Chiński suanpan i soroban
Synopsis
Abakus to tradycyjna chińska technika wykonywania obliczeń matematycznych za pomocą liczydła, uznawana za piąty wielki wynalazek Chin. Prototyp liczydła można prześledzić aż do dynastii Wschodniej Han, a jego dojrzała forma ukształtowała się i upowszechniła w okresie dynastii Ming. W 2013 roku chiński abakus został wpisany na listę niematerialnego dziedzictwa kulturowego UNESCO i jest jednym z najwcześniejszych narzędzi obliczeniowych na świecie.
Przegląd
Suansuan (liczenie na suanpan) to tradycyjna chińska technika obliczeniowa wykorzystująca suanpan (liczydło) jako narzędzie do wykonywania obliczeń matematycznych, nazywana piątym wielkim wynalazkiem Chin. Suanpan było najważniejszym narzędziem obliczeniowym w starożytnych Chinach, a jego prototyp można prześledzić aż do okresu Wschodniej Dynastii Han, co daje mu historię liczącą ponad 1800 lat. Suansuan to nie tylko wydajna metoda obliczeniowa, ale także zawiera głębokie idee matematyczne i kulturowe, będąc ważnym osiągnięciem starożytnej chińskiej cywilizacji naukowo-technicznej. 4 grudnia 2013 roku chiński suansuan został oficjalnie wpisany na listę reprezentatywną niematerialnego dziedzictwa kulturowego ludzkości UNESCO, stając się 30. chińskim światowym niematerialnym dziedzictwem kulturowym.
Przed upowszechnieniem się kalkulatorów elektronicznych, suanpan było najpowszechniej używanym narzędziem obliczeniowym w Chinach, a nawet w całej Azji Wschodniej. Od sklepowych kantorów po bankowe lady, od szkolnych klas po domowe księgowanie, suanpan było wszechobecne. Dzięki swojej prostocie, szybkości i dokładności, przez setki lat obsługiwało zadania obliczeniowe w różnych dziedzinach życia społecznego. Nawet podczas opracowywania pierwszej chińskiej bomby atomowej, wiele skomplikowanych obliczeń wykonano właśnie za pomocą suanpan.
Ewolucja historyczna
Rozwój suansuan przeszedł długi proces historyczny. Najwcześniejszym narzędziem obliczeniowym były suanchou (liczydła patyczkowe), które wykorzystywały bambusowe lub drewniane patyczki ułożone w różnych pozycjach do reprezentowania liczb i wykonywania operacji. Suanchou były szeroko stosowane już w okresie przed dynastią Qin i stanowiły ważne narzędzie starożytnej chińskiej matematyki. Matematyk z okresu Wschodniej Dynastii Han, Xu Yue, po raz pierwszy wspomniał o suansuan w swojej pracy "Shushu Jiyi" (Zapiski o Sztuce Liczenia), opisując rodzaj suanpan z pięcioma koralikami na każdej kolumnie, gdzie górny koralik reprezentował pięć, a cztery dolne koraliki reprezentowały każdy jeden. Jest to najwcześniejszy zapis pisemny dotyczący suansuan.
W okresie dynastii Tang i Song, wraz z rozkwitem handlu i rosnącymi potrzebami obliczeniowymi, technika suansuan stale się rozwijała. Za dynastii Song pojawiły się suanpan o formie zbliżonej do współczesnej. Po dynastii Yuan, suansuan zaczęło zastępować suanchou jako główne narzędzie obliczeniowe. Dynastia Ming była złotym okresem rozwoju suansuan; forma suanpan została wówczas w dużej mierze ustalona, a metody suansuan stawały się coraz doskonalsze.
Dzieło "Suanfa Tongzong" (Kompendium Metod Obliczeniowych) skompilowane przez matematyka z okresu Ming, Cheng Dawei, w 1592 roku, jest kamieniem milowym w historii rozwoju suansuan. Książka ta systematycznie podsumowała różne algorytmy suansuan, w tym dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie i pierwiastkowanie, zawierając również wiele zadań praktycznych. Publikacja "Suanfa Tongzong" oznaczała dojrzałość systemu suansuan. Następnie suansuan stopniowo zastąpiło suanchou jako główne narzędzie obliczeniowe i rozprzestrzeniło się do Japonii, Korei, Azji Południowo-Wschodniej i innych regionów.
