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珠算

2021-03-18汪素秋

科学大观园 2021年6期
关键词:卷尺珠算算法

木盒算盤。

游珠算盘(算盘的前身)。

双腰算盘。

银饰挂件算盘。

中国古代有四大发明,造纸术、指南针、火药、活字印刷术。最早提出四大发明概念的英国汉学家李约瑟,又将珠算誉为中国古代的“第五大发明”,算盘被称为最古老的计算机。

从1998年至今,我一直从事珠算教学工作,担负着传承珠算文化的重任。2012年,我还成为了“程大位珠算法”国家级非物质文化遗产项目代表性传承人。很荣幸能和大家一起探讨“程大位珠算法”这门传统技艺。

珠算的由来

珠算是由古代的筹算演变而来的。所谓的筹算,指的是用竹或小木签作为算筹,用算筹作为工具进行的计算。随着生产力的发展,人们渐渐感觉到用小木签、小棍进行计算不方便了,于是就发明了更先进的计算工具——算盘。人们在长期使用算盘的过程中,积累了丰富的经验,总结了许多计算口诀,这种用算盘计算的方法,就叫珠算。

在北宋画家张择端的传世名作《清明上河图》中,赵太丞家药铺柜上就有一个算盘。到了明代,珠算已经相当普及,还出版了一些有关珠算的书籍。在这些书籍中,程大位编著的《算法统宗》影响最大、成就最高、传播最远。

程大位(1533—1606),明代数学家、珠算家、发明家,字汝思,号宾渠,休宁率口(今属安徽黄山屯溪)人。他的父亲是卖布商人,他在20岁的时候跟着父亲外出经商,算账的过程中发现,筹算很不方便。那个时候,他的身边还有很多珠算爱好者在研究珠算。他就一边经商一边拜访珠算名师,不惜花重金购买了很多珠算方面的书籍。

程大位那个时候就在想,如果算法能够统一,老百姓也能掌握该多好。在他看来,“算”跟人们的生活息息相关,生活中小到处理买米、买油这样的小事都需要“算”。用他自己的话说:“大而朝廷军国之需,小而民生日用之费。”因此,他想编一本书,让大家都能够轻松地学会“算”。

40岁那年,程大位放弃了经商,带着一箱箱宝贝书籍回到家乡,潜心研读。60岁时,他用尽一生的心血完成了《算法统宗》一书,全称是《新编直指算法统宗》。

《算法统宗》是一部应用数学书,是以珠算为主要工具,列有595道应用题的计算,评述了珠算规则,完善了珠算口诀,确立了算盘用法。这本巨著的问世表明珠算理论已成系统,标志着从筹算到珠算转变的完成,对民间珠算和数学知识的普及起到了很大的作用。

《算法统宗》不仅在国内广泛流传,还漂洋过海。当时来中国求学的日本人把这本书翻译成日文带回了日本,开日本和算之先河,日本人也因而把程大位尊称为“算神”。据了解,日本一些地方每年的8月8日会在民间开展游行活动,纪念程大位。

除了是珠算家,程大位还是发明家——他发明了中国历史上第一把卷尺。明万历年间,全国开展丈量土地运动,即“万历清丈”。程大位的数学特别好,擅长计算,因而也参与其中。当时,丈量土地采用的工具一般为木尺,测量田地时,人们需要不断起身、弯腰,一尺一尺地去度量,并记住量的次数。用这种测量方法,不但人很累,而且容易出错。程大位有一次散步的时候,看到了木匠用的墨斗,墨斗中间有一个可以转动的十字架,他就想,我可不可以模仿这个造型,做一把可以缠绕的尺子。回家后,他精心研究,最后发明了最初的卷尺——“丈量步车”,他也因此被后人称为“卷尺之父”。

“丈量步车”由木制的外套、十字架,竹制的篾尺,铁制的转心、钻脚和环等部件组成。中间有一个可以转动的十字架,十字架的凹槽内绕着篾尺,篾尺上写上尺寸刻度。虽然它较之今天的皮卷尺、钢卷尺来显得庞大许多,但从其原理、构造和用途来看,又令人不得不叹服这确实是世界第一卷尺。

为何要学珠算

在安徽省黄山市屯溪区,程大位故居对面,有一个专门以程大位命名的博物馆。馆里收藏了各式各样的算盘,有金、银、铜等不同材质,也有长方形、正方形、圆形、三角形、梯形等不同形状。其中,最大的算盘长1.75米,有81档,可以供9个人同时操作。这架算盘是屯溪老街同仁德药铺柜的伙计们使用的。最小的算盘则是一枚银制戒指算盘,戒指当中镶有算盘,这个算盘尺寸为1.2×0.5厘米,拨动需要用绣花针。

随着时代的变化,电子计算器出现了。于是,大家有了这样的疑问:计算机这么发达,为什么还要使用算盘呢?

