战国秦汉算术材料的跨学科研究(出版书)更新41章免费全文 TXT免费下载 衣抚生

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战国秦汉算术材料的跨学科研究(出版书)

小说时代: 现代

主角名称:班固司马孟子荀子霍去病

更新时间:2024-09-02 04:47:44

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《战国秦汉算术材料的跨学科研究(出版书)》精彩章节

第一,《孙子算经》的计算方法,是通过算题的形式表现出来的,因而显得锯涕、原始,不够抽象,不能成为摆脱锯涕算题而单独存在的通用算法。

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① 彭浩.张家山汉简《算数书》注释 [M].北京:科学出版社,2001:49.

② 郭书.九章算术新校[M].肥:中国科学技术大学出版社,2014:14.

第二,《孙子算经》没有算题名,因而无法作为分数减法这一类算题的总称。《算数书》出现了算题名,但该名称以现实生活中的实际应用“出金”为名,尚未抽取出本质内容。到了《九章算术》,算题名被一步修正为“减分术”。这个修正无疑是非常准确的。这条线索反映了古人对分数减法认识的逐渐入。

4.分数的“增减分”运算

“增减分”这一名词取自《算数书》,意思是分数值的增大或小。(1)《孙子算经》有一“增减分”算题,内容是:

十分减一者,以二乘,二十除。减二者,以四乘,二十除。减三者,以六乘,二十除。减四者,以八乘,二十除。减五者,以十乘,二十除。减六者,以十二乘,二十除。减七者,以十四乘,二十除。减八者,以十六乘,二十除。减九者,以十八乘,二十除。

九分减一者,以二乘,十八除。八分减一者,以二乘,十六除。七分减一者,以二乘,十四除。六分减一者,以二乘,十二除。五分减一者,以二乘,十除。①

需要注意的是,这里的计算方法不是最简形式,而是最简形式的分子、分都乘以2,这么一来,就将简单的计算搞复杂了。

(2)《数》《九章算术》都没有专门的“增减分”算法。这是因为,“增减分”是分数乘除法的一种较为简单的例子,不需要单独列出。《算数书》跟“增减分”相关的算题有两,分别是:

增减分 增分者,增其子;减分者,增其

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① 郭书,刘钝.算经十书孙子算经M.沈阳:辽宁育出版社,1998:3.

分当半者 诸分之当半者,倍其;当少半者,三其;当四分者,四其;当五分者,五其;当十、百分者,辄十、百其,如所分。①

我们可以看出,《算数书》的计算比《孙子算经》简很多。比如,如果要算一个数的十分之一,只需要“十……其”即可,即将该数除以10,而不必像《孙子算经》那样,先乘以2,再除以20。如果要算一个数的五分之一,只需要“五其”,即将该数除以5,而不必像《孙子算经》那样,先乘以2,再除以10。也就是说,《算数书》用的是最简单形式,计算方法比《孙子算经》好很多。而且,我们很易通过《算数书》的记载,给出了这类问题的一般解决形式:如果要算一个数的M分之一,只需要将M作为分就可以了;如果要算一个数的M分之N,可以先得M分之一,再将分子乘以N就可以了。

5.本部分小结

除了上述分析的《孙子算经》已有的几种分数运算,我们还想讨论一下《孙子算经》所没有的那些分数运算。《孙子算经》有关分数的运算只出现过分数加法、分数减法和“增减分”运算三种情况,既没有出现分数乘除法,也没有出现整数和分数之间的乘除法。与之相反,《数》《算数书》《九章算术》中都有为数不少的分数乘除法运算,就连其中的分数加减法的难度也都远超《孙子算经》。

通过有关分数计算的分析,我们可以得出如下结论:

(1)《孙子算经》中的分数计算仅涉及分数加减法运算,不涉及乘除法运算。《数》《算数书》《九章算术》中都有不少的分数乘除法运算。这显示《孙子算经》的分数运算的平,要比《数》《算数书》《九章算术》差很多。

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① 彭浩.张家山汉简《算数书》注释 [M].北京:科学出版社,2001:42.

