Ⅰ 巴比伦人采用的十二进制和十六进制优点是什么
巴比伦人使用十二进制来记时。这或许是由于一年中月球绕地球转十二圈,也有人认为这和人类一只手有十二节指骨有关(不包括姆指,一根手指有三节指骨),这样方便记数。而从古巴比伦文明传承到西方文化中的黄道十二宫则是将一年分为了12个星座。
十六进制主要是为了缩短数据的长度,便于记忆和输入。一个十六进制数字可以代表4为二进制数字。十六进制用0-9,A-F,代表0-15。
Ⅱ 金字塔时代的埃及人所用的算术“二进制”还是“十进制”
一块古巴比伦泥版上刻满了毕氏三数,可惜残缺不全,留下千古之谜。中国的陈子胆子倒确实不小,居然测量起太阳的直径,用的仅是根竹竿!埃及的神庙,夏至时阳光能直射神像,善男信女惊异不已。
且说这西方学界,一直认为埃及的古代数学是希腊文明繁荣之前,水平最拔尖的,待到巴比伦的泥版问世,方知更技高一筹;更不需说他们对古华夏的数学成就一无所知了。这里先谈一番巴比伦。
这巴比伦人居住在美索不达米亚。“美索不达亚”是古希腊语,意思是两河之间的地方。这两条河就是底格里斯河和幼发拉底河。
两河流域最早的文明大约至少有六千多年了。这块地方大致以今天的巴格达城为界,分为南北两部。北部以古亚述城为中心,称为西里西亚;南部以巴比伦城为中心,称为巴比伦尼亚。各个民族居住在一些独立的城邑中。
这南部主要有苏美尔人、阿卡德人。美索不达米亚文明最初就是苏美尔人创造出来的。
苏美尔人几乎和埃及人同时发明了文字。这就是大名鼎鼎的楔形文字了。
上个世纪开始,考古学家们在美索不达米亚进行大规模的发掘。
这里的房屋几乎一直都是有土坯盖起来的,有点像北方的干打垒。下一次大雨自然要冲毁一些,就在旧屋子上面又造新屋。这样盖了塌,塌了盖,最后就形成了一个个土丘。把这些个土丘直直地挖下去,就会看到这个城市从古到今一层一层地分得很清楚,真好像一块历史的千层饼。
考古学家们在这块千层饼里细剔细筛,发现了五十万块写有文字的粘土书板,仅仅在古代尼普尔这个地方就出土了五万块!
许多的国家,许多的博物馆、文物馆,那是闻风而动,千方百计各种途径,收藏这些珍贵的文物。有时,同一块泥版会分成几块,藏在不同的博物馆里。
这些泥版有大有小。大的呢,也就和教科书差不多,小的只有巴掌那么大吧。有时书板的一面有字,有时又是两面都有字。想必做这样一本书也不容易,要节约用纸。
现在流传问世的,大约有三四百块和数学有关的泥版和一些碎片。
泥版上没有什么年代的记号,学者只能根据它们在千层饼中的位置来推断啦。他们发现,大部分泥版是在3000年以前的若干世纪内制作的,前后延续有2000年左右。还有一小部分是公元前600年到公元300年间制作的。
这两部分之间留下了很大的一段空档,正是巴比伦历史上的一个动乱时期。
看来,巴比伦的数学创立得十分迅速。而在这短暂的迅速发展之后,接下来的却是长时期的停滞不前。
要想破译这泥版的内容,可就比断定它们的年代更难啦。一直到1935年,经过诺伊格尔和吐娄——当兰的着名发现,人们才了解了不少数学书板上的内容。
许多早期的书板,都是有关田地转让的计算。还有不少是一些契约文书,像帐单、收条啦、期票啦、卖货的单据、商号和帐目等等。
巴比伦人的计算倒是挺有意思,是借助各种各样的表来实现的。在数学泥版中,大约有200块是表,有乘法表,倒数表,平方表和立方表,甚至还有指数表。
接下来,咱们拿一块巴比伦泥版来试看破译一下,和大伙一起暂时当一次考古研究者。当然,现在我们早已就知道一些谜底了,猜起来可就要比那些先驱者容易多了。
我们现在看到的就是一块古代巴比伦泥版了(见下页图)。正确点说,是它的一个复制品。左面是正面,右面是反面,两面都刻有字。
首先我们数一数行数,一共有24行。每一面呢,都有两列,我们把它分别叫做第Ⅰ列(左边的)和第Ⅱ列。
现在我们从第1列开始正式考察。
它的第一行是一个垂直的楔形,我们把它叫“直楔”。第二行就是两个直楔了。第三行呢,是三个。其实这些记号咱们都碰过面,就是没碰过面大家也能猜出来:不就是1、2、3嘛!
