算額

算額（日语：算額／さんがく Sangaku），是指在日本（主要在江戶時代）書寫在匾額或繪馬的和算問題及其解答。奉納算額的風俗是日本獨有的文化，而其意義有三：感謝神佛的恩賜，表示對和算教師的尊崇，以及展示自己的研究成果。 因為神社和寺廟是當時日本交流的一個最佳場所。因此，算額可以存在很高的關注度，也能引起有興趣人士的探討和共鳴。其不僅僅是一些和算家會掛出算額，一些和算愛好者也會懸掛。而在算額上所書寫的數學問題，比起代數問題是幾何問題居多。至於典型的算額題目則是求邊長或者圓的直徑，其中當然也包含了直線、三角形、內切圓和圓周長等問題，且多為討論圓、橢圓、各種多邊形之間的相容、相切關係的幾何題。 江戶時代中期，日本全國推廣「奉獻」的價值觀，而算額就是和算人士之奉獻精神的產物。算額在江戶時代最為鼎盛，而至昭和初期後逐漸沒落。近年来，各個地方又都重新審視了算額的價值。接受算額的寺社逐漸增加，而奉納算額的人亦有所增加。 一塊算額包括1至10個不等的問題，在整塊算額通常前面的部分是圓或三角形等幾何圖形構成的圖，而後是：題目、答案及解法。位於其後方的則是和算流派、其教師、展示者的名稱、奉獻的日期。題目通常會選擇較為複雜的幾何問題，並輔以彩繪圖形。 在古代數學文本中，除了題目和答案之外，還有所謂的「術」，就是我們今日的解題方法。但通常「術」只是幾句話的公式，真正的解答還是需要讀者自行推敲。 以下為一面東京都澀谷區金王八幡宮所藏算額的內容。 今有如圖宿名一十五球 只云角亢二球周寸相併一十六寸 又云心尾箕三球周寸相併三十寸重 云虚危室壁奎五球周寸相併六十三寸 問角球周寸幾何 答 七寸七分六厘三毛三糸 二忽一微有奇 術曰依方裎招差術得初數六十九個 中數五千三百九十五箇 定數七万九千七百六十個 列初數以減中數 加定數 以一万九百六十個除之得角球周寸合問 “ ” 関流 水埜與七郎正衜門人 中渋谷村 嘉永三年 戌 五月吉日 海老澤惣右衛門正泰 算額上方畫有十五個圓，並塗以不同顏色。在拓本上可見第一段描述了題目的已知及問題；第二段會以「答」字來標註後面的文字為解答，並將解答以古代的度量單位書寫成文；第三段簡短地描述了解題思路及其所使用公式，而第三段一定會有「術曰」書寫於段首。最後一段會書寫當時的日期及奉納者姓名；而其從師姓名、和算流派、職位稱呼等，則是有則書之，無則可免。 奉納算額的風俗是日本獨有的文化，一部分的算額掛馬還是被認證為日本的重要文化財產和民俗文化財產。在日文中，「算」字有計算、數學的意涵，「額」指的就是木製的書版。 奉納算額的意義有三： 感謝神佛的恩賜； 表示對和算教師的尊崇；以及 展示自己的研究成果。 在江戶時代，日本人會設計各種式樣的匾額到鄰近的寺廟或神社以對神佛表達謝意。而其中，和算家是把數學問題和答案用汉语文言文書寫在板上，以表神佛使自己能解決和算問題的謝意，而這類繪馬就被稱為「算額」。 當時日本的神社和寺廟是社會交流的平台。因此，算額會有很高的關注度，也能引起有興趣人士的共鳴和探討，算額於當時相當於是數學期刊。其不僅僅是和算家會掛出算額，一些和算愛好者亦會懸掛。 算額上的問題通常不會寫出完整的解答過程：一方面是由於繪馬的書寫面積所致；另一方面是由於算額上的這些題目是用來訓練學生數學實作的素材。 學習與研究和算的人最初是為了自己能夠順利地進行數學研究，以及數學能力不斷提高而向神佛祈願，向神社佛閣奉納繪馬；當然也包括對自己解數學問題因而感謝神佛恩賜而還願的算額，其目的在於勉學。以後演變成各種願望都有：有祈願家庭安全的、有祈願學術私塾繁榮的、有祈願子孫出生的，而最多的依然是祈願自己能夠解難題、能夠構造好的數學問題，或者是為炫耀自己數學能力的優秀。 一般都是在繪馬板上寫出數學問題，其中可能會要求讀者給予解答，亦有奉納者自己給出解答的。和算家會通過算額問題進行學術交流與學術辯論，而和算學派中的最上流與關流之間的爭論最為顯著。 算額出現於江戶時代，但最早製作、出現於具體何時，今已不可考。而其名稱最早可追溯至江戶幕府末期的《道中日記》。 記載中最早的算額出現於明暦3年（西元1657年）。