科学网—杂说“加减乘除”(2)
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2025-11-20 07:32
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杂说“加减乘除”(2)
我们在日常生活中,用到乘字的地方,如乘车、乘船、乘飞机、乘人之危、可乘之机、乘火打劫、乘风破浪、上乘之货物等等,这些乘字都似乎与二三得六、三三得九的乘法没有什么关系。人们不免会问,在数学中乘法的乘字到底怎么讲?
乘字的本义是登、升,就是到了高的地方,上到高处。它的甲骨文就像是一个人待在树上。《说文解字》则称:“乘,覆也”。覆是盖在上面的意思,可以是人自己上去,也可以人把别的什么事物放到上面。
如《诗·豳风·七月》有句子“亟其乘屋”,就是赶紧上房顶去修补,去筑漏。《史记·田单传》讲田单设计使燕兵懈怠:“令甲卒皆伏,使老弱女子乘城。”
乘车,人总是在车上,古代乘车的人一般是要拉着绳子走上马车去的,所以称乘车,也说升车、登车。
如今我们乘坐什么交通工具都说乘,乘船、乘飞机、乘轿子、乘火车。
驾驶当然也是乘,《易·乾卦》:“时乘六龙以御天。”《易·系辞》:“服牛乘马,引重致远。”《墨子·亲士》:“良马难乘,然可以任重致远。”这里的乘都是驾车,驾车当然要在车上。
《论语·雍也》说公西华出使齐国“乘肥马,衣轻裘”,就是说他坐着肥壮马匹拉着的车子,穿着轻暖的裘皮衣服。
《论语·公冶长》中记载,孔子说:“道不行,乘桴浮于海,从我者其由与?”这句话的意思是说,如果主张无法推行,我就乘着木排漂流海外,能跟着我的,就是仲由(子路)吧?
又如“昔人已乘黄鹤去,此地空余黄鹤楼”。乘黄鹤那就是骑在黄鹤背上了。
更可以引申到想象中的虚拟的工具,如乘云、乘风,乘云驾雾、乘风破浪。
乘还可以引申到利用更加抽象的“形而上”的东西,如便利、形势、机会等等。
如贾谊《过秦论》:秦“因利乘便,宰割天下,分裂山河”。
又如《孟子·公孙丑上》:“齐人有言曰:‘虽有智慧,不如乘势。’”
我们现在还经常使用乘便、乘机、乘势、乘兴这些词语。
所有这些,都是从乘的本义引申出来的,段玉裁在《说文解字注》中说:“加其上曰乘。”所谓“加其上”,用现在的白话说,就是放在它上面。乘屋是人到了屋面上。乘车是人登上车,到车上。乘云是人到了云上。这些用法中的乘,都有加在什么之上的意思。
在数学中,所谓数字的乘法,只是“加法的简便运算”。
5 ×2就是把两个5加起来,即先有一个5,再有一个5加其上,那可以称5乘以2,或者5与2相乘。如果再加上一个5,那就是三个5相加,即5乘以3,5×3。
这里的“乘”就是从“加其上”这个初始意思出发,变成了乘法的计算。
这里的5是一次次被加上去的数,称为被乘数,加上去的次数称为乘数。
计算的结果就是连续相加的结果,一次又一次地“加其上”,积累起来,故而称“积”。
减法是加法的逆运算,除法则是乘法的逆运算。
除,本义是宫殿的台阶。除,从阜(即“左耳朵”阝)余声。左耳朵阝总是与高出地面有关。古代造宫室为了防止潮湿,把房子建造在较高的地基上,特别是统治者的宫殿,更是高出平地许多,以显出其地位的崇高。这样,登堂入室就必须经由台阶,除就是宫殿的台阶,也引申为其他房子的台阶。
如刘禹锡《陋室铭》“苔痕上除绿,草色入帘青”。又如《朱柏庐治家格言》:“黎明即起,洒扫庭除”。
这些句子里的除,都是台阶的意思。
向上走或向下走都经过台阶。古代升官或任命官吏称除,降职则称左除。如文天祥《指南录后序》:“予除右丞相兼柩密使,都督诸路军马。”
总之,旧时官场,除是去旧职任新官。
清代文字学家段玉裁在《说文解字注》中说:“凡去旧更新皆曰除。取拾級更易之义也。”
