比《九章算术》更资深的“科技老祖宗”,它们是藏于荆楚大地的中国智慧

2023-07-17 21:39   极目新闻   .

6月1日,习近平总书记在中国国家版本馆中央总馆考察调研,山东大学教授杜泽逊向习近平总书记如是介绍《九章算术》:“它可以说是我们科技的老祖宗了,负数、分数、方程、勾股定理,在当时最领先。”

习近平总书记听后颇为感慨:“我们的祖先,在科学发萌之际,是走在前面的。千百年来,中华民族没有中断,中国文化没有中断,但在数理化上有些中断,被赶超了。”(《人民日报》2023年6月5日报道)

学者口中的“科技老祖宗”,是指拥有近2000年历史的中国古代数学专著《九章算术》,它是世界上最早记载分数运算法的文献,代表着中国数学的巨大成就。

而在湖北的文博宝库里,藏有比《九章算术》年代更早的“科技老祖宗”。它们穿越文明星河,见证了2000多年前的荆楚先民们,被无与伦比的中华文明和中国智慧浸润和滋养着。

它奠定了《九章算术》前七章的基础

史料告诉我们,如果你出生在西汉初年,梦想在朝堂上建功立业,那么,请先学好数学。但此时,著名的《九章算术》尚未成书,你需要的是一本“刷分必备神器”——《算数书》。

张家山汉简《算数书》局部

1984年出土于湖北张家山汉墓的《算数书》,被考古学界认定比《九章算术》成书至少早200年,是第一次通过考古发掘获得的内容最完备的数学专著。它的发现填补了中国数学史研究的空白,学术价值可与巴比伦的泥板算书以及古埃及的纸草算书相媲美。

7月11日,在荆州博物馆办公楼,《算数书》的整理者彭浩向极目新闻记者回忆起了难忘往事。

彭浩接受极目新闻记者采访

1983年12月至1984年1月,考古工作者在湖北江陵张家山发掘了三座西汉古墓,出土了大量文物。其中,M247汉墓出土的一千余支珍贵竹简中,《算数书》的出现引发考古界和数学界人士的关注。

当时,《算数书》竹简被淤泥包裹,竹简被挤压得失去完整的卷束状态,近一半竹简移至外部。整理者经过多年工作,向学术界提供了一份整理文本。

《算数书》是一部数学问题集,现存69个题名,完整的算题有92个,部分算题很可能出自战国时期的秦地。其内容可分为算术和几何,其中算术部分包括整数、分数、比例等,几何部分包括体积、面积等。

张家山汉简《算数书》局部

彭浩在其著作《张家山汉简〈算术书〉注释》中写道,《算数书》代表了公元前二世纪我国数学的发展水平,中国数学史的部分论断也因《算数书》的发现而需改写。他通过研究发现,《算数书》与《九章算术》之间有着千丝万缕的联系。

在形式上,二者都是以数学问题集的形式出现;在内容上,《算数书》奠定了《九章算术》前七章的基础。《九章算术》的前七章保留了《算数书》的主要内容,同时又进行了归纳、改编和增删。

对比《算数书》与《九章算术》的异同,研究者认为《九章算术》的编撰者将阅读对象定位为有一定数学基础的人,因此舍弃了《算数书》中的一些入门题,同时增加了一些与实际生活相关的应用题,这也反映了当时社会对数学知识需求的增加,以及当时数学科学的迅速发展。

已故著名历史学家、考古学家、古文字学家李学勤曾评价,《算数书》是中国数学史上的重大发现。如今这部自带学术“光环”的古代数学专著,就静静地“躺”在湖北荆州博物馆等待知音驻足。

《算数书》陈列在荆州博物馆

7月11日,极目新闻记者在该馆二楼简牍展厅内看到,10支落下古人笔迹的《算数书》竹简,为参观者出了5道不同内容的数学题,让后人沉浸于2000多年前的中国智慧,惊叹于蕴含在文化根脉中的“何以中国”。

在认真看《算数书》的小朋友

“科学老祖宗”们先后惊现于荆楚

立足荆楚大地,回望千年沧桑,能代表古代数学回答“何以中国”的文化瑰宝,何止一部《算数书》。

7月9日,湖北省文物考古研究院院长方勤告诉极目新闻记者,2006年,我省考古工作者在湖北云梦睡虎地77号汉墓发现一批珍贵汉简,类别包括质日、官府文书、私人簿籍、律典、算术、书籍和日书等,其中《算术》一卷保存非常完好。

经过专家们的多年研究,证实《算术》的内容与《九章算术》中的7章有重合,最新研究成果已于今年初发表。

《算术》(局部)(湖北省文物考古研究院供图)

湖北省文物考古研究院副研究馆员蔡丹主持参与了汉简《算术》整理与研究工作。据她介绍,这卷题名为《算术》的卷册是一部秦汉时期的数学问题集,内容丰富,带有题名的算题共有40道。

