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孙子算经 · 第 58 讲 · 2026-11-16 · 约 10 分钟

尺有鹑、寸有鷃——一道题算出十八亿只鸟

今有地,长一千步,广五百步,尺有鹑、寸有鷃。问鹑、鷃各几何?答曰鹑一千八百万,鷃一亿八千万。这道题只用两次乘法——长乘广、再乘三十六——就把一块地折算成一亿八千万只鸟。面积单位换算的威力,在一千八百年前就被算到了十亿量级。

原典

今有地,长一千步,广五百步,尺有鹑、寸有鷃。问:鹑、鷃各几何?

答曰:鹑一千八百万,鷃一亿八千万。

术曰:置长一千步,以广五百步乘之,得五十万;以三十六乘之,得一千八百万尺,即得鹑数;上十之,即得鷃数。

白话翻译

有一块地,长一千步,宽五百步。「尺有鹑」——每一平方尺落一只鹌鹑;「寸有鷃」——每一平方寸(准确说是每十平方寸)落一只鷃雀。问鹌鹑、鷃雀各有多少只?

答案是:鹌鹑一千八百万只,鷃雀一亿八千万只。

术文给的算法是:拿长一千步乘宽五百步,得五十万平方步;再乘三十六,得一千八百万平方尺,这就是鹑数;把它乘以十,就是鷃数。

整道题只有两次乘法,却把答案推到了十亿只的量级——在一个没有计算器的时代,这样的题本身就带着炫耀的技巧。

示意图

尺有鹑寸有鷃:步→平方尺→鹑数→鷃数的两次换算

图:1000 × 500 = 50 万平方步,×36 = 1800 万平方尺(鹑数),×10 = 1.8 亿(鷃数)

古人的算法

术文三步,每一步都有明确意义。

第一步,长乘广得面积(平方步)。

1000×500=500000 平方步1000 \times 500 = 500000\ \text{平方步}

第二步,以三十六乘之,得平方尺。

500000×36=18000000 平方尺500000 \times 36 = 18000000\ \text{平方尺}

关键在「三十六」:这是面积单位从「平方步」到「平方尺」的换算率。

一步等于六尺,所以

1 平方步=6×6=36 平方尺1\ \text{平方步} = 6 \times 6 = 36\ \text{平方尺}

这正是面积单位换算的核心规律:两个长度单位的换算是「一尺六步」,两个单位的平方就是 62=366^2 = 36。 古人不说「平方」,但「步六尺,故以三十六乘」的逻辑,跟今天「1 平方米 = 10000 平方厘米」是同一件事。

S=18000000 平方尺S = 18000000\ \text{平方尺}

第三步,即得鹑数。 因为「尺有鹑」——每平方尺一只鹌鹑,所以

鹑=18000000 只\text{鹑} = 18000000\ \text{只}

即一千八百万只,与答曰前半吻合。

第四步,上十之,即得鷃数。

鷃=18000000×10=180000000 只\text{鷃} = 18000000 \times 10 = 180000000\ \text{只}

即一亿八千万只,与答曰后半吻合。

「上十之」三字是本题的关键:鷃的单位(「寸」)比鹑的单位(「尺」)小十倍,所以同样面积上能落的鷃,数量就是鹑的十倍。这里不需要再换成「平方寸」——古人直接用「×10」绕过了繁琐的单位换算,因为 尺:寸=10:1\text{尺}:\text{寸} = 10:1,一字诀。

现代数学视角

用今天的单位制重做一遍。

设地块长 L=1000L = 1000 步、宽 W=500W = 500 步,1 步 = 6 尺。面积

S=L×W×62=500000×36=1.8×107 平方尺S = L \times W \times 6^2 = 500000 \times 36 = 1.8 \times 10^7\ \text{平方尺}

每平方尺一只鹑,得 1.8×1071.8 \times 10^7 只;每十平方寸一只鷃,得

S×10010=1.8×107×10010=1.8×108 只\frac{S \times 100}{10} = \frac{1.8 \times 10^7 \times 100}{10} = 1.8 \times 10^8\ \text{只}

两条路都得同样答案。第二条路揭示了「上十之」的实质:鷃的单位面积是鹑的十分之一(寸\text{寸} 是 尺\text{尺} 的十分之一),所以同面积下鷃数量是鹑的十倍。

量级感:一亿八千万是什么概念?如果每只鷃占 1 平方寸(约 6.25 平方厘米),一亿八千万只鷃铺开的面积是

1.8×108×6.25 cm2≈1.125×109 cm2=112500 m21.8 \times 10^8 \times 6.25\ \text{cm}^2 \approx 1.125 \times 10^9\ \text{cm}^2 = 112500\ \text{m}^2

大约是十六个标准足球场。这块 50 万平方步的地(约 150 万平方米)确实铺得下。 数学上没有矛盾,只是现实中不可能有这么多鸟。

这题真正教的是「单位的平方」。从「步」到「尺」是长度比 6:16:1,换算到面积就得平方成 36:136:1。今天学生常在这里出错——把「1 米 = 100 厘米」错用成「1 平方米 = 100 平方厘米」。本题是纠正这个错误的绝佳素材:长度的比是几,面积的比就是几的平方。

高中课本关联

面积单位换算:1 m2=104 cm21\ \text{m}^2 = 10^4\ \text{cm}^2、1 km2=106 m21\ \text{km}^2 = 10^6\ \text{m}^2。本题的「乘三十六」正是 626^2。让学生列出「长度比 kk → 面积比 k2k^2 → 体积比 k3k^3」的规律,再回来看本题。

科学记数法:1.8×1071.8 \times 10^7、1.8×1081.8 \times 10^8。两次乘法就把数字推上十亿量级,是练科学记数法的好例子。

数列与乘法链:1000→500000→18000000→1800000001000 \to 500000 \to 18000000 \to 180000000,每一步都是乘一个因子。可以让学生思考:如果「五步有鹑」而不是「尺有鹑」,该乘多少?

反比例与单位:同样一块地,单位取得越小(尺→寸),能容纳的个体越多,且恰好成反比。这是单位与数量的辩证关系,可以延伸讨论「为什么微观世界用纳米、天文学用光年」。

思考与拓展

  1. 算一算:按术文重算——1000×500=5000001000 \times 500 = 500000,×36=18000000\times 36 = 18000000(鹑),×10=180000000\times 10 = 180000000(鷃)。验算每步与答曰是否一致。

  2. 为什么是三十六:一步等于六尺,请说明面积换算为什么要乘 626^2 而不是 6。如果改成「一丈八尺为一步」,该乘多少?

  3. 改单位:若题意为「丈有鹑,尺有鷃」(每平方丈一只鹑、每平方尺一只鷃),鹑、鷃各多少?(提示:先算平方丈数,鹑数即平方丈数,鷃数 = 鹑数 × 100。)

  4. 反问题:若已知某地有鹑 450 万只,问这块地长一千步时,广多少步?

  5. 量级估算:若每只鷃占 1 平方寸,1.8 亿只鷃平铺需要多大面积?折合多少平方米?跟本题地块面积比,是大了、小了、还是差不多?

一句话总结

长乘广、乘三十六、再乘十——两次乘法把一块地算成了一亿八千万只鸟,也把面积单位换算的规矩讲透了。

— Y. · 2026-11-16
尺有鹑、寸有鷃——一道题算出十八亿只鸟 · 孙子算经第58讲