大家晚上好,我是小多把沼,在南京為您帶來共享晚報第六十五期啊易。
上周的創(chuàng)新之光,小多和大家聊了數(shù)字的創(chuàng)新與發(fā)明饮睬,就像文字的出現(xiàn)租谈,數(shù)字的發(fā)明與演變,在人類人文歷史上,科學(xué)史上具有著獨一無二的深遠(yuǎn)意義割去。
接著上期創(chuàng)新之光的話題窟却,本期,小多繼續(xù)和大家聊一聊“十進(jìn)制”呻逆。
人類算數(shù)采用十進(jìn)制夸赫,可能跟人類有十根手指有關(guān)。亞里士多德稱人類普遍使用十進(jìn)制咖城,只不過是絕大多數(shù)人生來就有10根手指這樣一個解剖學(xué)事實的結(jié)果茬腿。實際上,在古代世界獨立開發(fā)的有文字的記數(shù)體系中宜雀,除了巴比倫文明的楔形數(shù)字為60進(jìn)制切平,瑪雅數(shù)字為20進(jìn)制外,幾乎全部為十進(jìn)制辐董。
作為文明古國之一的中國揭绑,就與十進(jìn)制有著千絲萬縷的淵源。
首先郎哭,現(xiàn)在人們?nèi)粘I钪兴豢苫螂x的十進(jìn)位值制他匪,就是中國的一大發(fā)明之一。至遲在商代時夸研,中國已采用了十進(jìn)位值制秤涩。從現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的商代陶文和甲骨文中惋砂,可以看到當(dāng)時已能夠用一、二、三泼返、四娜氏、五抽活、六子巾、七、八茶敏、九壤靶、十、百惊搏、千贮乳、萬等十三個數(shù)字,記十萬以內(nèi)的任何自然數(shù)恬惯。這些記數(shù)文字的形狀向拆,在后世雖有所變化而成為現(xiàn)在的寫法,但記數(shù)方法卻從沒有中斷酪耳,一直被沿襲浓恳,并日趨完善。十進(jìn)位值制的記數(shù)法是古代世界中最先進(jìn)、科學(xué)的記數(shù)法颈将,對世界科學(xué)和文化的發(fā)展有著不可估量的作用梢夯。正如李約瑟所說的:“如果沒有這種十進(jìn)位制,就不可能出現(xiàn)我們現(xiàn)在這個統(tǒng)一化的世界了吆鹤〕恚”
大地灣洲守,仰韶晚期房F901中曾出土一組陶質(zhì)量具疑务,主要有泥質(zhì)槽狀條形盤、夾細(xì)砂長柄麻花耳鏟形抄梗醇、泥質(zhì)單環(huán)耳箕形抄知允、泥質(zhì)帶蓋四把深腹罐等。其中條形盤的容積約為264.3立方厘米叙谨;鏟形抄的自然盛谷物容積約為2650.7立方厘米温鸽;箕形抄的自然盛谷物容積約為5288.4立方厘米;四把深腹罐的容積約為26082.1立方厘米手负。由此可以看出涤垫,除箕形抄是鏟形抄的二倍外,其余三件的關(guān)系都是以十倍的遞增之?dāng)?shù)竟终。這些度量衡具的發(fā)現(xiàn)也為研究我國古代十進(jìn)制的起源等蝠猬,提供了非常珍貴的實物資料。
古巴比侖的記數(shù)法雖有位值制的意義统捶,但它采用的是六十進(jìn)位的榆芦,計算非常繁瑣。古埃及的數(shù)字從一到十只有兩個數(shù)字符號喘鸟,從一百到一千萬有四個數(shù)字符號匆绣,而且這些符號都是象形的,如用一只鳥表示十萬什黑。古希臘由于幾何發(fā)達(dá)崎淳,因而輕視計算,記數(shù)方法落后愕把,是用全部希臘字母來表示一到一萬的數(shù)字凯力,字母不夠就用符號“‘”的方法來補(bǔ)充。古羅馬采用的是累積法礼华,如用ccc表示300咐鹤。印度古代既有用字母表示,又有用累積法圣絮,到公元七世紀(jì)時方采用十進(jìn)位值制祈惶,很可能受到中國的影響。現(xiàn)通用的印度——阿拉伯?dāng)?shù)碼和記數(shù)法,大約在十世紀(jì)時才傳到歐洲捧请。
