随着人类历史的发展,有一些比0更不可思议的数字开始在欧洲流行起来了,它们是一些比0还小的数字,被称作负数。要知道,0的存在就已经很让人抓狂了,怎么会有比0还小的数字呢?是什么人非要使用这样的数字呢?商人!那他们使用负数有什么好处呢?赚钱!负数为什么会让商人多赚钱呢?要想知道这一点,我们首先就要弄明白,商人是怎么赚钱的。
商人就是靠倒卖东西赚钱的人,他们以便宜的价格把货物从产地或其他地方买进来,再以较贵的价格在市场上卖出去,从中赚取差价。一个商人要想赚钱,首先必须要拥有一笔启动资金,用这笔钱买来货物,然后再卖出去才能赚钱。假设一开始这个商人只有10万元,买进10万元的货物,如果货物卖出以后能收入15万元,他买卖一次货物就能赚5万元钱。我们再假设他买卖一次货物需要1个月的时间,这就意味着他1个月的时间就能把10万元变成15万元,让自己的资产增长50%。如果他一开始就有100万元呢?他就可以一次进100万元的货物,而1个月后,他的资产增长50%,就会变成150万元。换句话说,商人赚钱的多少,是受他的初始资本控制的,越是有钱的商人,赚钱越快。可是这跟负数有什么关系?
刚才都是理论分析,如果你去市场上观察就会发现:商人能进的货,远远比他手里的现金要多,一个手里只有10万元现金的商人,就能做着100万元的生意。为什么?因为他在这个市场上经营的时间长了,跟客户和供货商的关系特别好,彼此之间产生了信任关系,因此大多数生意都是在相互赊欠的情况下完成的。虽然商人手里只有10万元现金,但是他还有很多客户,他们欠着他80万元的账款;同时,仓库中还有10万元的货物。在这种情况下,商人就可以毫不费力地从进货商那里再赊来90万元的货物,等他把货物卖出去,把钱赚到手以后再还给他们。在一个稳定成熟的市场上,商人之间比拼的不仅是谁手中的现金多,更是谁的信用更好,信用多的人就能够赊欠更多的货款,生意就能做得更大。一个毫无信誉的人,手里有20万元现金,他就只能做20万元的生意;而一个信誉良好的人,手里有10万元现金,却可以做100万元的买卖。那么,欠债经营是不是临时的呢?一个商人如果靠着欠债赚回100万元了,他是不是就可以不用欠别人的钱了呢?不是的,如果他有100万元现金,他就有资格欠别人1000万元了,他也就可以开始做1000万元的生意了。
从上面的分析中可以看到,债务是一个商人信用的表现,依靠债务,商人可以扩大自己的生意规模,让自己多赚10倍的利润,欠债在商业活动中是一种常见的现象。那么,如何在账面上同时体现出来现金和负债呢?有人说,我可以通过欠款两个字来表示,也有人说,我可以用不同颜色表示,比如用黑色的字表示收入,红色的字来表示负债。这些办法当然可以,但是,更为简便的办法是直接使用负数。负数是比0还小的数,与正数的含义相反。就在商人们开始大量地使用负数的时候,在一些数学家的笔下,负数也出现了。
加法是具有交换律的,比如3+5的结果和5+3的结果是一样的,这一点在人类发现加法的时候,就已经知道了,因为加法代表的就是两个数的和,而相加的结果与两个数字出现的顺序是无关的。但是,与加法相反的减法显然是不符合交换律的,5-3和3-5有着本质的区别。但是,如果你的算式中多了一个数字,比如,7-3+2,无论是先-3,还是先+2,结果总是不变的,7-3+2=6,7+2-3也等于6。这样的算式可以有无限多个、可以无限长,只要你不把减号后面的数挪到第一个数字的位置,无论怎么移动后面加减的数字,最终的得数总是不变的。为什么减法有时候可以交换,有时候不能交换呢?为什么第一位的数字就这么特殊呢?其实不只是第一个位置特殊,人们发现:类似2+5-3这样的算式也是特殊的,它的结果等于4,但-3却不可以随便地移动,如果你把-3移动到中间,变成了2-3+5,前面的2-3也就没有意义了。这个矛盾引发了一些数学家的思考,大家普遍认为,如果规定小数减去大数等于一个负数,这个算式自然就有意义了,比如规定2-3=-1,那么-1+5就等于5-1,结果同样是等于4。于是,负数就作为一种临时运算的中间结果被保留了下来。值得注意的是,虽然负数的实际应用早就产生了,但是几乎所有的数学家都坚持认为负数是没有任何实际意义的,它只是一种为了运算方便而增加的临时概念。这种观点一直延续到近代,在笛卡尔建立坐标系的时候,还是把负数当假数,甚至连18世纪的欧拉也对这一点深信不疑,一直到了19世纪,摩尔根等人还说:负数的存在是“十分荒谬”的。
是什么原因让大家普遍接受了负数呢?其实,是一种全新的世界观。过去,我们之所以认为最小的数字是0,那是因为我们认为这个世界上,一切跟数字相关的量都是有起点和终点的。比如人的年龄既不可能小于0,又不可能无限大。同时,任何一方土地,无论多么广阔,都是有边界的,如果我们设定一块土地的最左侧表示0,那么从左到右测量下去,总会有一个数字表示土地的长度和宽度。但是,随着人类对整个宇宙的认识不断深入,人类的视野逐渐开阔,我们总是能发现距离更加遥远的星系,在这个过程中,人类逐渐感受到,整个宇宙空间似乎是没有边界的,与之对应的时间似乎也是没有起点、没有终点的。像时间和空间这样没有起点的量,我们就没有办法用0表示它诞生的时刻,或者它开始的地方。因此,只能从中取一个表示0的点,而后用正数和负数分别表示两个不同方向的量。比如,用0年表示公元纪年的开始,在此之后的年份就用正数表示,而在此之前的年份用负数表示。再比如,地球的经度,也只能人为约定格林尼治天文台的经度为0度,人们若用正数表示向东,那么向西就用负数表示。另外,一开始我们认为,像温度这样的量,也是没有最小值的,因此,我们就约定水结冰的温度为0摄氏度,高于0摄氏度的用正数表示,低于0摄氏度的用负数表示。尽管后来我们发现温度是存在最小值的,它的最小值被称为绝对零度,然而由于绝对零度的环境太不常见了,所以我们还是保持了原来的习惯。
这样一来,负数的存在就有了与之对应的实际含义,负数的概念就被世人广泛接受了。接下来用我们的价值评测体系来判断一下负数存在的意义:第一,负数是在数学计算中出现的,它具有理论价值;第二,负数在空间、时间、温度等量的计量之中广泛应用,它有实际用途;第三,负数不但解决了历史上记账的问题,而且让商人更赚钱了,有历史意义;第四,负数让人类的视野更加开阔,促进了人类科技的迅猛发展,对开拓未来也有着非常重要的意义。正因为上述这些意义的存在,人们逐渐接受了负数的概念,同时,对负数的接受也使得世人被迫承认了0的存在是有意义的,正数、负数和0统称有理数,自此,数学的两扇大门全部开启,人类进入了全新时代。
但是,负数与我们已知的正数的加减乘除法则相容吗?是不是又会像数字0一样,出现类似“0不能做除数”的矛盾呢?