Struktura suanpan
| Część | Opis | Funkcja |
|---|---|---|
| Rama | Prostokątna rama z drewna | Utrzymuje i podpiera całe liczydło |
| Belka poprzeczna | Poziomy pręt rozdzielający w środku | Oddziela górne i dolne koraliki |
| Górne koraliki | 2 koraliki na kolumnę nad belką (tradycyjnie) | Każdy koralik reprezentuje wartość 5 |
| Dolne koraliki | 5 koralików na kolumnę pod belką (tradycyjnie) | Każdy koralik reprezentuje wartość 1 |
| Kolumna (Dang) | Pionowy pręt, na który nawleczone są koraliki | Każda kolumna reprezentuje jedną cyfrę |
Tradycyjne chińskie suanpan ma zazwyczaj układ "dwa górne, pięć dolnych" (2/5), czyli dwie koraliki nad belką i pięć pod belką, z 13 lub więcej kolumnami. Ten projekt umożliwia obliczenia zarówno w systemie dziesiętnym, jak i szesnastkowym (np. dla jednostki miary "jin", gdzie 1 jin = 16 liang). Współczesne, uproszczone wersje suanpan są często w układzie "jeden górny, cztery dolne" (1/4), co jest bardziej zwięzłe i wydajne.
Rymowanki suansuan
Jedną z charakterystycznych cech suansuan są obliczenia oparte na rymowankach. Po setkach lat praktyki i podsumowań, suansuan wykształciło kompletny system rymowanek. Osoba wykonująca obliczenia musi jedynie dobrze zapamiętać te rymowanki, aby szybko i dokładnie wykonywać różne obliczenia.
Rymowanki dodawania to np. "yi shang yi" (jeden do góry), "er shang er" (dwa do góry), "san xia wu qu er" (trzy, pięć w dół, usuń dwa). Rymowanki odejmowania to np. "yi qu yi" (usuń jeden), "er qu er" (usuń dwa), "san shang er qu wu" (trzy, dwa do góry, usuń pięć). Mnożenie i dzielenie również mają odpowiednie rymowanki, takie jak rymowanki metody "guichu" (dzielenie z resztą) czy "liutou cheng" (mnożenie z zachowaniem głowy). Te rymowanki upraszczają złożone procesy obliczeniowe do prostych ruchów przesuwania koralików, znacznie zwiększając wydajność obliczeń.
Mentalne suansuan (zhuxinsuan) jest współczesną formą rozwoju suansuan. Osoby przeszkolone w suansuan mogą wykonywać obliczenia na wirtualnym suanpan w swojej głowie, osiągając prędkość obliczeń przekraczającą nawet kalkulator elektroniczny. Co roku wielu młodych Chińczyków uczestniczy w nauce i konkursach mentalnego suansuan, dzięki czemu ta tradycyjna technika obliczeniowa odradza się z nową energią w nowej epoce.
Znaczenie kulturowe
Suansuan głęboko wpłynęło na edukację matematyczną i kulturę handlową Chin, a nawet całej Azji Wschodniej. W starożytności biegłość w suansuan była podstawową umiejętnością w handlu, a suanpan niezbędnym narzędziem kupca. Obraz suanpan w kulturze jest również bardzo bogaty; wyrażenia takie jak "ruyi suanpan" (wymarzone liczydło - oznacza wyrachowanie, własny interes) czy "tie suanpan" (żelazne liczydło - oznacza skąpca, twardy interes) odzwierciedlają głęboki wpływ suanpan na kulturę ludową.
Sukces w opracowaniu pierwszej chińskiej bomby atomowej nie byłby możliwy bez suanpan. W warunkach braku dużych komputerów, wiele skomplikowanych obliczeń fizycznych zostało wykonanych przez grupę biegłych operatorów suanpan. Ten fakt historyczny stał się legendarną opowieścią w historii chińskiej nauki i techniki, ukazując mądrość i odporność narodu chińskiego w trudnych warunkach.
Źródła
- Chińska strona internetowa niematerialnego dziedzictwa kulturowego: https://www.ihchina.cn/luntan_details/28467.html
- Baidu Baike: https://baike.baidu.com/item/珠算
- Wikipedia: https://zh.wikipedia.org/zh-cn/珠算
Comments (0)