在計算數(shù)學(xué)方面凡涩,中國大約在商周時期已經(jīng)有了四則運(yùn)算,到春秋戰(zhàn)國時期整數(shù)和分?jǐn)?shù)的四則運(yùn)算已相當(dāng)完備疹蛉。其中活箕,出現(xiàn)于春秋時期的正整數(shù)乘法歌訣“九九歌”,堪稱是先進(jìn)的十進(jìn)位記數(shù)法與簡明的中國語言文字相結(jié)合之結(jié)晶可款,這是任何其它記數(shù)法和語言文字所無法產(chǎn)生的育韩。從此,“九九歌”成為數(shù)學(xué)的普及和發(fā)展最基本的基礎(chǔ)之一闺鲸,一直延續(xù)至今筋讨。其變化只是古代的“九九歌”從“九九八十一”開始,到“二二如四”止摸恍,而現(xiàn)在是由“一一如一”到“九九八十一”悉罕。
歷史沿革
有學(xué)者認(rèn)為,北京周口店的一萬多年前的山頂洞人遺址出土的骨管立镶,以一個圓點代表1壁袄,兩個圓點并列代表2,三個圓點并列代表3媚媒,五個圓點上二下三排列代表5嗜逻,長圓形可能代表十。中國著名數(shù)學(xué)史家欣范,國際科學(xué)史研究院通訊院士李迪教授認(rèn)為山頂洞人骨管符號是“一種十進(jìn)制思想”变泄。
另有學(xué)者對中國青海樂都縣柳灣出土一千多枚新石器時代骨片進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)它們分屬馬廠恼琼、半山妨蛹、齊家和辛店四個中文化型。骨片長度為2-2.4厘米晴竞,厚約1毫米蛙卤。骨片上有刻痕,少的一個噩死,多不超過八個颤难,每個骨片上的刻痕數(shù)目不超過十個,他們以此認(rèn)為新石器時代已有加法運(yùn)算和十進(jìn)制已维。
另有學(xué)者認(rèn)為行嗤,甲骨文中一橫代表1,兩橫相疊代表二垛耳,三橫代表三栅屏,四橫代表四飘千,X代表五,“人”形代表六栈雳,“十”代表七护奈,“)(”代表八,“九”已經(jīng)是九哥纫;|代表十霉旗,||代表20,|||代表三十蛀骇,||||代表四十厌秒;此外50,60松靡,70简僧,80建椰,90雕欺,100,200棉姐,300屠列,400,500伞矩,600笛洛,700,800乃坤,900苛让,1000,2000湿诊,……9000狱杰,10000……40000都有不同的符號。商代甲骨文“已形成完整的十進(jìn)制系統(tǒng)”厅须。
北京的中國歷史博物館藏有一把安陽殷墟出土的象牙尺仿畸,長15.78厘米,分為十寸朗和,說明中國商代的十進(jìn)制幾經(jīng)用在長度上了错沽。
中國周代金文的紀(jì)數(shù)法,繼承商代的十進(jìn)制眶拉,又有明顯的進(jìn)步千埃,十進(jìn)數(shù)量級符號有十、百忆植、千放可、萬皿曲、億,如西周金文“伐鬼方……俘萬三千八十一人”吴侦,“武王遂征四方屋休,俘人三億萬有二百三十”,出現(xiàn)了位值記數(shù)备韧,例如“俘牛三百五十五“劫樟,其中三百五十五寫成“三全XX”,前面的“全”是金文的“百”织堂,后面兩個XX是五十五叠艳,省去了“十”,出現(xiàn)了位置概念易阳,但尚未形成完整的位值制附较。金文商鞅量銘還出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。春秋戰(zhàn)國時代潦俺,出現(xiàn)嚴(yán)格的十進(jìn)位制籌算記數(shù)拒课,以空代表0,也發(fā)明了用于十進(jìn)位制乘法事示、除法的九九表.