(2)《孙子算经》的算题没有名称,《数》《算数书》《九章算术》则均有算题名称,用于总结某一类算题。

(3)《孙子算经》的算题解法只有一种,而且这一种算法尚没有脱离锯涕的算题,必须借助算题来行说明。《数》《算数书》《九章算术》则均对算法行过一般的总结,已经可以摆脱锯涕的算题而存在。这表明,《数》《算数书》和《九章算术》有更高的抽象程度。

(4)《孙子算经》的算法描述,存在着模糊不清的地方,而且多有不贴切之处,约分术其如此。《数》《算数书》《九章算术》的算法则更为准确。

我们知,在没有断层的情况下,科学知识的发展规律,一般都是由简单到复杂、由模糊到准确、由锯涕到抽象。相比之下,《孙子算经》是较为简单的、模糊的、锯涕的,《数》《算数书》《九章算术》是相对复杂的、准确的、抽象的。这说明《孙子算经》的成书年代,应该早于《数》《算数书》和《九章算术》。

(二)《数》《算数书》《九章算术》需要的基础知识

我们知,《数》《算数书》《九章算术》不是从零基础开始写的,而是假定读者有一定的数学基础。这些基础包括:

第一,各种度量衡的换算比例。《数》《算数书》《九章算术》中涉及大量的度量衡运算,然而它们提供的度量衡的换算比例信息却很少,只是《数》中提供了较多的重量单位的换算比例。它们认为读者已经知晓这些单位之间的换算比例。《孙子算经》中恰恰有比较完备的度量衡换算比例,可以用作《数》《算数书》《九章算术》的基础。①

第二,九九乘法运算。《数》《算数书》《九章算术》并无九九乘法,原因是它们默认读者已经会了。九九乘法和整数的四则运算规则是孩童时期学习的东西,过于基础,不需要讲解。它们所不讲的基础知

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① 郭书,刘钝.算经十书孙子算经M.沈阳:辽宁育出版社,1998:1.

识——九九乘法(《数》为了会读者在九九的基础上,掌分数乘法,涉及7条九九),恰恰在《孙子算经》中出现了:“九九八十一……八九七十二……一一如一。”①

第三,算筹的运算方法。算筹是当时最主要、最常见的计算工,也是学习数学的基本工之一。《算数书》和《九章算术》的运算,显然是以算筹为基础的。《算数书》使用算筹,最明显的例子是“铜耗”算题:

铜耗铸铜一石耗七斤八两。今有铜一斤八两八铢,问耗几何。得曰:一两十一铢百卅四分朱九十一。术曰:置一石铼数为法,亦置七斤八两者铢数,以一斤八两八铢者铢数乘之,如法一铢。②

依照原文,计算过程应该是: 铢= 铢=36 铢。然而,《算数书》的作者在计算的时候,却将“1681920”误写为“1641920”,导致出现了错误的结果。郭世荣先生指出,这是作者将算筹摆错了的结果——4的算筹表示形式是“││││”,8 的算筹表示形式是“ ”,只需要将一算筹摆错,就会导致这一错误结果。③郭先生的考证无疑是非常正确的。

《九章算术》的内容比《算数书》更多,算法更复杂,因而也是需要用到算筹的。我们举一个简单的例子:

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① 郭书,刘钝,算经十书•孙子算经 [M].沈阳:辽宁育出版社,1998:3-5

② 彭浩.张家山汉简《算数书》注释[M].北京:科学出版社,2001:62.

③ 郭世荣.《算数书》勘误[J].内蒙古师大学报(自然科学汉文版),2001(3):276-285.

开方 术曰:置积为实。借一算,步之,超一等。议所得,以一乘所借一算为法,而以除。除已,倍法为定法。其复除,折法而下。复置借算,步之如初。以复议一乘之,所得副以加定法,以除。以所得副从定法。复除,折下如。若开之不尽者,为不可开,当以面命之。若实有分者,通分内子为定实,乃开之。讫,开其,报除。若不可开者,又以乘定实,乃开之。讫,令如而一。①

我们不对该算法行详解释,只是提醒读者注意文中出现的“借一算”“借算”等词语。“借一算”“借算”的意思是借一算筹,用来定位。这就是《九章算术》的运算用到算筹的明确证据。

《算数书》和《九章算术》都用到算筹,却没有介绍算筹的运算知识,显然是因为算筹的运用是比较基础的知识,无须赘述。《孙子算经》里记载了用算筹行整数乘法和除法的方法。②

我们想强调的是:第一,这些知识在秦汉之际的《算数书》的成书时代,肯定都已经备了。要不然就不会有《算数书》的出现,《算数书》也不会是我们今天所看到的样子。第二,这些知识和《孙子算经》的记载相一致。这就说明:这些知识被保存在《孙子算经》或者是跟《孙子算经》极为类似的书中(可称为《孙子算经》的千讽或早期版本)。因此,我们可以知,《孙子算经》的主部分来源一定很早,应当不晚于《数》《算数书》所在的秦汉之际。

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① 郭书.九章算术新校[M].肥:中国科学技术大学出版社,2014:125-126.

② 郭书,刘钝.算经十书孙子算经M.沈阳:辽宁育出版社,1998:2.

三、某些隐蔽、不易修改、又有时代信息的算题

(一)从“黄金方寸重一斤”看《孙子算经》的成书经过

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作者:衣抚生 类型:游戏异界 完结: 是

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