全球即時(shí)看！【這些文化遺存現(xiàn)今的模樣?】從珠算到量子計(jì)算，中國(guó)續(xù)寫計(jì)算輝煌

【這些文化遺存現(xiàn)今的模樣?】

光明日?qǐng)?bào)記者 馬姍姍 常河

上點(diǎn)年紀(jì)的中國(guó)人，少有沒(méi)撥過(guò)算盤的。

(資料圖)

它是中國(guó)古代的一項(xiàng)重要發(fā)明，在阿拉伯?dāng)?shù)字出現(xiàn)之前曾被人們廣為使用的一種計(jì)算工具。人們往往把算盤的發(fā)明與中國(guó)古代四大發(fā)明相提并論，認(rèn)為算盤也是中華民族對(duì)人類的一大貢獻(xiàn)。諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)得主、“歐元之父”羅伯特·蒙代爾曾評(píng)價(jià)：“珠算是改變歐美國(guó)家數(shù)學(xué)基礎(chǔ)教育的一個(gè)突破點(diǎn)！”

“九章二號(hào)”量子計(jì)算原型機(jī)。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)供圖

小小算盤，緣何這般神奇？安徽省黃山市珠算心算協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)汪素秋的介紹頗為專業(yè)：“是因?yàn)樗乃惴ㄔ?。人類社?huì)早期算力有限，古羅馬只有7個(gè)數(shù)字符號(hào)，古巴比倫和古瑪雅分別采用20位制和60位制，計(jì)數(shù)困難，運(yùn)算煩瑣。珠算，采用的是中國(guó)古人發(fā)明的‘五升十進(jìn)制’，計(jì)數(shù)簡(jiǎn)便、運(yùn)算快捷，拿過(guò)一把算盤，‘隨手撥珠便成答案’。”

中國(guó)人又是何時(shí)開始使用算盤的呢？這一問(wèn)題，至今仍眾說(shuō)紛紜。

清代數(shù)學(xué)家梅啟照等人認(rèn)為，算盤起源于我國(guó)的東漢、南北朝時(shí)期。其依據(jù)是，東漢數(shù)學(xué)家徐岳曾寫過(guò)一部《數(shù)術(shù)記遺》，其中著錄了14種算法，第13種即稱“珠算”，并說(shuō)：“珠算，控帶四時(shí)，經(jīng)緯三才?！?/p>

宋元時(shí)期，隨著商業(yè)興盛，算盤廣泛使用。北宋張擇端的《清明上河圖》中，“趙太丞家”藥店柜臺(tái)上就放著一把算盤。宋末元初詩(shī)人劉因特別以《算盤》為題賦五言絕句：“不作翁商舞，休停餅氏歌。執(zhí)籌仍蔽簏，辛苦欲如何?！?5世紀(jì)，珠算流入日本、朝鮮及東南亞各國(guó)，對(duì)世界數(shù)學(xué)發(fā)展產(chǎn)生重要影響。

“算盤被聯(lián)合國(guó)教科文組織評(píng)價(jià)為‘世界上最古老的計(jì)算機(jī)’。在2007年英國(guó)《獨(dú)立報(bào)》評(píng)選的‘改變世界的101項(xiàng)小發(fā)明’中，中國(guó)算盤位居第一！珠算對(duì)左右腦開發(fā)特別有幫助，在珠算基礎(chǔ)上進(jìn)行心算，還能鍛煉記憶力?！蓖羲厍镅?qǐng)記者到她任教的黃山市屯溪區(qū)大位小學(xué)實(shí)地一看。

一進(jìn)教學(xué)樓，耳畔便傳來(lái)“大珠小珠落玉盤”的悅耳聲——這是珠算傳習(xí)班在上課。

推開門，幾十個(gè)六七歲的孩子，人手一把木框算盤，用小手靈巧地?fù)軇?dòng)著算珠，口里念著口訣：“一上一，二上二，三下五除二，四去六進(jìn)一……”

“怎么樣，來(lái)場(chǎng)比賽如何？你們用計(jì)算器，孩子們用珠心算。”汪素秋發(fā)出“挑戰(zhàn)”。

考題隨機(jī)給出：“665+223-675+566-253?！痹捯魟偮洌瑢W(xué)生們異口同聲：“526！”而此時(shí)，我們按動(dòng)計(jì)算器的手還沒(méi)停，只能當(dāng)場(chǎng)認(rèn)輸。

“大位小學(xué)”的名字，是為了紀(jì)念古代珠算的集大成者程大位。汪素秋的另一身份，是國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)珠算（程大位珠算法）的代表性傳承人。

學(xué)校不遠(yuǎn)處一座舊式民居，便是程大位故居。故居展陳，講述了這位明代“珠算宗師”的傳奇——

1533年出生的程大位天資聰穎，年輕時(shí)遍訪名師，搜集古今算書。40歲后，潛心研究珠算算法，孜孜矻矻二十年，著成《新編直指算法統(tǒng)宗》，詳述珠算規(guī)則，完善算盤用法、珠算口訣，還集納了古代流傳的近600道數(shù)學(xué)難題及解題方法。