顺下来的几行也很容易,就是从4到9,只要数一数直楔的个数就成了。不过大家看到它们有时是三个一组的,这么一来就更容易读了。比如8,写成三层,两层各有三个直楔,一层有两个,一眼望过去,就知道是多少。这开头的九行倒很顺利,咱们破译初步成功。
再往下看,到9后面,我们发现了一个新记号:“■”,我们把它叫做“角楔”。
我们当然首先想到这应该是10,不过还要谨慎一些,看看能不能往下顺。如果在下面的几行中把它看作10也正确,那么猜想就对了。
接下去的几行确实令人很高兴,没费周折,我们可以认出11,12,13,……,18。再往下应该是19,从规律和书写的情况来看,肯定是19,只不过有一些涂改的痕迹,可能是这位巴比伦人写得有点不耐烦了,笔划太多。
再往下也没什么难懂得的,是20,30,40和50。
这么一来,我们就破译出第Ⅰ列,这一列顺序写出了1到20,然后是30,40,50。直楔代表l,而一个角楔代表10。
现在咱们要扩大战果,把我们的发现用到第Ⅱ列上。
开头的几行当然畅行无阻,是9,18,27,36,45,54。咱们把它们和第Ⅰ列中同一行的数一联系,窍门就看出来了,这不就是九的乘法表嘛!
再往下,第七行、第八行当然应该是63和72。但是第七行写的是:
那右边一块堆的三个直楔自然是3,那么60又在哪呢?好像把最左边的那个大一点的直楔认作是60才妥当。
这样看来,同样都是直楔,放的位置不同,表示的数也不一样;这正是前面说过的位值记数法。不过咱们在这向左移一移,不是变成10,而是60了!这是不是“逢六十进一”呢?
这泥版上的63,我们用现在的符号写一下,就是1,3=1×60+3=63。
记住,我们这里用逗号把两个数符分开,表示两个数位。就像十进制中的个位和十位一样。只不过“个”位的单位当然是1,这里的“十”位的单位可就是60了。
下面可就势如破竹了,咱们可以把它们改写成:
l,12=1×60+12=72;
1,21=1×60+21=81;
1,30=90;1,39=99;
l,48=90;1,57=117。
所有这一切都说明咱们一开始就猜对了;这块泥块果然是九的乘法表。
咱们当然把它改写为2,6=2×60+6=126,这126,不就是14乘以9的答案嘛!
以下的几行当然不难改写成:
2,15=2×60+15=135,
2,24=144,
2,33=153,
2,42=162,
2,5l=171。
值得注意的是,我们需要把逗号右边的那些数,比如15啦,24啦,33啦等等,看作是一位数!是巴比伦人用的六十用制中的个位数。尽管这里用十进制表示出来是两位,但在六十进制中,是一位,是用一个完整的独立的符号表示的。
所以,六十进制中记数的符号一共要有从0到59这六十个符号。而十进制位值记数法,则是用从0到9这十个符号。
不难理解,b进制记数法就应该用从0到b—1这b个记数符号。比如现在电脑中常用的二进制,只用0,l这两个符号。十六进制也是电脑中常用的记数法。只用0到9这十个符号就不够了,所以又添了A、B、C、D、E、F这六个符号表示10到15这六个数。因为这六个数还不够资格向前进位,只能在低一位上用一个符号表示出来。
比如15,十六进制中就写成F。而2B这个十六进制数,就等于2×16+ll=43。
不过看起来好像巴比伦人只有从1到59这五十九个符号,少了个0。我们仔细看一下2,51后面的那个数就可以知道,它是三个直楔,后面空了格。想必那空的一格表示0,这样这个数就是3,0=3×60+0=180。下面的几行也很容易破译。咱们就请朋友们自便吧。
像上面一样,1,25,30这个巴比伦数就是个三位数,其中的25和30都看作是一位。它应该是1×602+25×60+30=3600+1500+30=5130。
不过因为巴比伦早期用空格表示零,这空到底是空一格还是空两格,还是不空格,就比较模糊。所以,l,25,30也可以看作是1,25,30,0或者是1,25,30,0,0。
1,25,30,0=1×603+25×602+30×60+0
=60×5130=307800
而1,25,30,0,0=1×604+25×603+30×602+0×60+0
=602×5130=18468000。
你瞧,把这个数向左移动一位,就扩大了60倍。这也与十进位差不多。十进位中,一个数向左移动一位,就扩大了10倍。
60和10分别是六十进制和十进制中的“基”。所以,把一个二进制数向左移动一位,就扩大2倍;把一个十六进制数向左移动一位,就扩大了16倍。
因为用空格表示零比较模糊,所以把一个数1,25,30看作是l,25,30,0还是1,25,30,0,0就要根据上下文来确定。
在后期的泥版中,巴比伦人也偶尔用一个记号表示零,这样就比较方便了。
这六十进位与十进位的明显差别首先自然是基底不一样,一个是60,一个是10。
