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公元前20000—前3400年 为什么是数到“10”?

相关数学家

远古人类

结论:

我们使用的印度-阿拉伯数字 优于许多其他计数系统。

数字的起源

计数,就是通过给一组对象编号来得出它们的数量。计数对象可以是句子里的字词,也可以是盘子里的坚果。如果这些对象被时间或空间分隔开,比如下了一天的雨,或草原上四处溜达的绵羊,那么使用计数系统(在纸片上做标记或在棍子上划刻痕)可能更为简便。

列彭波骨(参阅上一节)以及其他符木的发现表明,人类早在44 000年前就有计数系统了。那时的远古人类,可能早就知道怎么数出所在族群的成员数、兽群中的猎物数,或者敌对方的人数。

默算

手指不失为一个计数的好工具。如果盘子里的坚果不到10个,你大可以将手指依次放在每个坚果的旁边或上面,数自己用了多少根手指。这意味着,你不必担心何谓“5”或“7”,甚至根本不用考虑数字的概念。你只需要在记录坚果的时候,留意一下是不是要用到左手的中指了。你甚至都不用口头上报出数字,只要举起正确数量的手指即可。在许多文化中,单个对象的符号与我们说的“一个”类似,仅用一根手指就可以轻松表示。今天,你走进都柏林的任何一家酒吧,只要举起一根手指就能点到一品脱的吉尼斯黑啤。

新数字系统

虽然我们不知道人类到底是什么时候掌握了语言,开始通过词语交流,但他们很可能在开始使用语言后不久便造出了数量词——尽管当时的数量词可能仅限于表示“一个”“两个”“许多个”。

伊朗的扎格罗斯山脉出土了6 000多年前的黏土片,这些黏土片当时被用来记录动物的数量。刻有加号的黏土片表示1只绵羊,2片代表2只。其中有一种不同样式的黏土片,表示10只绵羊,还有一种表示10只山羊。区别于一一对应的划记法,这些黏土片展示了人类早期其他的计数方式。

目前我们推测,美索不达米亚(现在是伊拉克的一部分)的苏美尔人在公元前3100年左右写下了最早的抽象数字。苏美尔人采用“六十进制”(参阅下一节)计数法,并且对于不同类型的对象有各自适用的几套数字系统。例如,他们计算动物数量和测量尺寸的术语是不同的,与日本人现在的做法类似。

不久之后,约公元前3000年,埃及人创造了自己的书面数字。这一数字系统类似于罗马数字,以不同的符号表示10的幂次(1、10、100等)。最值得注意的是,埃及的数字系统里使用分数,用一个“开口”的象形文字表示。这一新发展很可能出于实际的需求,例如解决多人分配食物的问题。

中国、罗马和阿拉伯的数字

2 500多年前,中国的数学家和商人开始用算筹来计数和运算。根据不同的摆放位置以及水平或垂直的不同摆放方式,每根算筹表示不同的值。当需要表示0时,就做留白处理。有时用红色算筹表示正数,黑色算筹表示负数,还有的时候用截面是三角形的算筹表示负数。

罗马数字由木头、骨头或石头上的原始刻痕计数系统演变而来。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ分别代表从1到10。这些符号都由直线构成,因此易于雕刻。L代表50、M代表1 000,这也比较简单;但C代表100、D代表500则相对棘手些。罗马数字无法用于运算。不信的话,你可以尝试计算CMⅨ×Ⅳ而不是909×4,看看能不能算出结果。

公元6世纪,印度人简化了他们的数字系统,并编成了十进制的位值系统,与我们现在使用的类似。该系统由几个较早的数字系统演化而来,可以追溯到约公元前3000年。公元9世纪,阿拉伯人将印度的数字系统(包括用零作为占位符)纳入了自己的系统。

这些数字在用于计算的时候更直观,这在很大程度上归功于位值系统。在位值系统中,数字在不同位置表示不同的值。例如,9既可以在190中表示9个10,也可以在907中表示9个100。目前罗马数字仍在欧洲使用,而位值系统计算的便捷性在很大程度上弥补了罗马数字的不足。斐波那契在《计算之书》 (参阅此处) 中向人们介绍了这一数字系统。正因如此,我们现在才有了从1到10的“阿拉伯”数字。 auLagxEOv58EzCMLQuUAIDoCittW82HxPmHP96KtHOZI/iIU7Jtz3/3t07oOcoRr

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