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“算神”程大位
□杨慧芳
  在偌大的房间里,上百名科研工作者人手一只算盘,他们挥汗如雨,埋头计算,饿了就啃一口放在桌子旁边的馒头、渴了就喝一口白开水,争分夺秒,只用了不到一年时间,就计算出需要的关键数据!
  这是电影《横空出世》的场景。1964年中国第一颗原子弹试爆成功,1970年中国第一颗人造卫星“东方红一号”发射升空,这些举世瞩目的成就都是靠着科研工作者算盘一点点打出来的。提到算盘,我们就不能不说程大位。
  1533年,一个男婴出生在徽州府休宁县率口(今黄山市屯溪)的徽商之家,家人取名大位,字汝思。程大位自幼好学,思维活跃,对数学表现出了浓厚的兴趣。20岁的程大位便开始跟随父亲游历经商,足迹遍布长江中下游。经商买卖交易就离不开算账,青年的程大位发现现有的计算方法复杂难懂,珠算难以普及且易出错。或许就在这时,经商实际应用的需要就在程大位心中埋下了一颗种子——要总结创造一种简便易学的统筹计算方法。于是,主业经商的程大位每到一处都要遍寻数学名家,拜访求教,探讨算学,重金求购算学相关书籍,遇到实际问题潜心研究,孜孜不倦。前任的成果总结加上自身的实践与探索,使得程大位的思路更加开阔,在他40岁的时候,决心放下家族生意开始一门心思扑在数学研究上。
  20年后,时值60岁的程大位在明万历二十年(公元1592年)写成《算法统宗》十七卷。后公元1598年又改编出简明版《算法纂要》四卷。
  《算法统宗》全称《新编直指算法统宗》,又名《原本直指算法统宗》,是中国古代数学名著。书中介绍了大量的数学名词、算盘图式、珠算定位法、九九表、九归口诀等内容,并详细解释了各种传统算法的应用题及解法。这些内容涵盖了方田、粟布、衰分、少广、分田截积、商功、均输、盈蒿、方程、勾股等多个领域。该书还为“难题”解法汇编,著名的和尚分馒头、以碗知僧等经典问题都出自此书。该书列有595个应用题的数字计算,均以珠算为主要的计算工具,评述了珠算规则,完善了珠算口诀,确立了算盘用法,完成了由筹算到珠算的彻底转变。
  “二一添作五,三下五除二”这朗朗上口的口诀,相信就算没有系统学习过珠算的人也听过。这正是来源《算法统宗》中的珠算除法口诀《九归歌》,书中还用图形加以详细说明,使得孩童在学会口诀之后也能进行复杂的公式计算,普通人也能快速学习到精髓。明朝末年,《算法统宗》被日本丰臣秀吉派来中国学算的毛利重能携带回国之后,便将其改写成《归除滥觞》并用作教学,于是“传播东瀛,开彼邦和算之先河”,诞生了日本的和算。程大位也就被日本人誉作“算神”。至今每年8月8日,日本各地都要举办算盘节大游行,身穿算盘服的人们,扛着“算神”程大位的巨幅画像,行进在游行队伍最前边。
  程大位还有一项伟大的发明——丈量步车被认为是世界上第一部卷尺,所以程大位也被称作卷尺之父。这一重大发明创造也记录在《算法统宗》里。
  明神宗万历六年,朝廷推行新政实行改革,下令全国清丈土地,并将“土地丈量”与“一条鞭法”作为朝廷推行改革的重要措施。1578年,程大位参与全国大规模清丈田地工作,当时,人们还是沿袭“古者量田较阔长,全凭绳尺以牵量”,为了快速准确测量土地面积。程大位从竹篾和墨斗受到启发,利用墨斗通过“转动实现尺体的收放”原理,成功发明了中国第一架卷尺——丈量步车,实现了我国土地丈量史上的一次大飞跃。丈量步车由木制的外套、十字架、竹制的篾尺、铁制的转心、钻脚和环等部件组成。使用时,将钻脚插在测量点,篾尺可以随意收缩进行测量,其原理与现代卷尺几乎相同。今天,我们还能在程大位珠算博物馆中看到这一实物模型,这得益于程大位将丈量步车完整的零件图、总装图、设计说明和改型说明等全套绘图资料记录在了其编著的《算法统宗》中。