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东西问|蔡丹:云梦睡虎地汉简《算术》揭秘的中国古代数学

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《亚洲穴逼》 东西问|蔡丹:云梦睡虎地汉简《算术》揭秘的中国古代数学

  中新社武汉7月28日电 题:云梦睡虎地汉简《算术》揭秘的中国古代数学

  ——专访湖北省文物考古研究院研究馆员蔡丹

  中新社记者 梁婷

  考古工作者2006年在湖北云梦睡虎地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、日书等,其中《算术》一卷保存完好。经专家多年研究,证实《算术》的内容与《九章算术》中的七章有所重合,其年代早于《九章算术》,是目前所见保存状况最为完好的考古发掘算术文献。

  《算术》中记载了哪些数学问题?有何实际应用?其研究发现有何独特意义?近日,中新社“东西问”专访湖北省文物考古研究院研究馆员蔡丹,予以解读阐释。

  现将访谈实录摘要如下:

  中新社记者:睡虎地汉简《算术》的出土及其意义是什么?与世界早期数学有何异同?

  蔡丹:2006年11月,湖北省文物考古研究所(现湖北省文物考古研究院)与云梦县博物馆对睡虎地77号汉墓进行抢救性发掘,出土简牍22组,其中《算术》竹简216支,出土时基本保持原始编卷状态,书名清晰可见,字迹完好。

  简端部分题名及圆形墨团并存,题名共40个,部分重复但对应内容或算法各异,亦有算题未标题名。内容涵盖《九章算术》中“少广”“方田”“商功”“衰分”“粟米”“盈不足”“均输”七章。结合墓主越人的履职经历,该书应为处理日常政务的实用参考手册,直观反映秦汉时期数学与基层行政的深度结合。

  作为科学发掘所得,睡虎地《算术》保存完整、编次清晰,为研究秦汉数学文献原貌、知识传承与应用提供珍贵实物资料,填补了早期数学发展研究的部分空白。

  与古埃及、古巴比伦及古希腊数学相比,中国早期数学兼具共性与独特性。前两者同为实用型数学,服务于生产与政务,但中国形成了独特的算法体系,注重机械化运算与实际适配;而古希腊以公理化演绎与抽象几何为核心,中国则以实用算法与代数运算为特色。

2024年4月,湖北武汉,“惠此简书——睡虎地秦墓出土简牍”展览在湖北省博物馆开展。观众参观“惠此简书——睡虎地秦墓出土简牍”展览展出的竹简。 中新社记者 张畅 摄

  中新社记者:与《九章算术》、张家山《算数书》等相比,睡虎地汉简《算术》的独特价值体现在哪些方面?

  蔡丹:《九章算术》虽为现存最古老的中国数学传本,但因史料匮乏,其成书前的数学发展长期难详考。1984年张家山《算数书》首揭其前面貌,此后睡虎地《算术》、岳麓《数》、北大《算书》相继面世,共同构建起早期数学文献的完整序列。

  睡虎地《算术》与《算数书》《九章算术》内容多重合,均涉及田亩、赋税、工程等实用算题,核心皆重实用与算法,清晰反映秦汉时期实用数学已形成稳定传承体系,服务于基层政务与生产。

  其独特价值在于完整性、原始性与时间特殊性。简册出土保持编卷原状,字迹清晰,为研究早期编纂体例提供直接参考;抄写不晚于汉文帝后元七年,早于《九章算术》,正值从“发展期”向“成熟期”过渡的关键阶段,助力梳理数学演进脉络。同时,它补充了算法与题型细节,丰富内容体系,印证“实用性、机械化”特色,使早期数学还原更完整准确。

湖北考古博物馆里的算术竹简。严舒娜 摄

  中新社记者:简文中主要介绍了哪些算法、内容,数学在当时社会实际中的应用情况如何?

