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九章算术方程概念对数学抽象思维的发展
我是个古琴演奏家,手指常年在丝弦上滑动,听惯了宫商角徵羽的流转,你可能会问:一个弹琴的人,怎么突然扯起《九章算术》来了?难道我该弹的不是《流水》,而是“解方程”?
嘿,别笑!我告诉你,这事儿还真有关系。
你看啊,古琴七弦,就像七条通往幽谷的小径,每根弦都有自己的音高、张力、泛音点,调音时,我得让它们彼此协调,不能谁高谁低乱成一锅粥,这不就跟解一组方程似的?一个变量变了,别的也得跟着调——不然整首曲子就跑调了,听众能当场睡着。

所以当我在某个秋夜,翻到《九章算术》第八章“方程”那一节时,我猛地一拍大腿:“哎哟,这不是我们搞音乐的人天天干的事吗?”
《九章算术》里的“方程”,可不是我们现在说的“ax + by = c”那种字母游戏,它更像是一组粮食换算题:“三人共买一猪,甲出钱五,乙出三,丙出二,值几何?”然后用“直除法”一步步消元,求出每个人该摊多少钱,听着土?可这背后藏着一种惊人的思维方式——把现实问题提炼成符号系统,再用规则推演答案。
这不就是抽象吗?这不就是人类大脑最牛逼的超能力吗?

打个比方吧,古琴曲《广陵散》里有一段“冲冠发”,左手猛按,右手急扫,气势如雷,但你知道吗?这段旋律其实是由几个基本指法组合而成的:撮、拨、滚、拂,就像代数里的“基本运算”,作曲家没写“这儿要愤怒”,而是用指法序列传递情绪,同样,《九章算术》也没说“你要抽象思考”,但它用“方程术”悄悄教会了中国人怎么把鸡兔同笼、田亩买卖这些乱七八糟的事,变成整齐排列的数字阵列。
你说神不神?
我有个朋友,是数学系教授,姓李,外号“李矩阵”,有次他来我家听我弹琴,听完一脸严肃地说:“你这《梅花三弄》的结构,跟线性方程组解法一模一样。”
我差点把琴摔了:“你认真的?”
他说:“真话,第一弄是主旋律,相当于基础解;第二弄变调,像是加入参数;第三弄叠加泛音,好比通解里的自由变量,你每弹一遍,都在扩展解空间。”
我愣了半天,然后大笑:“所以我不止是艺术家,还是个隐性的数学家?”
“不,”他眨眨眼,“你是用耳朵做代数的人。”
这话我记住了。
回到《九章算术》,它的“方程”章最让我震撼的,是那个“方程术”——用算筹摆出系数矩阵,一行行上下相减,直到得出结果,这操作,简直像极了我调琴时的“校音过程”,比如我要让五弦和四弦成纯五度,就得反复试音、微调、对比,直到耳朵说:“行了,对了。”而古人用算筹,也是不断“直除”(相当于现在的消元),直到眼睛看到“单解出现”。
一个是靠耳,一个是靠眼,但核心都是:在混乱中建立秩序,在变量中寻找不变。
这不就是抽象思维的本质吗?