当然,每种基底都有自己的优点和缺点。以60为基底的只有很少几位就能写出很大的数,这在上面大家已经看得很清楚;而以二为基底的二进制数,我们以前的已经说过,同一个数用二进制比用十进制,位数要多得多。
不过这基底较大,缺点也很明显。比如说二进制,只有两个数码就成;六十进制呢,得用六十个不同的符号,可真够难记的。
这且不说,尤其难的是它的乘法口诀。十进制中叫“九九表”,因为它有九九八十一句口诀。为什么要九九八十一句呢?因为十进制中一位数只有从1到9九种情况(不连零)。
问题到了六十进制那地方,可就麻烦大了。六十进制中一位数有59种情况!所以它的乘法口诀共有59×59句!近3600句!太难记了。
人们想到可怜的巴比伦学童们背这么一张59×59的大表可能会不寒而栗。看书的同学大概也很庆幸自己没有出生在伟大的巴比伦时代,尽管那儿有举世闻名的空中花园。
有过好在那时已经有了各种类型的大量数表,不必要再去死记硬背了。利用数表来进行计算正是巴比伦的特点,巴比伦的创造。
在巴比伦的泥版中有许多“倒数表”。这所谓倒数表,也就是一些分子为1的分数。不过在他们那儿是用六十进制表示的。
这样一来,巴比伦就能做整数除以整数的除法了。比方说一个整数要除以8,那就把它乘以1/8,查一查倒数表,看看1/8能化成什么样的六十进分数。
这十进分数在我们的十进制记数法中,实际上就是十进的有限小数。所以,六十进分数在六十进位制中也就是有限小数。这样,化除法为乘法一个小数,当然简单了。
巴比伦的数表真真是数不尽,道不完。他们还有表示平方、平方根、立方和立方根的数表。
遇到无理数,当然不能用有限的六十进制表示啦,不过 在那会儿倒算得挺准:1.414213……当然,他们哪能知道 是无限不循环小数呢?那时各个地方的人似乎都认为世界上只有有限位的小数。
当然,这 在巴比伦人那里还是用六十进制分数表示的:
却说这巴比伦的数学泥版,除了大量的表以外,其他就是一些提问式的内容了。这些问题的一个个解决,往往反映了他们的代数方面的水平。
早期巴比伦的代数相当发达。这方面的一个着名问题,就是求出一个数,让它和它的倒数的和等于已知数。
用现代的记号来说,就是要求出这样一个x,使得
这么个代数方程大家都能把它化成一个一元二次议程:x2-bx+1=0
由于巴比伦人不知道负数,所以负根是略去不提的。
这样看起来,巴比伦人实际上知道二次方程根的公式。当然,我们这里看到的二次方程是特殊了点,常数项只是1。
不过,有好些问题是打算说明二次方的一般解法的。对于更为复杂的代数问题,甚至用到了等量代换,把复杂的化成简单的!
巴比伦人很喜欢用文字代表未知量,把代数方程用语言叙述并且还用语言求解出来。他们常常用长、宽、面积这些了来代表未知量,好像我们求解方程时,把未知量设为X、Y等。
比如说,在一块泥版中有这么个问题:
“长乘以宽得到面积10;现在我把长自乘,得到的也是面积。再把长与宽的差平方,然后乘以9,得到的还是面积10。问长和宽是多少?”
这个问题翻译成现在的写法就是
XY=10
9(X—Y)2=X2
这样的方程组咱们初中生解决起来不费事,不过,你要想想这可是三千多年前的事(公元前1600年),可真够伟大的!
这古代的巴比伦人不但在记数、算术和代数方面技高一筹,几何方面的知识也不赖。从公元前2000年到1600年的一些泥版中,可以知道他们已熟悉了长方形面积、直角三角形面积的计算。还有一些简单立方体的体积也已经能算出来。
对于圆,全世界的文明都对它有浓厚的兴趣。这里关键的一点,就是对圆周率的认识。
不过,巴比伦在几何方面的造诣可远不止这么些。
1945年,有两位学者对放在哥伦比大学的一块数学泥版解读一番,发现了更令人吃惊的事情。这块泥版的编号叫变普林版322号。
这块泥版上一共列举了15行数,经过认真地研究这才发现:原来每一行都是毕氏三数!
什么叫毕氏三数呢?也就是能构成直角三角形边的三个整数。比如像3、4、5,就是商高说过的“勾三股四弦五”。还有5、12、13等等。
但是这普林顿322号版上给出的15组毕氏三数可是了不得!很大,现在咱们写出几组:
(120,119,169)(3456,3367,4825)
(4800,4601,6649)(6480,4961,8161)
其中有一组更大:(13500,12709,18541)
这么大的数决不可能是用一次次试算求得的。人们猜测这些古人是不是掌握了计算毕氏三数的一组公式:
d=2xy,b=x2-y2,c=x2+y2
这里,x与y互素,有偶性也不同,并且x>y。这样,a、b、C就构成毕氏三数了。
这组公式可是在普林顿泥版的一千多年后,才作为一项伟大的成就出现的呢!
人们还猜测,这些古巴比伦人是不是当时就得知了“毕达哥拉斯定理”(也就是勾股定理)。要真是这么回事,那可就是把毕代定理提前1500年发现了!
