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图1 埃及、希腊、罗马的数字
这些奇妙的符号是什么?这是古代的数字。
⑴是埃及数字、⑵是希腊数字、⑶是罗马数字,它们都表示“27529”。
与今天的计算用数字(阿拉伯数字)相比,乍一看,每个数字的写法都不同。
确实,这些数的记数方法在结构上与现在的记数法是不同的。
第二行的埃及数字是象形文字,表示“万”的数字“”象形一个手指,表示“千”的数字“”象形的是荷花。
其他“”表示“百”、“”表示“十”、“”表示“一”。
第二行是希腊数字。
这种数字是公元前600年左右开始,在雅典使用的数字。
除了表示“一”的“Ι”外,所有的数字都是希腊文的大写字母,“Μ”表示“万”,“Χ”表示“千”,“Γ”表示“五”,“Χ”和“Γ”组合成“”,表示“五千”,“Η”表示“百”和“Γ”组合成“”,表示“五百”,“Δ”表示“十”。
最后一行是罗马数字。
这种数字在过去的时钟上使用过,可能不少人看到过。
“”表示“万”,它的一半“”表示“五千”,“”表示“千”,它的“”表示“五百”。
另外“Ⅹ”表示“十”,“Ⅴ”表示“五”,“Ⅰ”表示“一”。
以上三种数的记数方法的共同点就是数每增加一位,至少需要增加一个新数字。
因此,用这样的方法表示数时,就必须造出无限多个数字。
使用汉字数字记数的方法与上述的方法基本相同,“一”至“九”以外,还有“十”“百”“千”“万”等表示位的数字。
而我们现在使用的算术数字只有10个,用这10个数字可以表示所有的数字。
为什么10个数字就够用了呢?在思考这个问题之前,我们先来调查一下计算数字(阿拉伯数字)的历史。
2
我们现在所使用的数字称为“阿拉伯数字”。
但实际上这种数字并不是阿拉伯人想出来的,而是在印度产生的。
那么,在印度产生的数字为什么被叫作“阿拉伯数字”呢?
7世纪初,在阿拉伯半岛上产生了称为伊斯兰教的新的宗教。
在这个宗教的周围团结起来的阿拉伯人,一手拿着伊斯兰教的圣经——古兰经,一手挥舞着剑,征服了周围的民族,扩大了版图,最后建立起东至印度西部,西面经北非直至西班牙的大帝国——撒拉逊帝国。
这个伊斯兰教的大帝国后来分为了东西两个国家,而这两个国家的国王都推崇学问、艺术,两国的国都都是当时世界上拥有最高文化、极其繁荣的都市。
其中最为繁荣的是由于“天方夜潭”的故事而闻名遐迩的东方之都——巴格达。
西面的希腊文化、东面的印度学问源源不断地流入这个都城。
阿拉伯人消化、吸收了这两股文明的源流,创造了独特的阿拉伯文化。
1[日]《小学国语6年2》,日本书籍,1968年。
作者:吉田洋一。
图2 撒拉逊帝国的版图
传说8世纪中叶,有一位印度的天文学者拜访了巴格达的王宫,他将他携带的当时印度制作的天文历表奉献给了当时的国王。
印度式的记数法可能就是这个时候介绍给阿拉伯人的。
因为在此后的阿拉伯数学家的著作中开始出现了“印度算术”的说法。
在这之前,阿拉伯人没有完整的记数法。
在拓建大帝国的漫长时间里,阿拉伯人使用了各个地方不同民族的数字,后来,开始模仿希腊式的记数法。
而从阿拉伯人接受了印度式的记数法之后,情况发生了很大的变化。
印度式的记数法有着比以往的各种记数法的优越的地方,而这种记数法,此后通过阿拉伯人在欧洲各国得到了广泛的传播。
由于这样的原因,在印度产生的数字后来被称为阿拉伯数字。
3
印度式的记数法,例如“二万七千五百二十九”就写成“27529”。
这个数字中“2”的数字出现了两次,一次表示“二万”,一次表示“二十”。
即同样的数字写在不同的位置上就可以表示不同的数字。
换言之,印度式的记数法是“定位法”,“定位法”的记数法与算盘的记数法的原理是完全相同的。
但是,按照这种方法,要在纸上写出所有的数字,仅靠1至9的9个数字是不够的。
例如,要表示“十八”、“一百零八”、“一百八十”时,就要写成“18”、“108”、“180”。
要区别这些数字必须要有“0”。
也就是说,在1至9的数字之外,再加上“0”,就可以自由地表示所有的数字。
这个“0”的位置在算盘上就相当于“空挡”,如果没有这样一个“空挡”——什么也没有,空着的一个位,就无法用“定位法”表示数字。
也就是说,“0”是印度式的记数法的关键之所在。
也许有人会认为,不过就是一个“空位”的问题,要发现一个类似“0”的符号。
从算盘方式前进到“定位法”的记数方式不过是一步之差而已。
但这一步在人类文化的历史上却是确确实实的一大步。
在埃及、希腊、罗马的历史上,时代、地区的不同,算盘的形状、构造多少有所不同,但据历史记载,这些国家的计算多数的场合都是用算盘进行的。
而且,虽然计算的方法多少有些不同,但在算盘上表示数的方法,大体与我们今天用的方法所依据的原理是一样的。
在这期间,千年的时光流过。
但这些国家终于没有能够发明“定位法”的记数法,也就是说,终于没有能够发现“0”。
“0”的发现还是不得不等待印度人的天才。
4
人类终于发现了“0”的作用。
这里,让我们再重新考察一下“0”的发现在人类文化发展中的作用。
首先,印度式的记数法,例如像“280”、“2800”这样的数的排列本身就表示了位数,一眼就可以看出数的大小。
这是这种记数法的很重要的长处。
当然,还有其他的长处。
例如,我们日常生活中经常要进行笔算,而这种笔算只有有了“定位法的记数法”的便利,才能够进行。
如果用罗马时代的旧式记数法来笔算,加法、减法还算好,乘法、除法的难度就非常大。
印度式的记数法使得笔算得以发展。
图3 用罗马数字进行的笔算
无论怎么说,想出了简便的记数法其本身的功绩是十分巨大的。
在今天这个自然科学如此进步,产业如此发达的时代,许多场合都需要处理非常大的数字,如果没有印度式的记数法将会十分不方便。
也许这不仅仅是方便不方便的问题。
如果没有印度式的记数法,首先,科学、产业就不会进步发达到今天的程度。
阅读后请思考和讨论以下问题:
一、0是谁发现的?我们现在使用的数字为什么称为“阿拉伯数字”?这些历史反映了文化和学
术上的什么现象?
二、谈谈中世纪伊斯兰世界的文化与学术及对学科教育的影响。
三、小学教材中使用这样教材展开科学史(数学史)教育,这种教育的意义何在?举例谈谈在自
己的教育经历中印象比较深的相关记忆。