呂變庭
《事林廣記》的作者陳元靚有可能生活在南宋后期,也有可能“以遺民身份入元”①王珂:《陳元靚家世生平新證》,《圖書(shū)館理論與實(shí)踐》2011 年第3 期,第60 頁(yè)。。據(jù)考證,《事林廣記》中的古典數(shù)學(xué)問(wèn)題主要分為兩類(lèi):算術(shù)與數(shù)術(shù),前者為《九章算術(shù)》系統(tǒng),后者則為《周易》象數(shù)系統(tǒng)。以前學(xué)界較少關(guān)注《事林廣記》中的數(shù)學(xué)問(wèn)題。相較于《事林廣記》中的飲食、樂(lè)律、醫(yī)學(xué)、寓言、繪畫(huà)、指南針、釀造、養(yǎng)生等熱門(mén)領(lǐng)域而言,迄今尚未見(jiàn)有專(zhuān)論《事林廣記》數(shù)學(xué)問(wèn)題的研究成果,人們之所以忽視《事林廣記》中的數(shù)學(xué)問(wèn)題,不是說(shuō)它所記載的數(shù)學(xué)內(nèi)容不重要,也不是說(shuō)它除了重復(fù)前人的東西,幾乎沒(méi)有增加任何新的思想元素,因而不值得去做研究,而是說(shuō)它僅僅是一部“日用百科全書(shū)類(lèi)型的中國(guó)古代民間類(lèi)書(shū)”②盛博:《宋元古地圖集成》上,星球地圖出版社,2008,第7 頁(yè)。,這種文獻(xiàn)性質(zhì)決定了它的數(shù)學(xué)內(nèi)容絕少抽象性,因?yàn)樗耐怀鎏厣褪菍?shí)用。事實(shí)上,“日用之繁”③華羅庚:《數(shù)學(xué)的用場(chǎng)與發(fā)展》,《現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)簡(jiǎn)介》,科學(xué)出版社,1978,第219 頁(yè)。恰恰是數(shù)學(xué)這門(mén)學(xué)科的重要特征,現(xiàn)在如此,古代亦復(fù)如此。
中國(guó)古代實(shí)用數(shù)學(xué)的發(fā)展與秦漢之后胥吏階層的出現(xiàn)有很大關(guān)系?!皾h武帝元狩六年(前117 年),在丞相府的382 名官吏中,僅屬吏就有162 名,占官吏總數(shù)的42%。”④(日)大庭修:《漢簡(jiǎn)研究》,廣西師范大學(xué)出版社,2001,第210 頁(yè)。這些胥吏都被納入國(guó)家官職序列,其所享受的祿秩多少也不等。就他們的職責(zé)來(lái)說(shuō),主要從事日常煩瑣的事務(wù)性工作,諸如鄉(xiāng)里治安、賦稅征收、戶籍管理以及公文的抄寫(xiě)、傳送等。
首先,《事林廣記》載有兩套算術(shù)口訣,即“九九算法”和“累算數(shù)法”。“九九算法”早在先秦時(shí)期就出現(xiàn)了,《管子·輕重戊》云:“虙戲作,造六法(峜)以迎陰陽(yáng),作九九之?dāng)?shù)以合天道,而天下化之?!雹莨苤伲骸遁p重戊》,岳麓書(shū)社,1993,第1450 頁(yè)?!熬啪胖?dāng)?shù)”盡管是一種“薄能”⑥(漢)劉向:《尊賢》,岳麓書(shū)社,1993,第600 頁(yè)。,但它卻是管理國(guó)家的一種有力工具。因此,漢人非常重視“九九之術(shù)”,如深圳南頭紅花園發(fā)掘的一座漢墓中出土了刻有“九乘”口訣磚⑦深圳博物館:《深圳考古發(fā)現(xiàn)與研究》,文物出版社,1994,第232 頁(yè)。,揚(yáng)雄《太玄經(jīng)》又說(shuō):“陳其九九,以為數(shù)生。”⑧(漢)揚(yáng)雄:《玄首》,岳麓書(shū)社,1993,第2006 頁(yè)。此“九九”按照郭金彬先生的解釋?zhuān)骸拔覈?guó)古代九九之術(shù),其含義不僅是乘法口訣,它也是我國(guó)古代初等數(shù)學(xué)的代名詞,是我國(guó)古代初等數(shù)學(xué)的一種簡(jiǎn)稱?!雹峁鸨颍骸丁粗荀滤憬?jīng)〉與道》,上??茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,2018,第160 頁(yè)。
