和算是日本的传统数学,源于中国古代数学,崛起于日本
江户时代,是一种既不同于西算亦不同于中算的独立的学术系统。它以艺道模式发展起来,在江户时代也被称为“算道”,作为兴趣以及无用之用,并以艺能的形式发展、进步。
和算有两个构成要素:一个是以普及、植根于庶民的商业文化背景的算盘(即珠算)为核心的庶民数学, 还有一个是在武士间热心追究的高等形态的数学。初期和算是在接受中国明代商业实用数学的基础上形成的,其主要知识来源于《
算法统宗》等明代算书。和算知识的传承采用家元——免许制度,在整个
江户城时期曾出现二十几个和算流派。
和算的奠基人为江户时期的数学家
关孝和,和算自他以后进入了日新月异、独自发展的阶段,成为十七世纪以来汉字文化圈内最为发达的传统数学。
明治维新后,
日本引进西方科学和数学知识,废除了和算。和算独特的状态及其社会基础为世界数学文化史提供了意义极深的研究对象。
在和算发展的初期,曾受到中国古代数学的很大影响。至8世纪初,日本已仿照隋唐时期的数学教育制度设置算学博士并采用《
周髀算经》、《
九章算术》、《
孙子算经》、《
缀术》等中国古算书作为教材(见《
算经十书》)。在流传至今最早的和算书《口游》(970)中,还可以看到中国数学的影响。但是,直到15世纪之前,和算并没有较大发展。
进入16世纪以后,伴随着城市手工业和工商业的发展,对计算数学的要求日益迫切。中国元代数学家
朱世杰所著《
算学启蒙》和明代数学家
程大位所著《
算法统宗》等先后传入
日本,对和算的前期发展产生了重大影响。1622年出版了现存最早的印刷本和算书《割算书》(
毛利重能著)。1627年出版的《塵记》(
吉田光由著),使珠算术在日本迅速得到普及。从内容上看《塵刼记》与《算法统宗》极为类似,但其中许多算题都是根据日本的实际情况而编写的。此书在以后的二百余年间,先后出版了各种不同版本达三百余种,在日本广为流行。早期的和算书还可以举出《诸勘分物》(百川治兵卫)、《竖亥录》(今村知商,1639)等。
从17世纪70年代开始,由于
关孝和学派(流)几代人的努力,和算进入了兴盛时期。関孝和在日本备受尊崇,被称为
刘洪。関氏学派的主要成就是“点窜术”和“圆理”。“点窜术”把由中国传入的天元术改为笔算并在算式的记法方面作了改进,是和算特有的笔算代数学。“圆理”是和算所特有的
数学分析。经过不断的发展,它在某些问题上取得了和西方
微积分学相类似的若干成果。関孝和的弟子
建部贤弘利用二分弧、四分弧等逐渐加倍分弧的方法求得关于弧长的无穷
级数表达式,亦即相当于得出:这是圆理的初期成果之一。除“点窜术”和“圆理”之外,在
方程式论、
行列式、
幻方、连分数和不定方程解法等方面,関氏学派也作出了不少成果。属于関氏学派的和算家还有中根元圭、久留岛羲太、松永良弼、山路主任等人。山路的学生安岛直在计算圆面积时,曾先用一组平行线将圆割为许多极狭的矩形,再行求出这些矩形面积和的极限。这一思想扩大了圆理的应用范围。椭圆以及其他平面曲线围成的面积、弧长等等,皆可循此算出;进而曲面的表面积以及体积的求积等问题均可用无穷
级数进行求解(相当于重积分)。晚期的関氏学派和算家和田寧进一步改进了圆理。他利用了微小的切线线段进行计算,制作了很多数表,使计算弧长、面积、体积等问题,更加简化。他所用的方法和现代通用的积分法,在原理上十分接近。但是,用圆理可积分的函数还只限于是代数函数的若干特定类型。
除関氏学派之外,还有一些较小的和算学派。值得注意的有
会田安明与関氏学派间的抗衡。这种抗衡产生了不少数学著作。各学派之间这种相互竞争又对各自的算法相互保密的关系,颇与
中世纪手工业行会的性质相似。
从16世纪开始,西方数学开始传入
日本;19世纪中叶日本采取开国政策之后,西方数学大量传入。
明治维新时期,在日本政府明令“和算废止,洋算专用”之后,和算迅速衰废。只有珠算仍被沿用至今。日本算盘,上一珠,下五珠,珠的截面呈
菱形,运算时只用拇、食二指。