不幸的是,这普林顿322号是个残品,这块书板的右边中间有一个很深的缺口,左边掉下的一块也下落不明。这左边破的地方还有现代胶水粘过的痕迹。大概是这块书板不知怎么破了,人们尝试着用胶水把它们粘在一起,但最后还是脱了胶。更糟糕的是这掉下的一半都不知弄那去了。也许是想要这块泥版的人太多,你争我抢弄坏的吧?也许是原来不当它回事,东扔西丢搞掉了吧?说不定也有可能还蕴含着一个惊险曲折的传奇故事。反正在大洋彼岸的我们,也只能这么瞎猜猜了。
巴比伦人的天文学知识很丰富,三千年前就有了系统的观测资料。他们的天文学家甚至能把新月和亏蚀出现的时间准确地算到几分钟之内。
巴比伦古代有的是阴历。这阴历的一月是按月亮的运行周期定的,所以有的月份是29天,有的月是30天,全是根据新月出现的情况来定。这样,哪一个月定29天,哪一个月定30天,计算起来就复杂啦!
再者,阴历的月和一年的时间长短也不能很好配合。12个月就是都照30天算,也还只有360天,何况这其中还有不少是29天的,这就和一年的天数差得多了。所以要根据情况,必要时在一年中插进一个月,变成13个月。这就是阴历的闰月。如果19年里插进7个月,也就是19年7闰,那么月和年就能配合起来了。
这和我们中国用的农历是完全一样的。正所谓“英雄所见略同”吧。
使我们感兴趣的还有他们建造过的许多巨大的天文台。这种建筑通常是由7个梯台组成的,一个造在另一个的上面,就好像一架巨大的梯子伸向天空。每一个梯台上都涂有一种颜色,代表七个星球——太阳,月亮,金、木、水、火、土星。也许,这就是传说中巴比伦造的通天塔吧。
用这种建筑形式建造的宫殿,它的宏伟、朴素、匀称和美观是令人惊讶的。谁敢说,建造这些宏大的建筑不需要几何知识呢?
说了巴比伦,下面要把尼罗河畔的事由道一个明白。
这古埃及人得天独厚,在尼罗河畔沐浴着阳光幸福地成长。当美索不达米亚的统治权在各个民族间你争我夺,迭经更替的时候,埃及的文明却在尼罗河的摇篮里独自发展着。
埃及的文明源自何处今天已难以考证,不过可以肯定的是,在公元前5000年之前,就存在着。
在今天埃及这块土地上,一开始有许多的州。每个州都有自己的名称、都城,军队、政权、方言和图腾,俨然是一个个独立的小王国。
经过长期的战争和兼并,到公元前4000年代的中期,形成了两个较大的王国。两国以孟斐斯为界,以南的尼罗河谷地为上埃及,以北的尼罗河下游三角洲平原为下埃及。
公元前2100年左右,上埃及国王美尼斯征服了下埃及,实现了全埃及的统一。美尼斯把都城迁到上下埃及接壤的孟斐斯,并把它称为“白城”。
以后埃及历史的主要时期就以统治的朝代来命名,而以美尼斯为第一王朝的创建人。
埃及文化在第三王朝(公元前2500年左右)到达顶峰,当时的统治者建造了至今闻名的金字塔。一直到公元前332年,亚历山大征服它以前,埃及文明都按着自己的道路延续着。从此以后,埃及的历史和数学就融入到希腊文明中去了。
古代埃及文明的历史延续了3000多年,是世界文明发祥地中的一个。
古代的埃及好像“书”没有“同文”,他们有几套自己的文字,最早的是象形文字,这些都和咱们中国一开始的情况差不多。公元前2500年左右,开始用一种所谓“僧侣文”来作日常的书写。
他们又是怎么书写的呢?大家或许都知道就是用墨水写在纸草片上。
纸草是尼罗河下游的一种植物,又叫纸莎草,形状像芦苇。古代埃及人把这种草从纵面剖开,压平后用来写字。同时,一般是把许多条纸草片粘在一起,连成长幅,卷在一个杆子上,形成卷轴(倒很人些象我们的卷轴书画呢!),所以这些纸草文书又叫纸草卷。
古埃及的气候干燥,所以纸草卷不会霉烂,这样就能保存下来,留给后世;但正因为也太干了点,所以纸草片又容易干裂成碎末,这样保存下来的又不多。正所谓“成也萧何,败也萧何”,老天爷弄得也挺为难的。
留给后世的纸草文书那可是大不一样了,恒温恒湿,高精控制,比总统住的还高级。这里面有数学内容的主要是两批。
一批是在1893年由俄罗斯收藏家哥列尼舍夫所收购,1912年转为莫斯科美术博物馆所有,所以叫莫斯科纸草卷。
一批是1858年由英国发现的,现存英国博物馆。因为它的作者阿摩斯,是公元前1700年左右的一位埃及僧人,所以又叫阿摩斯纸草文书。
据这位僧人记载,这份纸草文书的内容是从公元前2200年第十二王朝时代的纸草文书上转录下来的。他在这份纸草文书的开头写下了这么句话:“获知一切奥秘的指南。”
数学纸草卷都是在古埃及政府和庙宇里工人的纪录员们记下的作品。
在莱因德纸草文书里有85道数学问题和解答,莫斯科纸草文书里有25道。虽然这些数学问题“解答大全”是在公元前1700年左右编写的,但所含的数学知识是埃及人早在公元前3500年就已经知道的,而从那时起直到希腊人征服他们以前,他们也还是没增加什么新内容。
埃及的数学就这么平静地流淌了三四千年,好像尼罗河停止不动了。不过,当时的生产水平也就那么高,当时的需要也就那么多。纸草卷上的那点数学也就足矣!
