古代人是怎麼計算加減法的
我們今天算數,都用印度-阿拉伯數碼記數,用+、-、×、÷等符號表示四則運算。但是,這些符號自清末以來才在中國逐漸推廣,那麼,中國古代是怎樣記數和算數的呢中國古代採用十進位制,有多種記數法,這裡只介紹最常見、簡單的文字記數法和算籌記數法,然後介紹古人如何做四則運算。
文字記數法
文字記數法有基本數字和數字單位兩種基本的符號單元。前者用一、二、三、四、五、六、七、八、九共9個漢字分別表示1至9,後來又出現表示0的零和○。後者有一、十、百、千、萬、億、兆、京等21個。從一開始至萬每級都是十進,從萬到億開始,有多種不同的進位制,先秦時代常用十進,漢代以來常見的有兩種:一種是萬進另一種以萬萬為億,從億到兆開始為萬萬進。
中國自古至今,萬以內的數通常以“幾千幾百幾十幾”的形式寫成。萬以上的部分,根據進位制的不同而有所區別,若為十進,就用與之相同的方式,如 “五億三萬四千八百六十三”表示534863若為萬進,則用“幾千幾百幾十幾+數字單位”的形式表示數字單位的倍數。如南宋楊輝《續古摘奇演算法》中有一個大數“一兆八千五百三十億二千一十八萬八千八百五十一”,從萬以上用萬進。如果省略數字單位並用○代替空缺的數位,則變成“一八五三○二○一八八八五一”,與今天印度-阿拉伯數字表示的1853020188851就一一對應了。
漢字記數簡潔而自然,如30作“三十”,13作“十三”或“一十三”,只需基本數字與數字單位,對比英語的,漢字記數的優點就一目瞭然了。
算籌記數法
算籌是用竹、木等製成用來表示數字的小棍,記數時有兩種基本的擺放形式:
在這些符號中,對1至5,表示幾就用幾根算籌對6至9,用一根在上面的算籌表示所含的5,比5多幾就在下面放幾根算籌,與表示5的算籌垂直。記數時,個、百、萬等位上的數字用縱式,十、千、十萬等位上的數字用橫式,縱橫交錯進行。如果某位上數字為零,則空出相應的位置。早期的古人席地而坐,就規定右膝所對的位置為個位。如68012用算籌表示就是
算籌記數是完全遵循十進位值制,同一算籌符號在不同的位置表示不同數字單位的倍數,與現代的印度-阿拉伯數字記法完全一致。
四則運算
中國古代一般用算籌計算,用文字記錄。
也許因為算籌記數非常簡單,古代數學經典中沒有記載用算籌做加減的具體做法。但可推知其演算法與現代筆算加減的方法差不多,只是用算籌更靈活,既可先從低位算起,也可先從高位算起
古代乘除法以算籌記數為基礎,以九九口訣為核心。因為早期的口訣從“九九八十一”開始,所以稱為“九九”。九九在不同時代有所變化,但都包括“九九八十一”至“二二而四”等核心句子。九九的內容不多,古人都熟讀背誦下來。
利用上述方法,古人很容易應付日常事務的計算。中國古代還用不同顏色或形狀的算籌來表示正負數,甚至利用算籌的擺放位置,通過今天的分離係數法來表示方程和代數式。這不僅使中國古代數學長於計算,而且在代數方面非常發達。
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