據貞享元年（西元1684年）出版的《増補·算法闕疑抄》記載，那枚算額是由在二本松城下開私塾的初坂重春所奉納的；而同年間，在現今的白河市明神前，亦有廣部俊陳的門人奉納一枚算額予堺明神。而根據村瀨義益在1673年的著作《算法勿憚改》第五卷中記載的「目黑之好」，當時就有和算家將數學題目與解法製成算額，掛在目黑不動明王座前。 現存最為古老的算額則是在天和3年（西元1683）奉納予栃木縣佐野市星宮神社中的一枚算額。惟該算額因為一場發生在1975年遭受損壞，以致無法閱讀，而現在星宮神社的算額則是復刻品。現存第二古老的算額則位於京都八坂神社，於元禄四年（西元1691年）奉納，其1993年被列為國家重要文化財。 跟據村瀨義益在延寶八年（西元1681年）所撰的《算學淵底記》記載，17世紀中期在江戶的各地都有奉納算額，十分之鼎盛。書中亦詳細描述了目黑不動尊（日语：目黒不動尊）的瀧泉寺（日语：瀧泉寺）的算額。据估計，京都、大阪的算額歷史已十分悠久。 在17世紀下半葉，日本出現了收集算額上題目的問題集書目。而日本最早出版的書籍，就是寬政元年（西元1789年）藤田貞資（日语：藤田貞資）記錄算額問題的書籍——《神壁算法》。江戶時代中期，日本全國推廣「奉獻」的價值觀，尤其是在寬政、享和、文化、文政年間，而算額就是和算人士奉獻精神的產物。據傳當時一年有超過100枚算額無償奉獻以用於在寺社進行和算教學。進入明治時代後，算額文化依然有被傳承下來，但直至昭和初期後就已經休止了。 在明治時期，數學的概念正式從西方引入日本，而奉納算額的風俗亦使得數學被引入過程更為容易。 依據《賽祠神算》記載，關流第五代傳人——石田玄圭的門人大澤熊吉在天滿宮奉納了一枚算額。同年的十月，最上流的大川榮信亦在同一地點奉納算額。而後者的題目與前者雷同，但解法則較前者優良。於是就展開了關流和最上流之間的流派戰爭。 除北海道地區與沖繩地區沒有發現算額外，日本全國幾乎所有地區都出現過算額。由學者統計，江戶時代至明治時代於日本總共呈獻了2,625塊算額；但由於火災、氣候緣故、損毀、遺失等因素，時至今日僅存800餘枚。以奉獻數量最多的東京而言，原本有385枚，但現存不過17枚。截止至1997年，全國範圍內共發現現存算額約884枚。2012年左右又新發現一些算額，現存算額總數大約達到900餘枚。奉獻算額的年代及其數量，其中尚有188枚算額的年代不明。 根据1997年進行的調查結果顯示，日本全境共有975枚的算額保存至今。在這些算額中，銘刻年份最為久遠的供奉在櫪木縣佐野市的星宮神社（日语：星宮神社），其算額上銘刻年份為天和三年（西元1683年）。但其由於遭遇火災導致其表面被毀，難以閱讀。所以亦有人將供奉於京都市北野天滿宮的貞享三年（西元1686年）的算額，視為最為古老的算額。 關於算額的分佈情況，主要是在東北地方較多，尤其是東京（江戶）、福島縣和岩手縣等地，這可能是受会田安明及其門派——最上流的影響。根據其算額上的信息，有學者就推測「從江戶時代到明治初期的日本人的數學水平相當高」；也可以推斷出當時除了和算家對算額甚是喜愛外，「和算愛好者亦是對此情有獨鍾」。 根據深川英俊的研究，最早有文獻記載出現的算額是在17世紀50年代至60年代。目前算額分佈數量較多的地方是關東地方和东北地方。其中，福島縣現存數量最多，為103枚；第二是岩手縣，有93枚；再者是埼玉縣，存有91枚；以及群馬縣。而山區村莊中，分佈最密集的是長野縣木島平村，一村共有8枚。 單一地方被確定擁有最多算額的，是愛媛縣松山市的伊佐爾波神社（日语：伊佐爾波神社），共有22枚算額。22枚算額中最為久遠的是在享和3年（1803年）時，由丸山良玄的學生——大西佐兵衛義全奉納的；而最新的是在昭和12年（1937年）時，由村上先生的學生——中村正教奉納的。而伊佐爾波神社（日语：伊佐爾波神社）將其神社內的算額，紀錄在《道後八幡伊佐爾波神社的算額》（『道後八幡伊佐爾波神社の算額』）中，並在神社內發行。 數學愛好者將算額作為一種遊藝，也有一些人還通過遊歷以數學為生計，江戶時代就出現所謂的「遊歷算家」。