看来不但时势造英雄,时势也成就科学。
从纸草卷上来看,古埃及还学会用数学来管理国家和宗教事务,确定付给劳役者的报酬,求谷仓的容积和田地的面积,征收按田亩估出的地税,计算修房盖屋和建防御工程所需要的砖块,再算算酿酒要多少谷物,等等,数学一开始就是从实际需要发展起来的,这恐怕是全球都适用的公理。
古埃及人创造了一套从一到一百万的有趣的像形数字记号。咱们前面已见识过:1是垂直的一根木棒,10是一副脚镣(有人把这解释为放牛时用的弯曲工具),100是一卷卷起来的测量绳(可能当时每卷测绳都是100个长度单位),1000是朵莲花。
一万呢,是个手指头,十万就画成小蝌蚪。最有趣的是一百万,画了一个举起双手表示吃惊的人(这么大的数确实也令我们吃惊,古埃及好像是最早写出这么大数的人)。
这套数字符号是以10为底的,但不是进位制的。书写的方式呢,也是从右向左。咱们在上一回已经看到了,故且放下不提。
埃及的算术具有加法的特征,不但加法是加,而且乘法也是用叠加的方法做出来的。
现在我们当一回古埃及人,做一下26与33的积,看看究竟是如何叠加的。
因为26=16+8+2,所以我们只要把33的这些倍数(2倍、8倍、16倍)加起来就行了。而2、8、16等等,都是2的乘幂,所以只要对33逐次加倍就可能得到所求的倍数。
具体做法如下:
把那些带有星号(“*”)的33的倍数加起来,就得到答案858。
做除法呢,就是连续减去加倍。
比如对753除以26,可以连续地把除数26加倍,一直到再加倍就超过被除数753为止。其程序如下:
126252410482081641628
右边的一列分别表示26的1倍、2倍、4倍、8倍、16倍,26的32倍已经超过被除数753,所以就没有列出。
因为
753=416+337
=416+208+129
=416+208+104+25
这样我们又可以得到:753—26×(16+8+4)=25减式中一共有16+8+4=28个26,所以商就是28,余数为25。
有人会想了,如果一个除法中,商不是28,能不能由左边的那列数:1、2、4、8……,也就是2的各次乘幂,相加得到呢?
回答是肯定的。因为任何一个整数,都可以表示成2的各次幂的和。为什么呢?这是因为任何一个整数都可以用“除二取余”的方法化成二进制数。一进制数不就是2的乘幂的和吗?
埃及的乘法和除法在计算过程中不仅不需要乘法表,而且便于用算盘。
古埃及的乘法程序不断发展,到后来就把上面讲过的叠加法改变为“双倍和折半法”。
假如我们还是以33乘以26,那么就可以连续地减半26,并对33连续加倍:
然后把倍列中的那些与半列中奇数相对应的33倍数加起来,即66+264+528,便得到乘积858。
这其中的道理其实只要把26化为二进制数,就能理解。
今天电脑中的乘法就是用这种方法进行的,因为电脑中数的表示都是二进制。相信朋友们自己能够解决这个问题,我们就不多谈了。
埃及人的分数记法也比较独特,还比较复杂。比如在像形文字中:
大家可以看到这卯形(■)的下面是个整数,所以卯形■加在整数上就表示是一个几分之一的分数,也就是单位分数。
其他的分数就用单位分为九的和来表示
在莱因德纸草文书中有个数表,把分子为2而分母为5到101的奇数的这样一些分数,表达成单位分数的和:
利用这张数表,就能把其他一些分数写成分子为1的单位分数之和,埃及人利用单位分数来进行分数四则运算。
这分数运算这么一来很繁琐,恐怕这也是尼罗泥畔的算术和代数没有达到更高水平的原因吧。
在莱因德纸草文书的85个问题中,许多都是用来计算面包的分法,啤酒的深度,牛和家禽的饲料混和比例,还有谷物贮藏等的。
对于其中出现的未知量,他们用纯粹算术的方法,没有解方程这种想法。有些是用后来在欧洲称为“试位法”的方法来解决的。
在卡洪发现的一份公元前2000年的纸草文书中,有这么个问题:
我们可以列出两个现在的方程:
消去一个未知数,就得到一个一元二次方程,自然好解。可是,我们也可以用“试位法”来解这个问题。这“试位法”其实就是“假设法”。
比如,取y=4,则x=3。而x2+y2=25,不是100;所以我们必须修正x和y,把原来的数值加倍,这样X=6,y=8。
当然,埃及人当时并没有用未知量、方程,而是用文字去叙述解的过程的。所以这基本上只能是算术。
在莱因德纸草卷中,有一个问题(第79号问题)很有趣,对它的解释也五花八门。在这个问题中,出现了一组奇妙的数据。我们把这个问题写在下面:
一个人的全部财产
房子 7
猫 49
老鼠 343
麦穗 2410
谷物 16807 19607
眼睛尖的读者可能已经发现,这些数是7的前5次幂,最后是它们的和。这样,人们一开始就认为这不过是一张形象一点的7的乘方表。
然而有位历史学家康托尔(不是那位数学家)在1907年对此给了一个更精彩也更合理的说法。
他首先联想到中世纪一位意大利数学家斐波那契在他的《算盘书》中谈到的一个问题:“有七个老妇人走在去罗马的路上,每人有七匹骡子;每匹骡子驮七条口袋;每只口袋装七个大面包;每个面包带七把小刀;每把小刀有七层刀鞘。在去罗马的路上,妇人、骡子、口袋、面包、小刀和刀鞘,一共有多少?”