有人可能觉得,古代中国数学不讲证明,不如希腊几何严谨,哈!那是他们不懂东方智慧,我们不玩“因为所以科学道理”那一套,我们讲究“实用中见真理”,就像古琴,不在乎你能不能写出声学公式,只看你弹出来的音走不走心。
《九章算术》的“方程”就是这么实在,它不跟你扯什么“设未知数x”,它直接给你例子、步骤、答案,但它高明之处在于:这些例子背后,藏着一套通用逻辑,就像《平沙落雁》的指法可以套用到其他曲子,《方程术》的方法也能迁移到各种实际问题中。
这叫什么?这叫模式识别,是抽象思维的第一步。
举个例子,书里有一道题:“今有上禾三秉,中禾二秉,下禾一秉,实三十九斗……”一堆禾稻,换来换去,最后问每种禾一秉值多少,现代人一看,这是三元一次方程组嘛,但两千年前的农夫哪懂什么“元”?他们只知道:把同类项摆成行,上下相减,就能一点点剥出真相。
这操作,像不像剥洋葱?一层层去掉外皮,最后露出那个小小的、闪亮的核心答案。
而且有意思的是,这些算题全是关于生活的:分钱、量地、运粮、纳税……没有一道是“假设有一个完美的球体”,可正是这些接地气的问题,逼着古人发展出高度抽象的解决工具,就像我的琴曲,表面讲山水花鸟,实则探讨人心与宇宙的共鸣。
有一次,我在音乐学院讲课,一个学生问我:“老师,为什么古琴谱看起来像天书?又是‘吟’又是‘猱’,还有‘撞’和‘逗’?”
我说:“因为它不是说明书,是算法。”
全班愣住。
我笑着解释:“每个指法符号,都像一个数学运算符。‘上’是加,‘下’是减,‘进复’是循环,‘缓急’是函数斜率,你照着谱子弹,其实就是在执行一段古老的心灵程序。”
底下有人嘀咕:“那《九章算术》岂不是最早的编程手册?”
我一拍桌子:“Exactly!而且还是用算筹写的Python!”
全场爆笑。
但笑归笑,我说的是真的。《九章算术》的“方程”概念,本质上是一种问题处理协议,它告诉我们:不管面对多复杂的情况,都可以把它拆解成已知和未知,列出关系,然后一步步求解,这种思维方式,比任何具体答案都珍贵。
就像我练《潇湘水云》,不是为了记住每一个音,而是训练耳朵对音准的敏感,手指对力度的控制,心灵对意境的捕捉,同样,《九章算术》教的也不是怎么算粮价,而是如何把一团乱麻理成清晰的逻辑链条。
说到这里,我得吐槽一句:现在有些人一提中国古代数学,就说“落后”“不系统”,拜托,你们见过汉代的算筹吗?那玩意儿排成阵,横竖成行,跟今天的矩阵长得一模一样!人家连“负数”都用了,还知道用不同颜色的筹码表示正负——红 positive,黑 negative,比某些现代人用Excel还专业。
我曾经在博物馆见过一套西汉算筹,摆在玻璃柜里,安静得像一组沉默的诗,那一刻我忽然明白:那些古人,一边嚼着粗粮,一边用小木棍摆弄世界的规律,他们没有电脑,没有投影仪,却用最朴素的工具,触到了抽象思维的边缘。
这让我想起自己练琴的日子,冬天手冷,按弦疼得龇牙咧嘴,可还得一遍遍练“绰注”“吟猱”,为什么?因为我知道,只有肌肉形成记忆,才能让技术服务于表达,同样的,只有反复演练“方程术”,才能让抽象思维成为本能。
当我坐在月下抚琴,指尖流淌出《阳关三叠》的离愁时,我心里清楚:这不只是艺术,也是一种精密的计算——情感的方程,时间的变量,力度的系数,统统被编排进一段声波里。
而这一切,早在《九章算术》写下“方程”二字时,就已经埋下了种子。
或许你会说:“你一个弹琴的,扯这么多数学干嘛?”
我会笑着回你:“那你一个算数的,听不听得懂《渔舟唱晚》里的节奏律动?”
世界本一体,音乐是流动的数学,数学是凝固的音乐。《九章算术》里的“方程”,不只是解几道题,它是中国人第一次用系统方法对抗混沌的尝试,它告诉我们:哪怕世事纷繁如乱弦,只要找到正确的算法,总能调出和谐之音。
让我用一句改编的古语收尾:
“琴者,心之方程也;数者,理之宫商也。”
你看,我又把音乐和数学焊在一起了。
要不改天,我弹一曲《代数引》,你来解个“五弦二次方程”?保准比刷题有趣多了。
(完)
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