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【j2开奖】数的起源——从计数到十进制|周末读书(3)

时间:2016-11-27 19:35来源:118图库 作者:j2开奖直播 点击:
这对于几何学就成了一个问题,特别是在量度事物时成了问题。希腊人解决这个问题,很关键地依赖比的概念。同一类的量有比,而且还允许这个比等于两

  这对于几何学就成了一个问题,特别是在量度事物时成了问题。希腊人解决这个问题,很关键地依赖比的概念。同一类的量有比,而且还允许这个比等于两个另一类的量的比,两个比要相等,这要用到欧多克索斯(Eudoxus)的比例理论,而这个理论是希腊几何学里最重要最深刻的思想之一。所以,例如希腊人不说有一个数叫做π,因为π对于他们并不是一个数,他们的说法是:“一个圆(的面积)与立在它的半径上的正方形的面积之比,等于这个圆的圆周与直径之比”。注意,这两个比,前一个是两个面积的比,后一个是两个长度的比。(面积和长度则是不同类的量)在希腊数学中,数π并没有特别的名字,但是希腊人把它与数的比加以比较,阿基米德指出,它略小于22对7之比,略大于223与71之比。

  这种做法在我们看来很笨拙,但是希腊人用得很好。此外,能够把许许多多的量组织到不同的类别(线段、角、曲面等等)里去,这样的想法在哲学上很令人满意:同一类的量可以用比来互相关联起来,各种各样的比又可以互相比较,这些都是发生在我们意念中的事物。这是一种“理”或者叫“道”,所以,不论在希腊文中还是在拉丁文中,比这个词和表示“理由”或“解释”的词是一样的(在希腊文中,这个词是logos,在拉丁文中是ratio)。无理数,英语作irrational,其中的“irrational”一词(希腊文作alogos)从一开始,就既可以表示“没有比”,也可以表示“没有道理”。

  这种一丝不苟的理论系统不可避免地与实际量度例如长度、角度等日常需要脱节。天文学家还是继续用他们的六十进位制近似,画地图的人和其他科学家也还是我行我素。当然也有“漏网之鱼”,公元1世纪亚历山大里亚的海伦(Heron of Alexandria)就写过一本书,读起来似乎是想把理论家的发现用于实际的量度。例如,推荐用22/7作为π的近似值应该归功于他(很可能,他之所以选用阿基米德的上界,是因为它是一个比较简单的数)。然而,在理论数学里,数和其他种类的量的区别仍然很坚固。

  古希腊时期以后,我们可以看到,在西方超过1500年的历史中,有两个主要的主题:第一,希腊人把量分为不同的种类,这种划分慢慢地被废除了;第二,为了做到这一点,数的概念一再地被推广。

  

  十进位值

  表示完整的数的系统最终要归功于印度次大陆的数学家。公元5世纪前(说不定还要早很多),印度人创造了九个符号来表示一到九这些数,还应用这些数的位置来表示它们的真的值。这样,在个位上的3就表示三,而在十位上的3则表示三十。这当然也就是现在仍然在应用的;虽然符号已经变了,但是原理未变。大约同时,还发展了定位记号来表示空位,这个记号最终就演化为零。

  印度天文学广泛地应用正弦,而正弦几乎从来不是完整的数。为了表示它们,使用了一种巴比伦式的六十进位系统,即每一个六十进位的数码都用十进位系统来表示。这样,“三十三和一象限”就可以写成331,15’就是33个单位加上15“分”(“分”是六十进制的概念,就是六十分之一)。

  十进位值的记数法很早就由印度传到伊斯兰世界。在9世纪的巴格达新建立的哈里发,有一个叫做“阿尔·花拉子米”的人写了一本论印度式记数法的书,就“用了九个符号”。几个世纪以后,阿尔·花拉子米的书被译成了拉丁文,(书名《印度计算术》(Algoritmi de Numero Indorum)。此书中世纪后期在欧洲如此流行,以至于十进位制记数法时常就被叫做“algorism”,其实就是Algoritmi,即阿尔·花拉子米。算法一词也就是由此来的。

  最值得我们注意的是,在阿尔·花拉子米的书中,零仍然处于特殊的地位。它是一个定位记号,而不是一个数。但是,一旦有了一个记号,而且我们又用它来做算术,定位记号和数的区别很快就消失了。要做多位数的加法和乘法,就需要知道怎样用零去加、去乘。就这样“无”也就慢慢地变成了一个数。

  像大多的数学概念那样,它们的演进或由于偶然,或由于需要,或由于稀奇,或由于探索的需求,而游刃于某个思维领域。

  以上内容摘自《普林斯顿数学指南(全3卷)》第一卷的第Ⅱ部分:现代数学的起源

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(责任编辑:本港台直播)
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