这个问题后来在英国还演变成了一首童谣:
我赴圣地爱弗西,
途遇妇女数有七,
一人七袋手中提一袋七猫数整齐,
一猫七子紧相依,
妇女、布袋、猫与子,
多少同时赴圣地?
这么简单的一联想,思维的火花顿时迸出光芒,康托尔很自然地把莱因德79号问题解释成:“一份财产包括七间房子;每间房子有七只猫;每只猫吃七只老鼠;每只老鼠吃七个麦穗;每个麦穗产七克谷物。在这份财产中,房子、猫、老鼠、麦穗和谷物,总共有多少?”
当今天的孩子在唱英国人的那首有趣的绕口令时,不知是否知道,这也许还是三千七百年前埃及人留传下来的呢!
埃及人的几何又是怎样呢?尼罗河畔自然不能缺少几何;而谈到几何,自然又想到巍巍屹立的金字塔。
公元前2900年建造的胡夫金字塔最大,它原高为146.5米(现在还剩下137米),用2000000块石头组成,每块平均重2.5吨,非常仔细地砌在一起。正方形的底面每边长233米(现在227米)。
此外金字塔的四个面正对着东南西北,与正北的偏差也只有3′左右。
这么高大的金字塔,建造精度如此之高,唯有叹服也!不过有人认为,莫斯科纸草文书的第14个问题,更是一座最伟大的金字塔。
在这个问题中,要你求一个截去了顶的金字塔,也就是现在常说的棱台的体积。当然,它接着就告诉你上
Ⅲ 关于十进制的历史问题
十进制的演化
早期的计数形式,并没有位置值系统.何为位置值系统呢?位置值系统是这样一种数的系统,每个数字所安放的位置,影响和改变该数字的值.例如,在十进制中数375中的数字3,它的值不是3,而因为它位于百位的位置,所以其值是300.
约在公元前1700年,60进制开始出现,这种进制给了米索不达米亚人很大帮助.米索不达米亚发展了它,并将它用于他们的360天的日历中,今天人们已知的最古老的真正的位置值系统是由古巴比伦人设计的,而这种设计获自幼发拉底河流域人们所用的60进制.为了替代所需要写的,从0至59这六十个符号,他们只用了两个记号,可以用它们施行复杂的数学计算,只是其中没有设置0的符号,而是在数的左边留下一个空位表示零.
大约在公元前300年,一种作为零的符号开始出现,而且60进制也得以广泛的发展.在公元后的早些年,希腊人和印度人开始使用十进制,但那时他们依然没有位置的记数法.为了计算,他们利用了字母表上的头十个字母.最后,大约于公元500年,印度人发明了十进制的位置记数法.这种记数法放弃了对超过9的数字采用字母的方法,而统一用头九个符号,大致于公元825年左右,阿拉伯数学家阿尔·花拉子米写了一本有关对印度数字仰慕的书.
十进制传到西班牙差不多是11世纪的事,当时西阿拉伯数字正值形成.此时的欧洲则处于疑虑和缓慢改变的状态.学者和科学家们对十进制的使用表示沉默,因为用它表示分数并不简单.然而当商人们采用它之后,便逐渐变得流行起来,而且在工作和记录中显示出无比的优越性.后来,大约在16世纪,小数也出现了.而小数点,则是J·纳皮尔于公元1617年建议推广的.
或许,将来会有一天,随着我们的需要和计算方法的改变,一个新的系统将替代我们现有的十进制!