“書中多用歌訣出題，簡(jiǎn)明有趣，讓艱澀難懂的算書一躍成為暢銷書，‘一時(shí)紙價(jià)騰貴，坊間市利，競(jìng)相翻刻’?！惫示又v解員程雪梅娓娓道來(lái)，“當(dāng)時(shí)，‘海內(nèi)握算持籌之士，莫不家藏一編，若業(yè)制舉者之于四子書、五經(jīng)義，翕然奉以為宗?！?/p>

時(shí)代在進(jìn)步，“珠算”的后人們，在繼承、發(fā)揚(yáng)計(jì)算方面自然不甘落后。新中國(guó)成立后，珠算在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中屢立奇功。諸多“大國(guó)重器”的起步階段，都曾靠珠算助力。

汪素秋在為大位小學(xué)學(xué)生上珠算課。 王珊攝/光明圖片

上世紀(jì)50年代，我國(guó)著手原子彈研制。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)只有手搖計(jì)算機(jī)和兩臺(tái)104型計(jì)算機(jī)，很多數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)計(jì)算，遲滯了整個(gè)研制進(jìn)程。為此，科學(xué)家們橫下一條心：“就算用算盤打，也要把原子彈打出來(lái)！”于是，一把把算盤、一柄柄計(jì)算尺，成為計(jì)算機(jī)運(yùn)算的重要補(bǔ)充。

“珠算不僅是一項(xiàng)古老技能，更蘊(yùn)藏著中國(guó)特有的計(jì)算智慧，反映出中國(guó)人對(duì)精度、速度的追求。如今，‘中國(guó)計(jì)算’的魅力仍生生不息！用珠算改變世界的中國(guó)人，今天正一步步走向超級(jí)計(jì)算的星辰大海?！蓖羲厍镎f(shuō)。

上世紀(jì)70年代，世界超級(jí)計(jì)算機(jī)問(wèn)世，在中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)、基因分析、航空航天、核爆模擬等領(lǐng)域大顯身手。面對(duì)西方國(guó)家技術(shù)封鎖，我國(guó)于1978年啟動(dòng)相關(guān)研制工程。經(jīng)過(guò)研發(fā)團(tuán)隊(duì)不斷攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破，1983年底，我國(guó)首臺(tái)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)“銀河-Ⅰ”研制成功，使我國(guó)成為當(dāng)時(shí)世界上少數(shù)幾個(gè)能獨(dú)立設(shè)計(jì)和制造超級(jí)計(jì)算機(jī)的國(guó)家。

進(jìn)入21世紀(jì)，“天河”“神威”等超級(jí)計(jì)算機(jī)，更多次在超算大賽上奪得桂冠。

2020年12月，我國(guó)在計(jì)算領(lǐng)域再獲重大突破。中科院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉等人，成功構(gòu)建76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)，取名“九章”，以紀(jì)念中國(guó)古代數(shù)學(xué)專著《九章算術(shù)》。

在合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心，我們見到了這個(gè)“寶貝”——實(shí)驗(yàn)桌上，兩個(gè)通過(guò)光纖連接起來(lái)的長(zhǎng)3米寬1.5米的不起眼“盒子”，里面密布光學(xué)元器件。

“一個(gè)用來(lái)產(chǎn)生光源，另一個(gè)進(jìn)行干涉，把光信號(hào)變成電信號(hào)，再引到隔壁的探測(cè)器進(jìn)行分析?！敝锌拼蟛┦跨姾采榻B。

“九章”使我國(guó)成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國(guó)家。

有多“優(yōu)越”？潘建偉介紹：“比如，‘九章’處理高斯玻色取樣的速度比當(dāng)時(shí)世界最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)‘富岳’還快100萬(wàn)億倍！也就是說(shuō)，2020年，求解5000萬(wàn)個(gè)樣本的高斯玻色取樣時(shí)，‘富岳’需6億年，而‘九章’只需200秒！”

發(fā)表這一重大科研成果的《科學(xué)》雜志審稿人評(píng)價(jià)：這是“一個(gè)最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)”；美國(guó)麻省理工學(xué)院教授德克·英格倫認(rèn)為，這是“一個(gè)劃時(shí)代的成果”。

“量子計(jì)算機(jī)在原理上具有超快的并行計(jì)算能力，可望通過(guò)特定算法在密碼破譯、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、材料設(shè)計(jì)、藥物分析等領(lǐng)域，提供比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)更強(qiáng)的算力支持?！迸私▊フf(shuō)。

“九章”構(gòu)建后不到一年，升級(jí)版“九章二號(hào)”再次刷新國(guó)際光量子操縱的技術(shù)水平，其處理特定問(wèn)題比目前全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快億億億倍！

“世間六藝任紛紛，算乃人之根本。知書不知算法，如臨暗室昏昏?！痹凇缎戮幹敝杆惴ńy(tǒng)宗》前言中，程大位曾這樣暢言計(jì)算的意義。

從珠算到超算，再到量子計(jì)算，“中國(guó)計(jì)算”的輝煌仍在繼續(xù)！

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《光明日?qǐng)?bào)》（ 2023年05月17日 01版）

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