中国已发现的最早的完整的数学书实物是出土于湖北江陵的《算数书》

1983年中国考古学家和文物学家在湖北江陵县(湖北省荆州市江陵县)张家山江陵砖瓦厂址(现已被定名为张家山274号汉墓)发现三座汉代无名文职小官的古墓,编号从西至东为M258,M247,M249。

经过发掘,从淤泥中整理出160多件文物共千余枝竹简,其中有律令、《脉书》、《引书》、历谱、日书等多种古代珍贵的文献,还有一部数学著作,据写在一支竹简背面的字迹辨认,这部竹简算书的书名叫《算数书》。从M247号古墓出土的《算数书》散乱竹简200多枚,其中180枚完整,其余残缺。

《算数书》竹简本身,没有写作年代信息。考古学家根据M247号古墓同时出土的《历谱》、《律令二十六种》、《盖庐》、《奏献书》四种文物的纪年和成文年代,鉴定M247号古墓关闭于吕后二年(前186年),推断《算数书》当成书在前186年之前。

《算数书》竹简,每枚长约30厘米,宽6至7毫米,上下各有竹节,上竹节离开竹简上端约1.5厘米,下竹节在竹简下端之上2厘米。

《算数书》竹简的文字为7000余字隶书,用墨书写在每枚竹简正面两竹节之间,每枚竹简上书写的字数,从3字到36字,多少不等,其中第六枚竹简的背面上书“算数书”三字。

《算数书》中不见原作者名字,在一些竹简的下竹节段,书写着“王”,“杨”,并在一些完整段落后书写“王已雠”,“杨已雠”,表示经过王氏或杨氏校对完毕。王杨二人可能是《算数书》的抄录者和校对者。

《算数书》是目前已知最早的中国数学著作,其内容丰富,李学勤先生称为之为“中国数学史上的重大发现” 

全书约有200多支竹简,其中完整的有185支,10余根已残破。经研究,它和《九章算术》有许多相同之处,体例也是“问题集”形式,大多数题都由问、答、术三部分组成,而且有些概念、术语也与《九章算术》的一样。

据考证,它比《九章算术》要早一个半世纪以上,书中有些内容和《九章算术》非常相似,一些内容的文句也基本相同。有人推测两书具有某些继承关系,但也有不同的看法认为《九章算术》没有直接受到《算术书》影响。

全书总共约7000多字,有60多个小标题,如“方田”、“少广”、“金价”、“合分”、“约分”、“经分”、“分乘”、“相乘”、“增减分”、“贾盐”、“息钱”、“程未”等等,但未分章或卷。

《算术书》是中国现已发现的最古的一部算书,大约比现有传本的《九章算术》还要早近二百年,而且《九章算术》是传世抄本或刊书,《算术书》则是出土的竹筒算书,属于更可珍贵的第一手资料。所以,《算术书》引起了国内外学者的广泛关注,目前正在被深入研究之中。

《算数书》竹简原来的三道连韦,早已腐烂,200多枚《算数书》竹简,次序混乱,经过江陵张家山汉简整理小组17年的研究,整理出次序,在2000年《文物》杂志上发表简体字全文。

2001年科学出版社出版 彭浩《张家山汉简算数书注释》正体(原文)字版。

《算数书》全文分为首尾明确的68段落,每一段落有一个标题,标题长短由一字到四字不等,由上至下书写在竹简的上节:最短的段落,只占一枚竹简,如《增减分》“增分者增其子;减分者增其母”:多数段落占多枚竹简。段落的结构,多按照一定的格式,先是命题,次为答案,最后是“术”,例如《粟求米》;“粟求米,因而三之五而一之。今有粟一升七分三,当为米几何?曰:为米七分升六。术曰:母相乘为法,以三乘十为实。”

《算术书》的时代,彭浩先生认为其大部分算题形成至迟不会晚过秦代,有的是战国时代。这一看法应该是正确的。

《算数书》有多处写“王”或“杨”字,此二字与上下文难以协调,甚至必须去掉才能读通,也应表示“王已雠”或“杨已雠”的意思。这种情况说明《算术书》应是从别处抄的,不会是墓主去世前的作品,因为如果是他自己所著,只要他看一看就行了,不必请人校对。

《算术书》的这个版本也不会是墓主本人从几本不同的书编抄到一起的原本(虽然是撮编之书),否则一人校到一个问题中间就停下来而不把该问题校完的可能性就不会太大。

此外,此书“合分”条中“五人分七钱少半、半钱,……,亦六钱以为实”一段是“经分”类问题,而书中有“径(经)分”一条,此段本不应放在“合分”条中,这种明显的差错不大可能是整理者的过错,这也许正好说明《算数书》的这个版本,不是它的原始版本,而是从别的《算数书》版本抄来的。

因此,虽然此本《算数书》的抄写年代之下限可能晚到公元前186年下葬前夕,但此书的编成年代应早过若干年,可能在秦代或略早。

据考古学者整理的释文,《算数书》有如下68个标题:

1相乘,2分乘,3乘,4矰(增)减分,5分当半者,6分半者,7约分,8合分,9径分,10出金,11共买材,12狐出关,13狐皮,14女织,15并租,16负米,17金贾(价),18舂粟,19铜秏(耗),20传马,21妇织,22羽矢,23桼(漆)钱,24缯幅,25息钱,26?(饮)桼(漆),27税田,28程竹,29医,30石?(率),31贾盐,32挐脂,33取程,34秏(耗)租,35程禾,36取枲程,37误券,38租吴(误)券,39粺毁(毇),40秏,41粟为米,42粟求米,43米求粟,44米粟并,45粟米并,46负炭,47卢唐,48羽矢,49丝练,50行,51分钱,52米出钱,53方田,54除,55郓都,56刍,57旋粟,58囷盖,59睘(圜)亭,60井材,61以睘(圜)材方,62以方材睘(圜),63睘(圜)材,64启广,65启从(纵),66少广,67大广,68里田。

以上68条的标题,释文都以黑体标记。另在第41“粟为米”条下并列有“粟求米”一条(暂记为41a),此标题未用黑体字标记,不知是否排印或原简有误,算上此标题共69个。

这69个标题统领着《算数书》的各部分内容,其中的题目可以归入今传汉代编成本《九章算术》中方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足等章的题目类型,涉及今天的整数和分数四则运算、各种比例、面积、体积、负数、双设法的内容。其广度和深度虽稍逊《九章算术》,但已包括着十分丰富的知识。

在《算数书》发现之前,《九章算术》被认为是中国最古老的数学书。《算数书》的发现,改写了中国古代数学史,将中国古代数学的历史推前了三百年。

将《算数书》和《九章算术》共同研究,比较其异同,成为中国古代数学史研究中一个热门课题。有些学者认为,《算数书》和《九章算术》有许多相同的风格、度量衡、算题和方法,《算数书》很可能是张苍编写《九章算术》时的母本之一。

中国《算数书》与古埃及纸草书、巴比伦数学泥版、古希腊数学文献,古印度《圣坛建筑法典》并列为世界五大古文明的数学经典。

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