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算筹或称筭子、算子,是汉字文化圈古代一种十进制计算工具。起源于中国商朝的占卜,占卜用现成的小木棍做计算,就是最早的算筹。[1]古代筹、策、算三字都带竹头,表示用竹制成。策为束字加竹头,表示手握一束竖立的算策,作为占卜之用。筹可能代表周易八卦横向排列时用的阴阳竹,算筹横竖二式,可能来源于此[2]。
周朝用木枝制成算筹[3],汉代用竹[4]、骨、象牙[5]、玉石、铁[6]等材料制作,长一般在12厘米左右,直径为2至4毫米。最初的算筹的截面是圆形的,后来变成三角、四角形。
其算法用竹。直径一分,长六寸;二百七十一枚而成觚,为一握。
其算法用竹。广二分,长三寸,正策三廉(三角形)积二百一十六枚成六觚;干之策也。负策四廉(四方形),积一百四十四枚,成方,坤之策也
日本算家所用算筹,少用竹制,多用小木片制作,因此称为“算木”,长者叫策,短者叫筹。[7]。
使用算筹进行计算的方法,则称为筹算。算筹一般布置在地面、桌上等平面运算;南宋黄伯思著《燕几图》中列举布算桌,长7尺,宽5尺许,小布算长宽为5尺余。清代数学家劳乃宣说:“盖古者席地而坐,布算于地,后世施于几案”[11]。日本古算书中有带方格子的算筹板图。此外北宋数学家贾宪将万、千、百、十、步作为算筹位值标记:他将七万一千八百二十四写成
然后将算筹按位值布位。
一本十八世纪日本数学书籍中有一幅格子筹算版,其上方标记千百十一分厘毛等数量级[12]。
算筹出现的具体时间无从可考,但是早在中国春秋战国的时期就已普遍使用了。算筹采用的是十进位制的记数方法,同一个数字在不同的数位上,数值也就相应不同,每进一位数值乘10,并且在算筹盘上,以空位表示0。为了不使数字和数位混淆,算筹采用纵式和横式两种方法记数。 中国古代算筹记数,采用十进位制,个位用纵式,十位用横式,百位再用纵式……这样纵横交替摆放,就可以摆出任意大的数字来了。孙子算经记载:
凡算之法,先识其位,一纵十横,百立千僵,千十相望,百万相当
,此外又说明用空位表示零。[13]。在进行乘法时,“言十即过,不满自如”,即“逢十进一”。
《孙子算经》习惯用“置”表示放置算筹:“置一十九道”,“置周三百六十”,而不用“写下”,说明算筹是运算器具,不是书面计算。
成书于前202年至前186年之间算数书一样用“置”。
南宋数学家开始用书写算草代替算筹算板,为了减少书写的笔划,将4、5、9的筹码简化;为了算草需要,引入〇符号。
日本数学家关孝和将算筹用于代数。后来日本数学家发明用汉字代替算筹。
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