  蔡丹:睡虎地汉简《算术》的核心内容围绕实用场景展开,“粟米”“方田”“衰分”“少广”“商功”类算题数量多、分布集中,整体凸显“实用为先、算法适配”的特点。

  其记载的数学知识在当时社会实际应用场景,主要集中于田亩丈量、赋税征缴、工程营造等多个领域,与基层政务实务高度绑定。记载的算法以“实用化、可操作”为核心,多配套具体算例,计算步骤清晰、可直接参考应用。

  例如,墓主越人多次主持、参与田亩丈量。《算术》中田亩面积计算类算题占比极高,涵盖圆形田、半圆形田、等腰直角三角形田、非等腰直角三角形田、直角梯形田、弓形田、半球形田等多种复杂地块,完全贴合实地丈田需求。

  《算术》中配套记载的工程体积计算、工程量分配的算题,为工程实务提供确切依据。如简文中记载工程量分配算题,核心算法分别为已知总工程量的长度与人数,求人均工程量的长度,这类算题为役夫调配、任务分配提供确切依据。

《算术》简中涉及的贷钱算题(左)衰分算题(中)田亩面积计算(右)。均为郝勤建 摄

  中新社记者:以睡虎地《算术》为代表,中国早期数学重实用、重算法、重治理,与古希腊数学重演绎、重证明、重抽象形成鲜明对比。这些差异具体体现在哪些方面?形成原因是什么?

  蔡丹:以睡虎地《算术》等为代表的中国早期数学,与古希腊数学呈现出截然不同的发展路径与核心特征。前者以“重实用、重算法、重治理”为核心,后者以“重演绎、重证明、重抽象”为特色,二者的差异贯穿数学的发展目标、内容体系、思维方式,其形成与东西方文化、思维方式、社会需求密切相关。

  从内容上看,中国早期数学以代数运算为主;古希腊数学,如《几何原本》以定义、公设、公理为基础,注重抽象几何研究,代数发展相对滞后。

  东西方思维差异直接影响了数学的发展路径。中国早期数学依托直观形象思维与辩证逻辑,以“实用”为核心目标,注重“解决问题”的过程,其算法设计贴合实际场景,无需严格的逻辑证明,具有可重复性、可操作性,适配基层人员的实际使用需求。古希腊数学依托形式逻辑与抽象思维,注重“理论证明”的严谨性,强调命题的推导过程,不刻意追求实际应用价值,推动古希腊数学走向“公理化、演绎化”。

  社会需求与治理模式层面,秦汉时期,中国已形成统一的中央集权国家,基层治理需大量实用的数学知识,用于田亩丈量、赋税征缴、工程营造等政务,睡虎地《算术》正是这种社会需求的产物;古希腊时期,城邦制盛行,学术氛围宽松,学者注重抽象思辨与理论探索,数学作为“追求真理”的载体,无需贴合具体政务需求,因此逐渐形成了重演绎、重证明的特色。

  另外,几何相较于代数更易实现公理化,而代数更易发展为实用算法,这也进一步强化了二者的差异。

  总体上看,二者均为世界数学的发展作出重要贡献,共同构成了世界数学多元发展格局的组成部分。中国数学家吴文俊曾总结,中国古代数学的机械化思想,与古希腊数学的公理化思想,共同构成了数学发展史上的两大核心思想。(完)

  受访者简介

蔡丹。受访者供图

    蔡丹,湖北省文物考古研究院研究馆员。主要研究方向为战国秦汉考古、战国秦汉出土文献整理与研究。曾先后参与云梦睡虎地77号汉墓、荆门严仓1号楚墓、随州周家寨8号汉墓的考古发掘及出土简牍的整理和研究工作。参与国家社科基金重大项目2项,出版专著2部(合著),发表学术论文多篇。

【编辑:于晓】

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警方已将相关调查结果告知家属,家属无异议。该村山高涧陡、四面悬崖,村里先人曾长期居住在龙顶山中的9间天然石棚内,仅一条羊肠小道与外界相通。

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