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数字的身世原来这样曲折离奇……
0-9这十个数字对大家来说肯定是再熟悉不过了,在生活中也处处都会出现它们的身影。如果没有数字,小到每个人,大到国家都会充满烦恼。可数字到底是怎么来的呢?而在网上搜索到的一张图片,人类最早使用的数字却根本看不明白。这到底是什么数字,又代表什么意思呢?
中国科学院数学与系统科学研究院副研究员黄祥娣:“网上的这张图片其实是3500年前乌鲁克遗址神庙的一块泥板,它讲述的是苏美尔人库辛用楔形文字写下了29086单位大麦,37个月库辛。它的意思是在37个月内总共收到了29086单位的大麦,签署人是库辛。”
原来,上面一排凹下去的坑洞代表的意思就是29086。但是,问题来了,这样难懂的数字恐怕除了库辛和他的同事知道之外,其他地方的人可能就看不懂了。
中国科学院数学与系统科学研究院副研究员黄祥娣:“不同的地区有不同的计算方式,我们中国从周代开始使用算筹,然而中国古人可以用算筹进行加减乘除,四则运算,甚至还可以做乘方和开方运算,最后甚至连多元高次方程这样艰深的数学问题都可以用算筹解出来。”
古代的算筹实际上是一根根同样长短和粗细的小棍子,一般长为13~14cm,径粗0.2~0.3cm,多用竹子制成,也有用木头、兽骨、象牙、金属等材料制成的,大约二百七十几枚为一束,放在一个布袋里,系在腰部随身携带。古人在出谋划策的时候,都需要用到算筹来进行数学计算。唐代甚至曾经规定,文武官员都必须备有算袋,以提高决策的科学性。算筹如此流行,以至于“运筹”成为“出谋划策”的代名词,出现了运筹帷幄这样的的成语。
中国科学院数学与系统科学研究院副研究员黄祥娣:“在表示阿拉伯数字1到9的时候,其实古代的算筹有两种表述方式,纵式和横式。为什么要有纵式和横式这样排列呢?因为中国古代的算筹实际上是一种十进位值制,既要表达数目的大小,也要通过数字的位置不同来表示数字的含义,所以当表示个位的时候,用纵式算筹,当表示十位的时候用横式算筹表示,百位的时候再用纵式算筹,表示千位再用横式,以此类推,这样就可以把任意大的数字都表示出来。”
算筹在中国数学发展史上功不可没,但算筹有它严重的缺点。算筹在运算时需要一个很大的地方来摆放。个位数越多,这个问题就越难,需要摆放的面积就越大,使用起来不是很方便。另外一方面,算筹的运算过程不易保留,它的运算过程实际上是挪动算筹,当运算完上一步之后,就已经看不到了,出了错误不易检查,学习起来也比较困难,中国古代的数学成就之所以不能发展为现代数学,其实筹算方法的限制是一个很重要的问题。
元末明初之后,珠算逐渐代替了筹算。相比较算筹来说,算盘节省空间,计算口诀便于记忆,运算方便,这也正是珠算代替筹算的重要原因。但遗憾的是,筹算的运算过程不保留,出了错误不便检查的这个缺点,珠算仍然存在。
最终,0-9这10个数字,因为它的方便易用,成为现在全球通用的数字格式,并被称之为阿拉伯数字。那么,它真的是阿拉伯人发明的吗?
中国科学院数学与系统科学研究院副研究员黄祥娣:“阿拉伯数字是印度人发明,经过阿拉伯人传到了欧洲,所以被误认为是阿拉伯数字。阿拉伯数字主要有三个优点。第一,阿拉伯数字引用了数字0。第二,阿拉伯数字采用了十进位值制。第三,十分便于进行四则运算,加减乘除。以乘法为例,302乘以100那就是30200, 一眼就能看出结果。但如果这个计算放到罗马数字系统里面,结果就会变得非常复杂了。”
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