有很长一段时期,人们并没有把1看作是一个数字,而是看作一个“单位”,所有的数字都是在这个“单位”的基础上产生的。大约公元前300年,欧几里得(Euclid,约前330—前275年)就在《几何原本》第七卷的开篇提及了这一点。他首先试图定义“单位”这一概念:“每一个事物都是作为一个单位而存在的。”接着,他又进行了补充,“一个数是由多个单位组成的集合体。”
在许多文化中,1往往代表着某种独特存在的事物,超越了计数的范畴。例如在古埃及,1就是造物神普塔;在美索不达米亚,1又被视为阿奴神。在信奉单一神灵的宗教中,1代表的就是那位独一无二的神。在犹太教、基督教的第一条诫命里有这样的要求:“我是主,你的上帝,除了我之外,你不应该有其他的信仰。”《古兰经》中也这样描述“安拉”:“他是主宰万物的唯一真主。”
事实上,1是基础,例如计数就是从1开始的。它是第一个数,甚至可以说它是唯一的起点,至少按照欧几里得的观点,1是最重要的,因为其他所有数字都是由1组成的。其他数字都可以看作是1的集合,例如,5=1+1+1+1+1,因此,数字5是由5个1组成的。同理,数字12是由12个1组成的,1万亿是1万亿个1的和。
可以说,1是独一无二的,其他的数字都不具备1的特性,即通过该数字的连续相加可以得到比1大的所有自然数。连续加2只能得到偶数,连续加3只能得到3的倍数,其他数字也是如此,只有连续加1才能得到所有比1大的自然数。从1的角度来看,其他数字不需要存在。
将自然数表示为1的和,并且采用在物体上刻痕的方式计数,是流传下来的最古老的计数方法之一。早在3万年前,人们就通过在动物骨头上刻痕来进行计数。捷克的下维斯特尼采曾经是猛犸象猎人的聚落,在那里发现的“狼骨”刻痕就是这种计数的代表(如图1-1)。
图1-1 “狼骨”刻痕
狼骨上刻有规则的划痕,可以让我们明显识别出数字25和30。然而,这些精心雕刻的数字到底要表达什么意思,我们不得而知。
如今,1往往被视作计数开始的一个数字,是万数之首。从某种意义上讲,1作为第一个数字,“成为第一”也就有着特殊的含义。
如果某件事是第一次发生,那么这个事件就会被标上“第一”的印记,并会因此被世人铭记。例如,1895年11月8日晚上,德国物理学家威廉·康拉德·伦琴(Wilhelm Conrad Röntgen,1845—1923年)在维尔茨堡大学物理研究所首次发现了一种新射线,即X射线,也叫伦琴射线。还有,1953年5月29日,新西兰人埃德蒙·珀西瓦尔·希拉里(Edmund Percival Hillary,1919—2008年)和他的同伴丹增·诺尔盖(Tenzing Norgay,1914—1986年)一起第一次登上了世界最高峰珠穆朗玛峰。此外,1969年7月21日2时56分15秒(UTC,即“世界标准时间”),尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗(Neil Alden Armstrong,1930-2012年)踏出了人类登上月球的第一步。
数字1是极其独特的。如果你留意观察一些数字,例如欧洲众多河流的长度,或者前1000个质数,再或者报纸头版上的数字,或许就可以发现其中的奥秘。你可能会问:这些数字中有多少是以1开头的?以2开头的又有多少?以9开头的呢?大多数人或许会认为,所有数字所占的比例应该基本相同,即平均下来大约11%。
事实并非如此:有超过30%的数字是以1开头的,以2开头的数字占17%,而以9开头的仅占4.6%。这种现象被称为“本福特定律”,是以物理学家弗兰克·本福特(Frank Benford,1883—1948年)的名字来命名的。弗兰克·本福特曾在1938年描述过这种现象,但他是这一现象的第二位发现者,首位发现者是美国数学家西蒙·纽科姆(Simon Newcomb,1835—1909年),他在1881年就发现了这种悖论。
本福特是在《对数表》上发现这一现象的。这本书前边以1开头的页码的磨损程度要比后面的大得多。现如今,在任何电脑的键盘上,带1的键可能比其他数字键更容易发生故障,因为它的使用频率更高一些。
当我们查看德国大城市的人口数量时,这一现象就更加直观了。人口数量以较小数字开头的城市比以较大数字开头的城市多得多(如表1-1):
表1-1 德国大城市的人口数量
这样的例子很直观。在德国,人口数量在100000至199999之间的城市很多(有41个),拥有200000至299999人口数的城市较少(有17个),而人口数在300000至399999之间的城市更少(只有6个)。