正如段玉裁所言,除是去旧更新。所以,一年的最后一天称除日,最后一个晚上称除夕,以后除夕引申至最后一天,除夕就是除日。王安石有诗句:“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”。那天是除旧迎新。
也正因为如此,所以除往往引申为去掉。现在常常说去除或除去,这实际上是如今除字最多的用法。我们现在常常用的词语,根除、铲除、开除、拆除、除暴安良、斩草除根、排除万难以及除此之外等等,这里的除都是去除的意思。
著名的珠算口诀,三下五除二,在教科书上又说成三下五去二。不过现在三下五除二往往被用作形容动作麻利、做事干脆利索,成了一个成语。
在这些意义上,除就是去,去就是除,放在一起称去除或除去。
对于古人来说,乘法是把一个数一次次地加上去,在一定的次数,去求其积;乘字的意思是“加其上”,积字的意思是积累。
除法则与之相反。它要做的是求一个数甲的值,把这个数甲从另一个数乙中一次次地去除,在一定的次数后,正好把乙数去除干净。这里除字的意思是去除,也正好与乘字“加其上”的意思相反。
对古人来说,乘法是比较容易的,只需要一次次地“加其上”就可以了。而除法则比较难一点了,他要把一个未知的数甲从一个数乙中去除,在一定的次数内去除干净。怎么办?只能靠先试试看。
看下面的例子,求494除以19的结果。
按照最原始的定义,问题就是要把494平分成19份。这只能先估计,如果每份30,那么19份就要570了,肯定不够分。如果每份20,那么19份就是380,不到494,所以结果一定在20与30之间。494减去380还剩余114,114平分成19份,试一试可以知道是6。所以494除以19等于26。现在小学生学习的除法竖式,就是表示了这个计算过程。

494 被除去了19次,每次去除26,正好去除尽。494是被除之数,称为被除数;19是去除的次数,称为除数。这个计算的方法称为除法。
而除法的求解过程,是试算的过程。所谓试,就是不断估计,不断“商议”。所以把计算的结果,称为商。
《说文解字》说:“商,从外知内也。”也就是说,商的本义是测度,估量。
商功,就是测度工程量。汉代的《九章算术》的第五章名商功,其内容是测量体积、计算工程用工的方法。
商是测度,量也是测度。测度总有误差,众人在一起测度,就需要听取各人意见,求得一致,这就引申到如今意义上的“商量”。
除法的计算过程,就是求商的过程,其结果称为商,也就是可以理解的了。
这就是古人对于乘法、除法及后来人们对计算过程中各个术语名称即被乘数、乘数、积、被除数、除数、商的来历。
两千多年以前的《九章算术》有这样的叙述:
“今有田广十五步,从十六步。问为田几何?
答曰:一亩。
有田广十二步,从十四步。问为田几何?
答曰:一百六十八步。
方田术曰:广从步数相乘得积步。
以亩法二百四十步除之,即亩数。”
这里的从就是纵。广相当于宽,纵相当于长,“广纵步数相乘”,就是15×16=240,12×14=168。
这就是《九章算术》中所说的“广从步数相乘得积步”。
240 步是一亩,168÷240,得到的就是亩数。这就是“以亩法二百四十步除之,即亩数。”
乘、除这些术语都是在两千多年以前的中国就有的。
有意思的是,在几千里之外的欧洲,multiply 或 multiplication 本来的意思也是增加、多,但是在计算时就作乘、乘法。也就是说,那里的乘也是从加推衍出来的。
同样,那里的divide和division,也是分开、差别等意思,计算时作除、除法。
相距千万里之遥的人们,思考的方法竟非常相近。
加减乘除这些数学问题,涉及古人对于物质的分配,由此可以设想,人类对于这些数学问题思考的起源将非常非常早。
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