其次,“累算數(shù)法”是民間對(duì)“九九之術(shù)”的另一種記憶方法,如果說(shuō)“九九之術(shù)”適用于籌算,那么,“累算數(shù)法”則主要用于珠算。但在“累算數(shù)法”里,僅見(jiàn)“三三單九”一句口訣,沒(méi)有籌算所用數(shù)字。因此,明代成書(shū)的《盤(pán)珠算法》(1573)將《事林廣記》中的“累算數(shù)法”命名為“初學(xué)累算數(shù)法”,表明這個(gè)口訣是學(xué)習(xí)珠算的一道門(mén)階?!按缶啪拧彪m然比“小九九”多出了27 句口訣,但在珠算實(shí)踐中,民間算家還是非常認(rèn)可“大九九”的,因?yàn)椤按缶啪拧睂?duì)于珠算來(lái)說(shuō)比“小九九”更加方便①華印椿:《中國(guó)珠算史稿》,中國(guó)財(cái)政經(jīng)濟(jì)出版社,1987,第148 頁(yè)。??肌按缶啪拧敝辽僭谀纤螚钶x的《乘法通變算寶》卷既已出現(xiàn),楊輝曾云:
因九九錯(cuò)綜而有合數(shù)陰陽(yáng),凡八十一句,今人求簡(jiǎn),止念四十五句,余置不用,算家唯恐無(wú)數(shù)可致,豈得有數(shù)不用者乎?②(宋)楊輝:《楊輝算法·乘除通變算寶》,河南教育出版社,1995,第1060 頁(yè)。
從內(nèi)容上看,《事林廣記》72 句“大九九”較楊輝所講的81 句“大九九”,僅僅減少了乘數(shù)和被乘數(shù)都是1 的17 句口訣,然而卻增加了乘數(shù)是10 的8 句口訣。一般來(lái)說(shuō),“大九九”口訣符合乘法的定義,有利于乘法試商,尤其在計(jì)算時(shí),無(wú)須顛倒乘數(shù)與倍乘法的順序,因此,計(jì)算速度較快,且不易出現(xiàn)差錯(cuò)③胡振燦:《珠算技術(shù)》,重慶大學(xué)出版社,1978,第83 頁(yè)。。由此可見(jiàn),珠算在宋元之際已經(jīng)開(kāi)始普及,故朱世杰《算學(xué)啟蒙》講到了“九歸除法”口訣,至元二十四年(1287 年)太史院開(kāi)設(shè)算子教學(xué),這應(yīng)是元朝唯一的珠算教學(xué)機(jī)構(gòu)。
除了“小九九”和“大九九”之外,《事林廣記》還載有以下算法:
“足數(shù)”是10,故“足數(shù)展省”(見(jiàn)圖1)的含義是指從1 到9 每個(gè)數(shù)字的3 倍之得數(shù)是多少。于是,10 句口訣是:一加三,二加六,三加九,四加十二,五加十五,六加十八,七加二十一,八加二十四,九加二十七,十與一同。④(宋)陳元靚:《算法類(lèi)》,中華書(shū)局,1999,第201 頁(yè)。
圖1 “足數(shù)展省”示意圖⑤孫道義:《速成普及珠算》,中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1998,第75 頁(yè)。
可見(jiàn),“四加十二”的含義就是指前位進(jìn)一,本位加五;“七加二十一”的含義就是指前位進(jìn)2,本位加一。
