表》的研究成果被《自然》网络版、《科学美国人》和中央电视台等国内外权威媒体广泛报道。

文物价值

中国传统数学第一高潮被提前

经对同批竹简的碳14测定及自身的文字特征判断,确定《算表》当撰成于战国中期偏晚时,是所见到的我国最早的数学文献实物。

《算表》填补了先秦数学文献的空白,不仅比能见到的古代十进制乘法表年代都早,而且其数学与计算功能也超过了前几年发现的里耶秦简九九表和古代其他乘法表,在当时世界范围内也是相当先进的,是中国数学史乃至世界数学史上的一项重大发现。《算表》为春秋战国时期是中国传统数学的第一个高潮提供了佐证,使国内外否定中国古代数学成就的虚无主义态度不攻自破。

《算表》首次展现了战国计算技术的原始文献,为春秋战国时期数学已经相当发达提供了直接证据。

世界纪录

最早的十进制乘法表:2017年4月23日,中国北京。吉尼斯世界纪录宣布:由清华大学于2008年收藏的战国竹简《算表》为公元前305年的算具文献,经认证为最早的十进制乘法表。

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