盈不足术:满者损之机 亏者盈之渐 —— 中国古代重要科技发明创造(五十二)

来源:科普时报 2025-07-18 11:22

盈不足术,即今盈亏类问题的求解方法。其典型题目是“共买物”:设有若干人一起出钱买某物,当每人出A钱时,总钱数比物品的价格多(盈)a钱;当每人出为B钱时,不足b钱,求人数和物品的价格。

盈不足,又写作“赢不足”,先秦“九数”中有科目“赢不足”。岳麓书院藏秦简《数》和张家山汉墓西汉初年竹简《算数书》中都有盈不足问题,这些问题的特殊性证明,在更早的先秦时代已有盈不足方法的各种形式。盈不足问题构成西汉《九章算术》第七章,记载了盈不足术条文,包括盈不足、两盈,两不足、盈适足、不足适足五种情形,前三种情况各有两种方法。

盈不足术是中国古代数学中的重要方法,主要用于解决“盈亏类”问题,其核心是通过两次假设的结果(盈或不足)来推算未知量,具有明确的实用价值。主要体现在以下三个方面:

一是解决实际分配问题。在古代生活中,盈不足术常用于处理分配场景,比如:分配物品(如粮食、布料)时,已知不同分配方式下的盈余或不足,快速算出参与分配的人数和物品总数。若每人分5个苹果多10个,每人分7个少6个,用盈不足术可直接算出人数为8,苹果总数为50。还有分摊任务(如赋税、劳役)时,根据不同方案的盈亏,确定合理的分配标准。

二是简化复杂计算。对于一些难以直接列方程的问题(如涉及比例、平均量的实际问题),盈不足术通过两次假设的结果,用固定公式(如“总差额÷单次差额=份数”)快速求解,避免了复杂的推导,适合古代缺乏代数符号系统的背景。

三是广泛的适用场景。除了分配问题,它还可扩展到行程、工程、交易等领域。如行程问题:已知不同速度下到达目的地的时间差(早到或晚到),求距离或标准速度。又如交易问题:通过两次定价的盈利或亏损,推算成本或销量。

盈不足术是古代数学中解决实际问题的高效工具,其核心思想是通过有限的已知信息反推未知量,体现了古人从具体问题中提炼通用方法的智慧,对后世数学(如方程思想)有一定启发作用。盈不足术在中国小学数学教学中占有重要地位,从二年级到六年级皆有涉及。

中国古代盈不足术相关诗句,较典型的有程大位《算法统宗》中的“算家欲知盈不足,两家互乘并为物。并盈不足为人实,分率相减余为法。法除物实为物数,法除人实人数得”。还有一些以诗歌形式呈现的盈不足术问题,如“庭前孩童闹如簇,不知人数不知梨,每人四梨多十二,每人六梨恰齐足”,描述了一个典型的盈不足问题场景。

关于盈不足术即盈亏问题的诗词还引申到人文和社会,颇有人生教育意义,如“满者损之机,亏者盈之渐”“凤笙龙管白日阴,盈亏自感青天月”“风常欢喜月常愁,愁有盈亏喜自由”“何须多虑盈亏事,终归小满胜万全”云云。

(作者系国家教育咨询委员会委员、中国科技馆原馆长)