具茨山岩文试读・17・从具茨山岩文到河图洛书:初民的数学、几何原码

《周易》曰“河出图,洛出书,圣人则之。”你到具茨山上看看,河图与洛书,数点肌理如出一辙。可以说,古人对数的认识,由不清晰到清晰,由浅入深,到总结出规律来,是从具茨山开始的。具茨山岩文是古人的数学基因诞生之地。

我们调查具茨山岩画岩文,每到一处,都要统计圆窑的数量,量下它的大小、深浅规格,测量它的坐标,有的还绘出它的图形,建立了图片库,还要给他们编码排序。分布如此广泛的岩文,都是先民们一个个磨凿出来,一条条线刻划出来。我们意识到,在那只有原始工具的时代,古人执着又虔诚地山岩上刻划下众多的岩文,给后世留下天书,这天书就是初民的数学、几何成果。

那么刻在山石上的窑,上上下下,左左右右,里里外外,有规则形状的,有无不规则形状的。古人在刻的时候,是不是数过,要刻几个,刻多少,是不是由占卜的巫师确定的,或者是由氏族的长老确定的?我们只能看到这些数点,而不知其数为何物。但是这些数和图,它们已经构成了古人数学、几何的原码。从人类进入新石器时代起,经裴李岗文化、仰韶文化、龙山文化,一直到进入夏商时代,具茨山一直留有他们的印迹。

一、具茨山凹穴窑点:初民计数体系的原始载体

数字的认知是文明发萌的根基,人类产生基础思维和有了语言以后,就一定建立事物与数、量之间的关系。据考古研究,约万年前左右,古人形成了有无、大小、多少的概念,后逐渐形在具体数量认识。老子说“道生一,一生二,三生万物。”产生“一”的观念之后,二、三、四、五等自然数列就产生了。到商朝,产生了计数的数字。

在文字、数字,发明之前,古人就用刻窑、刻线记之。我以为,古人先有“掘地为臼”,先解决吃饭问题,在掘臼过程中,发现,臼可大可小,小到一个点,大到一个坑,那个小小的圆窑相比容易刻凿,跟结绳疙瘩相比,不会腐烂,长期保存,所以,就把这个圆窑作为一个原始单位,一生二,二生三,三生许多,年深日久,具茨山上出现成千上万个圆窑,形成中原独有的岩文计数体系。具茨山以圆窑为主要特征的岩文可以看以数符文,它已经表露了古人萌芽阶段的数学。

其一,基础单数与分组计数

岩文中大量的窑形是不规则的,但有清晰的窑形。分组窑形比较明显。根据考古发现,约距今1万年左右,古人就出现了“5 个一组”“10 个一行” 的分组计数,十进制雏形显现,为建立位值制创造了前提。在具茨山上,单窑、双窑、三连窑、五窑、六窑、十二连窑阵列分布。单个圆窑对应“一”,多窑有序排列实现数量累加。其中单排六窑、双排十二窑组合频繁出现,可对应上古先民观测月相得出的十二月、十二地支体系;梅花状环穴为典型代表,中心一穴环绕八至十二窑,呈现“1+8”“1+12”的组合图样,是分组计数、集群记数的实物体现。猜想,先民凿刻前必先确定总数,依据历法、祭祀要求规划窑穴排布,数量可能由氏族长老或巫师者确定,长老或巫师是刻窑的规划指导者。

其二,天干地支、节气数理藏于岩文

认识天地,才能立足天下,具茨山岩文里有“天理”,没有文字、数字,“天理”就通过刻窑数来表达。先民观测日月运行形成了对天地运转周期的认识:观测太阳循环一旬为期,定十天干,月亮圆缺十二回定十二月,一天内有十二时辰,四季划分衍生二十四节气。具茨山岩文频繁出现十二点阵列,以圆窑数量对应时序周期,把抽象的时间长度转化为可视化的数点符号。形成以 5、6、10、12为基数的计数逻辑,后世流传有“十二爻”游戏。

其三,刻窑记事记录世间万象

凹穴窑点可能承载多重记事功能:可记录天穹星群排布、年月轮回;可统计氏族聚落人口、户数;可标记五谷收成、猎获多少、陶器数量;亦可留存洪水、瘟疫等灾害后的人口减少。我们如今无法破译每一组阵列对应的具体史实,但不能否认先民已经建立“以数记事”的思维,数字脱离实物,成为独立记录、推演、测算的工具,也可谓之初民在广天大地上书写的伟大日记。