南宋楊輝在《乘除通變算寶》一書(shū)中講了許多“省數(shù)歸足”捷法?!妒铝謴V記》具體總結(jié)為10種, 即“ 一· 七七, 二· 一五四, 三· 二卅一,四·三一八,五·三八五,六·四六二,七·五卅九,八·六一六,九·六九三,十·與一同”⑥(宋)陳元靚:《算法類(lèi)》,中華書(shū)局,1999,第201 頁(yè)。。楊輝舉例云:“銀二百三十七鋌,每鋌二十三兩,問(wèn)共重幾何?答曰:五千四百五十一兩。術(shù)曰:置銀鋌數(shù)為實(shí),如省錢(qián)歸足七十七法,從尾位損之。”⑦(宋)楊輝:《楊輝算法·乘除通變算寶》,河南教育出版社,1995,第1060 頁(yè)。對(duì)此,華印椿先生用現(xiàn)代數(shù)式解釋“省錢(qián)歸足七十七法”為:237×23=237×(100-77)=23700-237×77。
此法最早見(jiàn)載于《孫子算經(jīng)》,后來(lái)《夏侯陽(yáng)算經(jīng)》作了更明晰的表述:“夫乘除之法先明九九。一從十橫,百立千僵,千十相望,萬(wàn)百相當(dāng)。滿六已上,五在上方。六不積算,五不單張。上、下相乘,實(shí)居中央?!雹啵ㄌ疲╉n延:《明乘除法》,遼寧教育出版社,1998,第1 頁(yè)?!妒铝謴V記》則進(jìn)一步凝練為8 句口訣:“橫千豎百,臥十立一,五不單張,六不積聚。因從上因,折從下折,加從下加,減從上減。”⑨(宋)陳元靚:《算法類(lèi)》,中華書(shū)局,1999,第202 頁(yè)。文中“六不積聚”是說(shuō)“六”這個(gè)數(shù)字用不著擺六根籌棍,而是用一橫一縱兩根籌棍來(lái)表示,“五不單張”則是指5 不能單用一根籌表示,這也就是后來(lái)算盤(pán)中檔下有五珠的緣由⑩韓慧:《計(jì)算機(jī)》,中國(guó)建材工業(yè)出版社,1998,第4 頁(yè)。。
“錙銖必較”這個(gè)成語(yǔ)首見(jiàn)于宋人陳文蔚的《陳克齋集》,“錙銖”是古代很小的重量單位,“錙”為四分之一兩,“銖”為二十四分之一兩?!妒铝謴V記》載:“算細(xì)數(shù)長(zhǎng)短之法謂之度,起于忽,忽者,蠶口中初出絲也,若有若無(wú)?!雹伲ㄋ危╆愒n:《算法類(lèi)》,中華書(shū)局,1999,第202 頁(yè)。具體言之,則十忽成一絲,十絲成一毫,十毫成一厘,十厘成一分,十分成一寸,十寸為一尺,十尺成一丈,四丈為一匹,五丈為一端。②(宋)陳元靚:《算法類(lèi)》,中華書(shū)局,1999,第202 頁(yè)。
據(jù)《文獻(xiàn)通考》載:“(南宋)時(shí)東南諸路歲起綢三十九萬(wàn)匹,絹二百六十六萬(wàn)匹,綾羅絁三萬(wàn)余匹。”③(元)馬端臨:《市糴一》,中華書(shū)局,1999,第200 頁(yè)。在這上供的背后是民間絲織業(yè)的發(fā)達(dá),如南宋葉茵《蠶婦吟》:“九日三眠火力齊,五朝又報(bào)四眠時(shí)。辛勤一月方能繭,繅得成絲卻賣(mài)絲。”④(宋)陳起:《葉茵順適堂吟稿·蠶婦吟》,文淵閣四庫(kù)全書(shū)本。陳旉《農(nóng)書(shū)》曾給湖州一代專(zhuān)以養(yǎng)蠶織絹為生的農(nóng)戶算了一筆經(jīng)濟(jì)賬,他說(shuō):
彼中人唯借桑蠶辦生事,十口之家,養(yǎng)蠶十箔,每箔得繭一十二斤,每斤取絲一兩三分,每五兩絲,織小絹一匹,每匹易米一碩四斗,絹與米價(jià)常相侔也,以此歲計(jì),衣食之給極有準(zhǔn)的也。⑤(宋)陳旉:《種桑之法篇》,中華書(shū)局,1985,第21 頁(yè)。