蔡丹研究后发现,《算术》的题名与《算数书》较为相似,但也有其自身特点。从《算术》竹简出土后的情况来看,它是目前所见保存状况最为完好的科学考古发掘的算术文献,对认识汉初至秦汉时期的算术文本有着重要作用。同时也能从它身上看出,算术文献在当时社会应占有重要地位。

通过对睡虎地77号汉墓墓主人信息的分析,专家认为《算术》的抄写年代应早于墓葬的下葬年代(公元前157年),大概与张家山汉简《算数书》的年代相近。

《算术》(局部)(湖北省文物考古研究院供图)

两批早于《九章算术》问世的珍贵数学文献,先后惊现于荆楚大地。这些“科学老祖宗”向全世界证明了中国古代数学的辉煌成就,成为“中华文化源远流长,中华文明博大精深”的有力注解。

“何以中国?想解答这个问题,离不开现代考古学。”方勤表示,睡虎地汉墓和张家山汉墓的考古发现,实证了2000多年前数学已经广泛深入到荆楚大地百姓的生活中,“数学是科学的基础,深挖荆楚文化中的科学含量,能让我们走近古代文明,破解中华民族文化自信‘密码’。”

《算术》(局部)(湖北省文物考古研究院供图)

中国是有着数学传统的国家,很多文献中都能看到相关的数学运算内容。在古代,数学对于国家的政府决策、行政管理、经济生活都有着重要的支撑作用,而作为六艺之一的“数”,是古人为吏必备的基本能力。

彭浩认为,数学在中华文明发展过程中起到了重要的支撑作用,如果没有数学基础,古代社会的很多领域都将无法正常运转。

中华文明中的荆楚创新精神

两部对中国数学史产生深远影响的古代数学专著,都在湖北境内出土,这绝非偶然。

方勤向极目新闻记者细数,近年来,湖北多地出土了青铜砝码,为研究我国度量衡制的演变提供了珍贵的实物资料。同时,全省多处出土了大量与天文、冶金、水利等领域相关的文物,这些考古新发现无不实证荆楚文明中的科技含量。

荆楚文化是悠久中华文明的重要组成部分,在中华文明发展史上地位举足轻重。方勤在采访中多次强调,荆楚文化作为中华文明的一分子,研究其所体现的中华文明的突出特征,能更好地认识、理解中华文明突出特征的连续性、创新性、统一性、包容性、和平性。

湖北省文物考古研究院院长方勤

方勤举例介绍,以距今1万年前桅杆坪遗址为代表的湖北先民的制陶、栽培稻技术,柳林溪遗址天文符号、城背溪文化太阳人石刻所代表的天文学,石家河城的治水体系和琢玉技术,铜绿山遗址所体现的领先冶炼技术,江陵马山一号楚墓的高超丝绸技术,张家山汉简《算数书》、云梦睡虎地汉简《算术》中与《九章算术》重合的数学知识,宋代毕昇的活字印刷,以李时珍为代表的完善中医体系……“这些考古发现,无不反映出作为中华文明组成部分的荆楚鲜明的创新精神。以往我们说起荆楚文明,大多会想起礼乐文明,但其实在几千年前,科学就已经在这片土地上生根。”

彭浩认为,礼乐文明体现了国家最高级别的文明,数学、天文等领域的进步则代表了科学的发展,连绵不断的考古新发现证实,在科学萌发之时,中国走在世界前列,“只有了解中国的历史、文化、科学是如何一以贯之、持续发展,并最终形成中华文明的力量,才能更真切、更生动地理解‘何以中国’。”

习近平总书记曾说:“自己的宝贝还得自己识宝,自己不要轻慢了。”“我们文化不断流,再传承,留下的这些瑰宝一定要千方百计呵护好、珍惜好。”

让人欣慰的是,这些“宝贝”不仅被呵护、珍惜着,也为文化根脉的赓续写就新篇。

今年3月,中国科学技术大学研究团队基于“九章”光量子计算原型机,进行两类图论问题的求解,实验速率相比全球最快超级计算机快约1.8亿倍,相关研究成果日前发表于国际权威学术期刊。

这台光量子计算机,由科学家们以《九章算术》命名,借此致敬我国古代数学先贤。

从2000多年前写在竹简上的秦代乘法口诀表和岳麓秦简《数》,到张家山汉简《算数书》和睡虎地汉简《算术》;

从闻名世界的《九章算术》,到如今代表中国最前沿科技成果的“九章”量子计算机;

从中国古代数学的灿烂辉煌,到中国现代科技的自强不息……

回首百万年人类史、一万年文化史、五千多年文明史,生生不息的华夏子孙在中华民族奋进征程中留下“满天星斗”,向世界自信回答:盛世中华,何以中国。