Ⅳ 哪个国家最早使用十进制计数法
十进位 位值制记数法 包括十进位和位值制两条原则,"十进"即满十进一;"位值"则是同一个数位在不同的位
置上所表示的数值也就不同,如三位数"111",右边的"1"在个位上表示1个一,中间的"1"在十位上就表示1个十,
左边的"1"在百位上则表示1个百。这样,就使极为困难的整数表示和演算变得如此简便易行,以至于人们往往忽
略它对数学发展所起的关键作用。
古代人数数是离不开手指的,而一般人的手指恰好有十个。因此十进制的使用似乎应该是极其自然的事。但
实际情况并不尽然。在 文明古国 巴比伦 使用的是60进位制(这一进位制到现在仍留有痕迹,如一分=60秒等)另
外还有采用二十进位制的。 古代埃及 倒是很早就用10进位制,但他们却不知道位值制。所谓位值制就是一个数码
表示什么数,要看它所在的位置而定。位值制是千百年来人类智慧的结晶。零是位值制记数法的精要所在。但它
的出现却并非易事。我国是最早使用十进制记数法,且认识到进位制的国家。我们的口语或文字表达的数字也遵
守这一原则,比如一百二十七。同时我们对0的认识最早。
Ⅳ 世界上所有的文明一开始都是采用十进制吗
春秋时代发展成熟的筹算使十进制得以完备。一九五四年,长沙左家公山一座战国墓中出土了长短一致的竹棍四十根,这就是算筹实物。算筹可以用来表示数目。这些算筹组成的符号进一步组合起来,可以表示任何自然数。具体的方法是个位数用纵式,十位用横式,百位用纵式,千位再用横式……即“一纵十横”,“百立千僵”。这种摆放方式就是采用了十进制。在不同的位上分别采用纵横两种算筹摆放方式,表明当时人们已认识到相同的数在不同的位时,意义不同。《墨子》说:“一少于二而多于五,说在建位”,表明由于“一”处于个位与十位时的意义不同,它既可以小于二,又可以大于五。
十进制是一种便捷的计数方法,而筹算是一种有效的工具,两者均是中国对世界的重大贡献。在同时代的各古代文明中,只有中国提出了十进制。当古希腊伟大学者阿基米德费尽心机地陈述如何用字母系统表示大数时,中国人已“持筹而算”这些大数,甚至“善计者不用筹策了”。没有看似平常的十进制,便很难顺利表述较大的数字。世界上目前仍有一些处于原始发展阶段的部族,对于十以上的数字只能统称为“多”,恐怕与没有适当的进位方法有关。
现在全球通用的一、二、三、四、五等所谓“印度—阿拉伯”数字出现很晚。公元六世纪,印度才有“二十”、“三十”等表示十的倍数的数字记号;公元七世纪,印度才有了采用完整十进制的证据。此时,中国与印度的往来早已不是什么难得的事情了。公元十世纪,十进制记数法传入欧洲,为其后近代自然科学的兴起打下了一个重要基础。法国数学家拉普拉斯曾这样评价十进制:“这是一个深远而又重要的思想,它今天看来如此简单,以至于我们忽视了它的真正伟绩。
但恰恰是它的简单性以及对一切计算都提供了极大的方便,才使我们的算术在一切有用的发明中列在首位。而当我们想到它竟逃过了古代最伟大的两位人物阿基米德和阿波罗尼的天才思想的关注时,我们更感到这成就的伟大了。”
先进的计数方法导致了整个数学领域的发展。中国古代数学中的分数、负数、小数概念,解高次方程和线性方程组的方法,内插法,一次同余式组解法等,均与筹算和十进制有关。负数概念就诞生于“持筹而算”的过程中,至晚在战国时,人们已在筹算中以红筹表示正数,黑筹表示负数。筹算法还是后来机械运算法的前身。
在筹算法与十进制完善之际,即春秋战国时,中国古代数学进入了第一个辉煌时期。战国初期《法纪》中关于一个农夫家庭收支的叙述中,已使用了加、减、乘、除运算法。古代历法中回归年,朔望月长度(日数)均不是整数,其中的非整数部分都是用分数来表示的,且历法中已有了分数的计算。在几何方面,勾股定理已被发现,点、线、面、体概念也由墨家提了出来。极限概念渐趋明确。最为重要的是,以《周髀算经》、《墨经》为代表的一批流传千古的数学着作在那时诞生了。
《人民日报海外版》 (2002年04月22日第八版)
Ⅵ 世界古代四大文明最原始的计数方法都是几进制
中国人在世界上比较早使用十进位制计算,至迟在商代时,中国已采用了十进位值制。并发明了算筹这一当时世界上最为先进的计算方式——一种以相同长度的小棍棒为计算工具的计算方式(图一),立算筹代表个、百、万,卧算筹代表十、千、十万,如此类推,算筹可表达非常巨大的数目,而且准确无误。 罗马数字与进位制无关,古巴比伦数字为六十进制,玛雅人的数字体系是二十进制或十八进制的。 资料:古埃及的数字从一到十只有两个数字符号,从一百到一千万有四个数字符号,而且这些符号都是象形的,如用一只鸟表示十万。古希腊由于几何发达,因而轻视计算,记数方法落后,是用全部希腊字母来表示一到一万的数字,字母不够就用加符号“‘”等的方法来补充。古罗马采用的是累积法,如用ccc表示300。印度古代既有用字母表示,又有用累积法,到公元七世纪时方采用十进位值制,很可能受到中国的影响。现通用的印度——阿拉伯数码和记数法,大约在十世纪时才传到欧洲。