像文中的“每斤取絲一兩三分”,在日??壗z的買(mǎi)賣(mài)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)是經(jīng)常遇到的問(wèn)題。因此,南宋秦九韶《數(shù)書(shū)九章》、楊輝《乘除通變本末》及元代《丁巨算法》都載有不少涉及絲絹斤兩銖的換算題,即反映了這種民間絲絹交易的生活現(xiàn)實(shí)。除了“算細(xì)數(shù)長(zhǎng)短之法”,還有“斤秤數(shù)輕重之法”?!妒铝謴V記》釋?zhuān)骸敖锍訑?shù)輕重之法謂之衡,起于黍,黍者輕者末也?!雹蓿ㄋ危╆愒n:《算法類(lèi)》,中華書(shū)局,1999,第202 頁(yè)。由于中國(guó)古代是用木桿秤來(lái)權(quán)衡物體的輕重,其中“權(quán)”是指秤砣,“衡”是指秤桿,所以“權(quán)衡”有時(shí)簡(jiǎn)稱“衡”,有時(shí)也簡(jiǎn)稱“權(quán)”,二者同義。其計(jì)量時(shí)以10 黍?yàn)榛締挝唬础笆驗(yàn)橐唤t,十累為一銖,二十四銖為一兩,十六兩為斤,三十斤為一鈞,四鈞為一石”⑦(唐)李淳風(fēng):《孫子算經(jīng)》,遼寧教育出版社,1998,第1 頁(yè)。。這是《孫子算經(jīng)》所采用的衡制,時(shí)稱“五權(quán)”,但漢代的“五權(quán)”比較復(fù)雜,存在多種“銖兩之制”。
根據(jù)史書(shū)記載,宋代的衡制變化比較大,出現(xiàn)了“十有五斤為一秤之則”。如《宋會(huì)要輯稿·食貨》之“量衡”載:“御書(shū)真、草、行三體淳化錢(qián),較定實(shí)重二銖四絫為一錢(qián)者,以二千四百得十有五斤,為一秤之則?!雹啵ㄇ澹┬焖奢嫞骸端螘?huì)要輯稿》,中華書(shū)局,1957。同時(shí),還出現(xiàn)了“二斤二兩為裹”的衡制。如秦九韶《數(shù)書(shū)九章》卷17“推求物價(jià)”題中有“沉香三千五百裹”⑨(宋)秦九韶:《推求物價(jià)》,河南教育出版社,1995,第624 頁(yè)。的計(jì)量單位,有學(xué)者認(rèn)為,題中的“裹”是指包裹的物品⑩陳信傳:《〈數(shù)書(shū)九章〉今譯及研究》,貴州教育出版社,1992,第474 頁(yè)。,恐怕有望文生義之嫌。因?yàn)椤妒铝謴V記》很清楚地記載著宋元之際的“衡”制:
一黍?yàn)橐唤t,十絫為銖,六銖為一分,四分為一兩,十六兩為斤,二斤二兩為裹,十五斤為一秤,三十斤為鈞,四鈞為一石。11陳元靚:《算法類(lèi)》,中華書(shū)局,1999,第202 頁(yè)。
與重量相應(yīng),還有一種容量?!妒铝謴V記》載:“斛粟數(shù)多少之法謂之量,起于粟之一粒?!?2陳元靚:《算法類(lèi)》,中華書(shū)局,1999,第202 頁(yè)。量的標(biāo)準(zhǔn)亦以一粒小米的體積為基礎(chǔ),共分9 個(gè)等級(jí)。如《孫子算經(jīng)》云:
量之所起,起于粟。六粟為一圭,十圭為一抄,十抄為一撮,十撮為一勺,十勺為一合,十合為一升,十升為一斗,十斗為一斛。13(唐)李淳風(fēng):《孫子算經(jīng)》,遼寧教育出版社,1998,第1 頁(yè)。
關(guān)于上述“量”“衡”的內(nèi)涵,學(xué)界已經(jīng)發(fā)表了大量成果,在此不再贅述。這里需要說(shuō)明的是,在《事林廣記》一書(shū)里,不僅記載了社會(huì)上通用的度量衡制,還開(kāi)列了大量藥劑處方,這些處方用藥一般都有專(zhuān)門(mén)的量具,有些香藥甚至還要用精美的戥秤來(lái)稱量?!妒铝謴V記》載有許多保健處方,藥材的用量都比較少,例如“南陽(yáng)公主香”組方中載“丁香,麝香,當(dāng)歸,豆蔻,各一分”14陳元靚:《宮院事宜》,中華書(shū)局,1999,第541 頁(yè)。。方中“一分”等于“一錢(qián)”,文與錢(qián)同。這樣的實(shí)例亦見(jiàn)于《香譜》與《香乘》兩書(shū),如《香譜》有“麝香一文”的用量,而《香乘》則載“麝香二兩”15(宋)陳敬:《香譜》,江蘇鳳凰文藝出版社,2019,第257 頁(yè)。,即可為證。