其四,算具从此开始演化

为克服基岩上石窑无法移动、不便运算的局限,先民在漫长实践中摸索出两条并行又相互融合的算具演进之路,推动中国早期算具走向成熟。

一是筹算系统:先民以蓍草、细木、竹棍制作算筹,通过纵横摆列表示数字,可进行加减乘除、方程、开方等复杂运算,形成了成熟严谨的筹算体系,长期作为中国古代官方主流计算工具,《九章算术》是古代经典数学成就。

二是珠具系统:先民将固定石窑的形态与记数理念,转化为可移动、可操作的实物工具。第一步,由不可搬动的石窑演变为可移动的石球,开启了动态记数时代;山西阳高许家窑遗址出土的上千件规整石球,新郑唐户遗址、半坡遗址出土的小石球,均为史前石球用于计数的重要考古实证。第二步,将笨重的石球改进为更轻便、更规范的陶丸,实现了计数工具的轻量化与标准化;1978年陕西岐山周原凤雏村西周遗址出土的青、黄双色陶丸,数量多、形制规整,被公认为西周时期专用的计算珠具,是珠算工具早期发展的关键物证。

石球、陶丸承上启下,既延续了石窑“以圆记数、以阵列序”的形态基因,又完成了从“记事符号”向“运算工具”的功能升级,与算筹系统相互影响,为后世珠算的最终定型储备了技术与思想基础。

二、点线面排布:原始几何的活化石

中国没有“几何”一词,该词是从西方传来的概念,很多人认为,中国古代没有几何。到具茨山上一看,两点连线,连线成面,直线、斜线、曲线、方、圆已经出现。这些图形不是古人凭空造出来,而是他们生产生活实践的反映,他们在狩猎、制陶、筑屋、划界以及氏族冲突战争中,催生曲直、方圆、对称认知,而具茨山先民刻在石上的“点—线—面”空间认知,是中原最早系统化的二维几何原始遗存。

第一,以圆窑为“点”,建立空间基础单元

无数圆窑是几何最小元素,精心打磨的圆窑,小的直径两三公分,大小六七公分,有深有浅。有的大圆窑外环绕一圈小窑,排布整齐构成圆环,证明先民已经识别圆形。规整统一的圆窑图案,说明先民掌握稳定的圆形打磨技法,具备基础圆形几何感知与创造。

第二,以沟槽为“线”,搭建二维空间

先民以深浅长短不一的刻槽相连接,若干线段均等分,直线划分区域,横线、竖线、斜线交错接成方形,方中有格。若棋盘格,两人对弈,前后左右,四方清晰,有方位感,有边界感。方形、圆形,二维空间的几何形式搭建起来了。这种以线划格的范式,也是后世围棋、象棋、军棋等棋艺的源头。

第三,连线成面,形成规范几何图形

沟槽与圆窑组合衍生方格、米字格、环形梅花阵、方形阵列等复合图形:方格、方形阵列,可对应大地四极、八方、九宫空间观念,形成稳定的空间逻辑。

三、规圆矩方:天圆地方的宇宙观

“无不以规矩不成方圆”,中国最早的方和圆来自于伏羲女娲。《伏羲女娲交尾图》出现在东汉,是后人对先民的记忆,也是古人宇宙观的表达,图中伏羲持矩,女娲执规,他们头顶日、脚踩月、周身有星象(北斗+二十八宿+周天),寓示着天地阴阳交合、宇宙秩序化生万物、生命回归本源的宇宙观。此图也昭示着华夏上古数理文明的成就:女娲执规以画圆,象征天穹循环,生生不息,柔道周延;伏羲持矩以画方,象征大地四方,人间法度,直性阳刚。

方与圆不只是几何图形,已经上升到礼制的高度。这在辽宁牛河梁遗址中祭坛形制上得到精确体现。辽宁牛河梁红山文化遗址的圜丘与方丘祭坛,最为直观地呈现出5500年前先民深刻认知的方圆对应宇宙理念。自古礼制讲究方坛祭地、圜丘祭天,此地方坛、圜丘均为双层形制,规制两两相合。圜丘外层同心圆,恰为外层方坛之外接圆;中层同心圆与外层方坛呈标准内切格局;内层同心圆则与内层方坛完美内切。从数理几何层面来看,方圆之间的尺度比例精准契合√2(1.4142) 恒定比值,证明上古先民已熟练掌握方圆将天文历法、天地信仰与几何数理融为一体,融入祭坛营建之中。