其实,珠算之所以成为非遗,是有它深远的价值内涵的,特别是反映在孩子的教育上。

首先,学习珠算能让孩子的身心受益。大家都知道,现在珠心算比较受家长和孩子的欢迎,珠心算其实就是珠算的产物。孩子学习珠心算,能培养数感、计算能力。另外,这门技艺还能开发孩子的一些非智力因素。比如,双手共同拨珠,一方面能锻炼协调能力、提高拨珠的速度,另一方面可以让孩子的左右脑得到全面开发。再比如,在练习珠算的时候,由于练习的方式很多,孩子在听、看珠算的过程中,还能调动多种感官共同参与学习。又比如,在珠算训练中,随着孩子学习的熟练程度不断加深,教师的报题速度、出题速度会越来越快,这就要求孩子的注意力要特别集中,这种训练对孩子的专注力、注意力培养非常有帮助。

其次,学珠算性价比很高。现在不少家庭让孩子学习器乐,比如学钢琴,其实其中一部分家长也不是非要让孩子成为钢琴家,只是想通过钢琴的练习,让孩子培养乐感、手指灵活,多一种兴趣爱好吧。说到底,学习珠心算、珠算,跟其他的兴趣班相比,身心参与度比较高,而且珠算学起来比钢琴便宜、方便得多,适合经济条件有限的家庭。

程大位珠算博物馆。

待到珠算学习得非常熟练了,孩子的脑中就会呈现一把算盘,一开始可以做简单的一位数、两位数运算,慢慢发展到三位数、四位数,甚至多位数,孩子的记忆区域会慢慢拓宽,不仅是数学,其他学科的学习也能受益。珠算学习一段时间后,孩子们会比之前更容易静下来。当今社会,孩子接触的东西比较多,有电脑、游戏,社会上的诱惑又多,这个时候培养孩子学会静心很重要。

成为世界文化遗产

2008年“程大位珠算法”被列为国家级非遗项目,2013年中国珠算又被列入人类非物质文化遗产项目,一方面说明了珠算的重要性、悠久性,另一方面也告诉我们珠算有可能会消失,需要我们去保护、传承。

老祖先的这种精神值得我们向后代去传播,让后代去继承、发扬。自从2013年中国珠算被列为人类非物质文化遗产,全国各地有很多培训机构提出,让孩子学习珠算。在我看来,他们可能过多地关注于技能的传承,而让孩子们去学习老祖宗的文化、传承精神才是最为宝贵的。

算盘从表面来看,是由梁、框、档、珠这几样简单的部件构造而成的。其实,里面的文化很多。打好一把算盘,真的不简单。不管是珠算,还是其他技能,想要掌握一门技艺都不是一朝一夕的事情,都需要付出努力,坚持才会有收获。

汪素秋在给学生上珠算课。

我所在的学校以程大位名字命名,从上世纪90年代开始,就一直将珠算作为学校的特色,近些年开展了一些珠算活动:将珠算知识融入低年级数学课堂,让学生借助算盘更快更好地掌握数的认识、计算等;经常组织学生参加国家、省、市珠算比赛;开展程大位逝世400、410周年大型纪念活动;与清华大学、复旦大学学生等开展珠算交流活动;走进社区开展珠算讲座,让更多儿童、老人学习珠算;接受多家媒体采访拍摄,做客中央电视台积极宣传徽州珠算文化……每一项非遗传承活动,我们都是尽心尽力去做,想靠自己的一些力量,讓我们的民族文化为更多的人了解,让更多的孩子参与其中。不仅仅是让孩子传承这种技能,更多的是把老祖先的精神一代代传承下去。

最后,我想跟大家分享一段话:“一个人在社会这一架大算盘上只是一颗珠子,我们有很多事情不能由自己做主,需要接受命运的安排。但是在自己这一把小算盘上,很多东西是可以由自己去控制的,比如才华、时间、精力、意志、学识等统统变成了由你支配的珠子。因此,我们要打好自己这一把算盘,拨好算盘中每一个珠子。”

作为“程大位珠算法”的国家级传承人,我在长期教授珠算的基础上,结合现代文明高速发展的特点,对传统算盘进行一些改进,进一步丰富了珠算教学方法,有利于将珠算融入低年级数学教学之中,帮助低年级学生提高学习数学知识的成绩。

教学用多单位换算型徽州算盘主要特点是:

1.将小学数学数位顺序表在算盘上加以呈现 ,标清整数部分、小数部分,标出数位及数级,方便学生借助算盘学习有关数的知识。

2.增加人民币单位“元、角、分”和长度单位“毫米、厘米、分米、米”活动磁条,方便学生借助算盘理解和掌握这些单位之间的进率及换算方法。

3.算盘外观上增加了徽派建筑元素,使造型显得更美观,有特色,也提示徽州先贤程大位故乡的后人,要在传承保护珠算文化上作出更大贡献。

◎ 摄影|陈志勇

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