公元前3400年左右早像,古埃及有基于十進(jìn)制的記數(shù)法。但這種十進(jìn)制并無位值的概念肖爵。
吠陀時代前800年的印度儀軌經(jīng)類文獻(xiàn)中的繩法經(jīng)中包含大量分?jǐn)?shù)的應(yīng)用卢鹦,但并無證據(jù)顯示此時的文字記數(shù)系統(tǒng)是十進(jìn)制的。
公元前500年劝堪,希臘古典時期的阿提卡數(shù)字為十進(jìn)制系統(tǒng)冀自。
公元前300年,印度的婆羅迷數(shù)字為十進(jìn)制秒啦。婆羅迷十進(jìn)制毫無位值概念熬粗。
出土于巴基斯坦的古印度巴克沙利手稿可能是世界上最早的包括0的“真正的”十進(jìn)制系統(tǒng),但它的具體時間有爭議帝蒿。
十進(jìn)制
《卜辭》中記載說荐糜,商代的人們已經(jīng)學(xué)會用一、二葛超、三暴氏、四、五绣张、六答渔、七、八侥涵、九沼撕、十宋雏、百、千务豺、萬這13個單字記十萬以內(nèi)的任何數(shù)字磨总,但是現(xiàn)在能夠證實的當(dāng)時最大的數(shù)字是三萬。甲骨卜辭中還有奇數(shù)笼沥、偶數(shù)和倍數(shù)的概念蚪燕。
我們有個成語叫"屈指可數(shù)",說明古代人數(shù)數(shù)確實是離不開手指的奔浅,而一般人的手指恰好有十個馆纳。因此十進(jìn)制的使用似乎應(yīng)該是極其自然的事。但實際情況并不盡然汹桦。在文明古國巴比倫使用的是60進(jìn)位制(這一進(jìn)位制到現(xiàn)在仍留有痕跡鲁驶,如一分=60秒等)另外還有采用二十進(jìn)位制的。古代埃及倒是很早就用10進(jìn)位制舞骆,但他們卻不知道位值制钥弯。所謂位值制就是一個數(shù)碼表示什么數(shù),要看它所在的位置而定葛作。位值制是千百年來人類智慧的結(jié)晶寿羞。零是位值制記數(shù)法的精要所在猖凛。但它的出現(xiàn)卻并非易事赂蠢。我國是最早使用十進(jìn)制記數(shù)法,且認(rèn)識到進(jìn)位制的國家辨泳。我們的口語或文字表達(dá)的數(shù)字也遵守這一原則虱岂,比如一百二十七。同時我們對0的認(rèn)識最早菠红。
十進(jìn)制是中國人民的一項杰出創(chuàng)造第岖,在世界數(shù)學(xué)史上有重要意義。著名的英國科學(xué)史學(xué)家李約瑟教授曾對中國商代記數(shù)法予以很高的評價试溯,"如果沒有這種十進(jìn)制蔑滓,就幾乎不可能出現(xiàn)我們現(xiàn)在這個統(tǒng)一化的世界了",李約瑟說:"總的說來遇绞,商代的數(shù)字系統(tǒng)比同一時代的古巴比倫和古埃及更為先進(jìn)更為科學(xué)键袱。"
好了,由于時間的關(guān)系,我們今天的共享晚報就聊到這里摹闽,小多感謝您的陪伴蹄咖,接下來的時光,就情隨小多一起付鹿,共享知識澜汤,共同探索世界吧蚜迅。
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