一
一五七三年前后,一位商人结束了半生漂泊,回到他位于徽州府休宁县的家乡。像千千万万的徽州男性一样,他老早就出去做生意,足迹遍及湖广、江南。在漫长的商业生涯中,他始终保持着自己最深的爱好:数学。
这位徽商名叫程大位(一五三三至?)。他自幼就对数学感兴趣,经商期间更遍访名师,广搜数学著作,积累了许多资料。回到故乡之后,程大位用二十年时间编成一部十七卷的数学书,于一五九二年出版,题名《直指算法统宗》。日后,《算法统宗》被反复翻刻、重编、引用。它在数学世界里的地位,就如同四书五经在科举世界里的地位一样。
以今天的眼光来看,《算法统宗》较少涉及高深的数学讨论,主要内容是日常生活中的计算。按照《九章算术》的古老传统,这些计算仍被分为方田、粟布、均输等九类,不过程大位一生经历的嘉靖、隆庆、万历三朝,正是历史的转折时期,数学书的旧瓶子,也装满了新酒。比如卷二这道题:“假如今有赵钱孙李四人同商,前后付出本银。一、赵于癸亥年正月初九日付出本银三十两,二、钱于乙丑年四月十五日付出本银五十两,三、孙于丙寅年八月十八日付出本银七十两,四、李于丁卯年十月二十七日付出本银九十两。四共本银二百四十两。至戊辰年终,共得利银一百二十两,问各该利银若干?”合伙经商、本利分摊,对于徽商来说是必然会遇到的计算。
商业并不是《算法统宗》的唯一关注,政府行政中的数学占据了更大的比例。程大位生活的时代,最大的“政治”要属一条鞭法的展开,改革的举措,诸如清丈土地、赋役折银等等,无不涉及巨大的计算量。例如,百姓担负的徭役,原本要按照户等指派百姓亲身应役,后来这些徭役逐渐折钱、折银,再由官府雇人充当;田赋原本征收本色,即粮食等实物,后来大部分也转变为折银,这被称为“赋役货币化”。既然折银,必然要确定折银的数额、等次、依据等等,涉及定额、排序、分配诸多计算。学者早已指出,一条鞭法催生了大量文書、票据,这些凭证上最重要的内容就是数字,包括但不限于人口、土地面积、税负等等。
延续几十年的赋役改革,伴随着海量的数据生产与数据交换。这种背景下,像卷二这种简单的题目,已经不能应付实际行政需求了;能做出卷九所列更复杂的题,可能才勉强够格去做书吏。当然,行政数学中最多也最重要的计算,应属丈量土地,即“方田”。一五八一年,就在《算法统宗》编写过程中,清丈在徽州展开。《算法统宗》卷三“方田”部分纠正、发展了前辈数学家的方法,画出了几十种土地形状,各自说明如何将它们化约为方、直、圭、梭、梯、斜及圆、碗、环各种,再加以计算,可称穷形尽相,堪称丈量土地的算法指南。
丈量土地常用的工具是步弓,是一种形似弓的测量工具,一弓就是一步,一步五尺,三百步为一亩。但步弓使用起来麻烦,积少成多之后误差也比较大,程大位发明了一种步车,《算法统宗》详细画了图纸,两旁还用篆书写着:“宾渠制就心机巧,隶首传来数学精。”相传黄帝的史官隶首发明了数学,宾渠则是程大位的号,他把自己跟隶首放在一起,足见自豪。程大位的步车实质上是一种大型卷尺,他也因此被称为卷尺之祖。
在这一卷的末尾,程大位暗暗塞进去一篇《亩法论》。文中说,“前贤亩法”以二百四十步为一亩,万历九年清丈时,休宁县的总书(书吏首脑)擅自改变成法,将田分为四等,上等一百九十步为一亩,中等二百二十步,下等二百六十步,下下等三百步,其他不同用途的土地也都各有等次。程大位说,就算田地有厚薄、征役有轻重,也应该“就土田之高下,别米麦之多寡”,而不应该玩弄数字,在统计上做文章。
《亩法论》后面,又加了一道奇怪的题目:“原用古弓,每步五尺,今以钞弓校之,只有四尺八寸。问古弓百步,该钞弓若干?”就数学而言,这道题无比简单,却被放在卷末压轴。在卷四“粟布”部分,程大位编了一首《官粮带耗歌》,说“官粮带耗在其中,一石例加七升同”,将一石七升的加耗作为惯例记录下来,后面还列了四道题。考虑到加耗是地方官贪墨的重灾区,这样的记载也很有意味。如此看来,《算法统宗》又何止是一部数学书。
二
《算法统宗》的计算工具是算盘,书中总结了不少算盘的用法和口诀,并首次记录了用算盘开方的方法。算盘发明的时代还有争议,但它的广泛普及则可确定,就是在程大位生活的时代,《算法统宗》在其中起了很大作用。算盘和珠算流行的背景,是社会生活的计算量在飞速增加。
赋役货币化实际上是一个更大的历史进程的一部分:在所有社会活动中,货币化的程度都加深了。随着美洲及日本白银的涌入,白银在中国历史上第一次作为政治与商业的主流货币,与铜钱一起为社会提供流通性。货币经济同时也是数字经济——这里的数字不是digital,就是“数目字”的意思。以物易物的语境中,物品和物品直接比较,运用之妙,在于一心,而货币经济之下,商品需要先转化为数字,才能完成交易。有数字就必然会有计算,用到数学。
徽州文书中所见的大量民间组织,也必须用到数学。比如,村里的石桥需要维护,几个人结成路桥会,各自捐一点钱,拿出去借贷生息,形成一个小型基金,盈余用来修桥;还比如,有人需要用钱,召集一个钱会,亲朋好友凑钱给他,再从许多种还本付息模式中选择一个,每年定期轮流收付款;还有,家族的义田需要经营,租佃、买卖、分割等等,诸如此类都要计算。




