算盤是中國人民在長期運用算籌計算的基礎(chǔ)上發(fā)明的,延續(xù)至今一直是中國一種最普遍的計算工具之一,可算是世界上最早的計算器了。用算盤來計算的方法叫珠算。
算盤
早在漢代的《數(shù)術(shù)記遺》一書中,就曾記載了十四種上古算法,其中有一種便是“珠算”。據(jù)南北朝時數(shù)學(xué)家甄鴛的描述,這種“珠算”,每一位有五顆可以移動的珠子,上面一顆相當(dāng)于五個單位,下面四顆,每一顆相當(dāng)于一個單位。這是關(guān)于珠算的最早記載,與后來流行的算盤并不相同,而且在當(dāng)時也沒有普及流傳。
珠算的普及并最終徹底淘汰籌算,這一過程是在明代完成的。明代的珠算盤與現(xiàn)代通行的珠算盤完全相同。例如在1578年柯尚迂的《數(shù)學(xué)通軌》一書中,就曾繪有一個“算盤圖式”。這是一個十三檔的珠算盤圖,每一檔上面兩個珠,下面五個珠,中間用木制的橫梁隔開,與現(xiàn)在的算盤完全一樣。這樣的算盤與日本后來流行的算盤略有不同,日本流行的算盤在橫梁上面只放一顆算珠。橫梁上有兩顆算珠,一方面便于計算中有時需要暫不進(jìn)位,另一方面則便于舊制斤兩(1斤=16兩)的加減,所以在實際計算時要比橫粱上只放一顆算珠更加方便。
除了中國,還有些地區(qū)也出現(xiàn)過算盤,但都沒有流傳下來。古代埃及人進(jìn)行貿(mào)易時,他們在地上鋪上一層沙子,用手在沙子上劃出一些溝,再把小石子放在溝里,作加、減法就是增減溝里的石子。這是最原始的算盤。后來,歐洲的商人用刻有槽子的計算板代替沙子,用專門制作的算珠取代了石子,這種計算板類似于中國使用的算盤。但由于歐洲人的計算板是用鋼制成的,笨重而且昂貴,再加上西方人沒有運算口訣,使用起來不方便,因而逐漸被淘汰了。還有的地區(qū)的算盤是用每根木條穿著十顆木珠制成的,但由于人們把每顆珠子看作一,不像中國算盤下珠以一當(dāng)一,上珠以一當(dāng)五,因此計算起來速度大受限制,使用也不廣泛。
安蒂基西拉機(jī)器
1900年潛水員在希臘安蒂基西拉島附近水下的古羅馬商船殘骸中發(fā)現(xiàn)世界最古老“計算機(jī)”安蒂基西拉機(jī)器。這臺高度精密的機(jī)器由40多個青銅齒輪制成,正面刻有希臘十二宮和埃及歷法,背面兩個刻度盤記錄月亮運行周期和日月食時間。
這個機(jī)器制造于公元前200~150年間,由30多個手工青銅齒輪構(gòu)成。科學(xué)家認(rèn)為,該機(jī)器的刻度盤,可通過一個手搖曲柄進(jìn)行轉(zhuǎn)動,只要轉(zhuǎn)動刻度盤到未來的某個日期,就能預(yù)測那天太陽和月亮在十二宮圖中的具體位置、月亮的圓缺狀態(tài),以及是否會出現(xiàn)日月食等現(xiàn)象,該機(jī)器甚至還能預(yù)測古希臘時期已知的水星、金星、火星、木星和土星的運動狀態(tài),堪稱世界上最早的天文計算機(jī)。