他們到處旅行指導數學，首先去寺社調查有無算額，如果有就再去拜訪奉納者；如果找不到這些奉納者，就去找一些莊主、名主和富裕的農民，說自己是數學家，如果這個村莊有對數學感興趣的年輕人，自己就可以教他們，於是開辦數學私塾。遊歷算家對日本江戶時代的數學教育與數學普及起了很大的作用。 奉納算額風俗的興起還與江戶初期的數學著作中的「遺題承繼」風氣有關。遺題承繼是江戶初期十分流行且獨特的數學文化現象，類似今天的數學問題徵解，很多算書都提出自己的問題或是對前人著作中遺題的解答。遺題承繼這種形式使和算知識的承傳演變成帶有競技性質，推動了和算的普及與發展。隨著和算於18世紀中後期的普及化，算額奉納的風氣漸盛並於19世紀達到高峰；但到了明治維新時代則逐漸式微。這主要是因為當時日本的教育體系決定採用西方數學作為學習的內容，於是和算走進歷史且奉獻的算額數量也逐年銳減。然而，部分地區仍維持這項傳統直到20世紀初期。 21世紀，各個日本地方都重新審視了算額的價值，而且仍有部分寺社接受算額奉納，而奉納算額的人亦有所增加。雖然這並非直接繼承和算的傳統的方式，但亦有人聲稱這是一種表達日本人表達對算術之熱愛的文化現象。而現代日本數學史研究者在研究算額時經常發現算額中很多問題，其本質就是後來西方數學家所發現的幾何定理。例如，懸掛於福井縣鯖江市舟津神社的算額的幾何問題，其本質是笛卡兒定理（英语：Descartes' theorem）和六球連鎖定理（英语：Soddy's hexlet）。 因為和算是屬於民間學術性質，和算的研究和教學又都在私塾或者寺社內進行，所以和算史料記載就變得紛繁雜亂。因此，日本民間就成立了十分多的組織來進行各個地區和算史料的調查工作，其中就包括調查分佈於各地寺社的算額。 有日本的中學數學教師在教學時，嘗試在平面幾何的教學中融入算額文本——在教授完幾何圖形的基本性質和定理的證明之後，於相關例題的應用上提供算額的題目，讓學生以上課所學習到的平面幾何算法求解。有研究認為，當教師使用算額這類歷史材料進行教學時，可能令學生瞭解日本數學發展歷程並關心日本數學史，從而對所學內容有更深的理解，理解數學在社會發展所起到的作用，有助於在人文研究中養成科學素養。 同時，部分中學數學教師在數學教學中有計劃地組織學生到當地的寺社中探尋遺存的算額進行解讀，也有教師指導自己的學生去製作新的算額到寺社奉納。有研究認為這類活動，又會產生一些特殊的教學成效： 通過學生自己製作算額，使得學生能夠擁有獨立發現問題、提出問題的意識和能力； 通過學生設想問題，使得學生將自己發現的一些數學性質和關係通過分析、再加以組織，熟練掌握許多數學知識和思考方法，從而進行知識與思考方法的整合非常有用； 通過學生設想問題，也可以培養學生具有關心事物、主動地處理它們的意欲和態度； 通過走訪各地寺社、探尋寺社的算額來進行數學學習以及實踐活動，使得學生學會如何構造數學問題，有助於培養學生的數學思維。 從綜合學習方面上，製作算額，除數學學習與實踐活動外，還有助於其他學科的學習： 語文課：學習古文，認識一些古字； 手工技術課：學習一些簡單的木工技術，獲得一些手工製作的技能； 美術課：掌握一些繪畫技能和色彩、顏料方面的知識，書法方面也得到練習； 社會課：瞭解日本江戶時代的歷史文化，特別是瞭解當地的鄉土歷史文化，而實地去寺社奉納算額也是一種社會實踐活動。 由於算額的歷史價值，部分算額被列為文化財。其所擁有的不單單是和算傳播的載具，還能通過其來一窺那個時代的民間活動，而且算額還有很高的藝術價值。 金王八幡宮（東京都澀谷區）的算額，於元治元年（1864年）被奉納。 金王八幡宮（日语：金王八幡宮）（東京都澀谷區）的算額，於安政6年（1859年）奉納。 香川縣的金刀比羅宮參拜道上有一間「算額茶屋」。 奈良縣的TABAYA菓子店（たばや菓子舗）有販賣一種算額甜點——「算額最中」；其是一種以糯米餅皮包裹紅豆內餡的甜點，而餅殼上是一道算額題目。 冲方丁. 天地明察. 東京: 角川書店. 平成21年（2009年） [1977] [2019-02-10]. 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