Ⅶ 为什么世界各国都采用十进制
因为人都有10个手指,十进制最容易被所有人接受。
亚里士多德称人类普遍使用十进制,只不过是绝大多数人生来就有10根手指这样一个解剖学事实的结果。实际上,在古代世界独立开发的有文字的记数体系中,除了巴比伦文明的楔形数字为60进制,玛雅数字为20进制外,几乎全部为十进制。只不过,这些十进制记数体系并不是按位的。
(7)巴比伦文明采用的是多少进制的数学计算方法扩展阅读:
十进制源于十指。
与十进制相比,二进制最简单,只需要两个基本数值,但是使用使用起来却很麻烦。试想原始人打猎,获得三个猎物就得进一位,获得五个就又得进一位,是不是更麻烦。进位是更复杂的计算,所以玛雅人宁可使用二十进制数完手指再数脚指也不愿进位。
八进制是有其优越性的,因为它是二的倍数,又是二的倍数的倍数,似乎优于十进制;它之所以没能流行,还是因为人类的习惯,原始人在用手指数数的时候不可能放弃两个大拇指不用,本来手指就不算多,岂有再浪费的理由?
十二进制源于一年十二个月无疑,有人说太阴历中有的年份是十三个月,但是这不是常态,所以多出的那个月算闰月,闰月连自己的专名都没有,它甚至不配占用一个数字,比如说闰八月不叫九月,否则腊月就得叫十三月了。
Ⅷ 论述古巴比伦的三大数学成就
1、算术
古代巴比伦人是具有高度计算技巧的计算家,其计算程序是借助乘法表、倒数表、平方表、立方表等数表来实现的。巴比伦人书写数字的方法,更值得我们注意。
他们引入了以60为基底的位值制(60进制),希腊人、欧洲人直到16世纪亦将这系统运用于数学计算和天文学计算中,直至现在60进制仍被应用于角度、时间等记录上。
2、代数
巴比伦人有丰富的代数知识,许多泥书板中载有一次和二次方程的问题,他们解二次方程的过程与今天的配方法、公式法一致。此外,他们还讨论了某些三次方程和含多个未知量的线性方程组问题。
在1900B.C.~1600B.C.年间的一块泥板上(普林顿 322号),记录了一个数表,经研究发现其中有两组数分别是边长为整数的直角三角形斜边边长和一个直角边边长,由此推出另一个直角边边长,亦即得出不定方程X2+Y2=Z2的整数解。
3、几何
巴比伦的几何学与实际测量是有密切的联系。他们已有相似三角形之对应边成比例的知识,会计算简单平面图形的面积和简单立体体积。
(8)巴比伦文明采用的是多少进制的数学计算方法扩展阅读
古巴比伦人使用楔形文字。人们已经能区分恒星和五大行星,观测出黄道,以后又区分出黄道上的12个星座,绘制出黄道12宫的图形。而且还掌握四则运算、平方、立方和求立方根、平方根的法则,能解有3个未知数的方程 。
他们求出的圆周率为3, 并得出直角三角形的勾+股=弦的定理。在建筑和雕刻方面,古巴比伦人也有所发展。《汉谟拉比法典》石柱柱头浮雕技法已经比较熟练,线条朴实有力。
Ⅸ 为什么所有的文明中的数学都是十进制的
人类算数采用十进制,可能跟人类有十根手指有关。亚里士多德称人类普遍使用十进制,只不过是绝大多数人生来就有10根手指这样一个解剖学事实的结果。实际上,在古代世界独立开发的有文字的记数体系中,除了巴比伦文明的楔形数字为60进制,玛雅数字为20进制外,几乎全部为十进制。只不过,这些十进制记数体系并不是按位的。
Ⅹ 文明之一的古代巴比伦,为什么选择60这个数作为进制
因为度数起源于天文学,从地球上观察,太阳在黄道上日行一度,365.25天一年一圈,为了方便计算,讲圆形定位360度,一年四季各有90度,每个月占30度.因此有了30
60 90 180 360这样的数据.另外等边三角形的每个角都是60度,是一个完美图形.埃及金字塔的每个三角形就是等边三角形.
对于这个人们有两种见解:
一种见解:
巴比伦人最初以360天为一年,将圆周分为360度,而圆内接正六边形的每边都等于圆的半径,每边所对的圆心角恰好等于60度,60进制由此而生.
另一种见解则认为,从出土的泥板上可知,巴比伦人早就知道一年有365天.他们选择60进制是因为60是许多常用数(比如2、3、4、5、6、10……)的倍数.特别是60=12×5,其中12是一年的月份数,5是一只手的手指数.