尽管具茨山岩文中尚未出现类似牛河梁遗址圜丘地坛类的构图,但人类的智慧是相通。在仰韶文化时代,中原大地古城星布棋布,竞相崛起,巍然相望,此起彼伏。卜地择址、人力运用、组织指挥以及建筑的大小、高低、布局、结构等均需要数学和几何知识,这些知识就刻写在具茨山的山石上,以待来者。

四、具茨山岩文应是河图洛书的原始数理本源

《易传》载“河出图,洛出书,圣人则之。”后世多将河图洛书过度神秘化。剥离玄学附会后可以见得,河图洛书并非天降祥瑞,而是上古圣人汇总、提炼古人数形规律,规整成文、绘制成图,是先民数字认知的集大成之作,上古数理认知的系统总结,也是华夏最早的数理教科书,是数千年古人数形探索的必然结果。

我们发现,从基本构成看,河图洛书皆以数点构图成数字,来表达数量关系,与《伏羲女娲交尾图》周边的星图有基因上的一致性,其核心数理与具茨山岩文同源。在具茨山岩画上,圆窑即是数点,河图洛书一样用圆点的多少表示数字,它同时又把数点分成阳数与阴数,这是具茨山岩文的进化。

河图以十数构建十进制五行体系,五、十居中统领四方,生数、成数两两相配,奇偶阴阳分喻天地方圆。洛书以九宫九数布局,中五立极,四正配奇数、四维配偶数,形成独特三阶幻方,各行各列对角线之和均为十五,这套九宫方格布局,也可对应具茨山岩文中田字格、米字格、方形阵列岩文。

复旦大学李定教授在《中国方易图式》中提出核心观点:中国文化在文字产生前,存在漫长的“象数思维模型”,以数图式为核心载体表达宇宙观与秩序。他认为,国学内核在 “易”,而易之魂在“卦爻方”(即 “中国方”),这是中华民族最本源的文化基因图谱。

李定教授主张,上古先民不以文字,而以卦爻、方圆、六合、阴阳等非语言图式构建认知体系,通过“载体、结构、算法”三维模型,将天文、地理、数理、伦理融为一体。例如,方圆关系对应天圆地方,六合图式对应时空一体,八卦方位对应八方秩序,均是“图相”表意的体现。他强调,这种象思维介乎具象与抽象之间,是中华文化的底层逻辑。

他指出,从字源与文化深层看,方法、方略、方子、方式、方针、方案、方策、方术、方技、方位、方圆、方寸、方方面面、千方百计等,所有带 “方” 的概念,本质上都源于上古 “方图式” 思维,并最终由 “方” 来统摄、解释和解决。

李定教授认为,“方” 是中国文化的元结构、元方法、元算法、元心法。牛河梁红山文化圜丘方坛,正是这种方圆图式(√2 比例)的物化体现:方坛祭地、圜丘祭天,双层方坛与双层圜丘严格内切外接,印证 “天圆地方、以方定圆、以数显道” 的上古智慧。

新密市伏羲山,古称“方山”“大方山”,而视嵩山、伏牛山为外方山,即是以此山为中心来作观察点的。具茨山、伏羲山均处在华夏文明发祥核心圈,这片区域也是早期方国文明核心,它得以率先完成数理体系构建,赋予其文明的领先性,所以在具茨山岩文上体现的远古数理认识成就亦应纳入中华文明起源研究课题。

总之,具茨山岩文,是镌刻在中原山体之上的初民数学、几何原码。先民以圆窑记数,建立分组、周期化原始算术;以点线面构形,搭建二维原始几何体系;以圆方符号承载天圆地方宇宙观,实现数、形、天文、时空认知的统一,可以说,是华夏最早的数理教科书。

这套岩文符号扎根于先民观测、祭祀、生产、生活实践,是华夏民族最早的数形思维实物见证。解读具茨山岩文之中的数形密码,能够还原上古先民认识世界、测算时空、构建秩序的原始思维,可以填补史前数理文明的实物研究空白。

张怀州:新密市医祖岐伯文化交流中心副主任,郑州市政协文史资料员,郑州市党史方志专家成员。