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十進制:中國古代最被低估的發明,中世紀傳入歐洲成現代數學基礎

2024-04-28科學

為啥全世界不同文明都不約而同采用了十進制?

有人覺得這還不簡單, 因為人有十根手指唄!

但實際上並非如此, 現代數學基礎的十進位計數法,是由中國人發明,十三世紀才經由印度、阿拉伯傳入歐洲。

很多人認為阿拉伯數碼催生了西方數學的大發展,卻不知 十進制才是這一切的基礎

正因如此,十進制被認為是認為是「中國古代最被低估的發明」之一。

那麽,中國人究竟什麽時候發明了十進制,又是如何傳播到歐洲影響世界的呢?

古代最科學的計數法

個、十、百、千、萬、十萬、百萬、千萬、億……

人類為何癡迷於「10」的倍數?

科學家對此莫衷一是,一種說法認為可能是因為人類有十根手指,在數數時只能數到10。

現在人類最常使用的10進制計數法,就是逢10進位,用0到9這10個數碼,表示復雜的數。

比如「32」就表示 3×10+2

而漢語讀起來就是「三十二」意為 「三十加二」

發現沒,漢語對數碼的表達就是十進制!

這不是巧合,因為現代通用的 十進位值制 就是中國人發明。

甲骨文數碼

世界各大文明不約而同發現了十進制,比如古埃及。

但古埃及卻未能發明進位制,他們創造了代表一、十、一百、一千的象形文字,卻未能發明二、三、……九這幾個數碼。

古埃及數碼

這就造成一個非常現實的問題, 古埃及表示數碼極其麻煩 ,比如表示138這個數碼,就得寫1個「百」3個「十」8個「1」。

不僅是古埃及,古羅馬同樣使用這樣的記數方法。

繁瑣的記數方法,限制了古埃及和古羅馬數學,尤其是數論的發展。

兩河流域 巴比倫文明 ,取得了舉世矚目的數學成就,卻使用 六十進位值制

天文歷法極其先進的 瑪雅人 ,使用的是 二十進位值制

發明了阿拉伯數碼的印度人,直到 公元5世紀前後 才發明十進位值制。

而我們中國,公元前5世紀的春秋時代,十進位值制就已經普及,至少領先印度一千年。

實際上,中國十進制遠早於春秋,距今 3400年 的殷墟甲骨文中,就出現了「三百又四十八」等數碼的記載。

中國人很早就意識到,使用 「零」、「一」、「二」……「九」 這十個數碼,就能組合成復雜的整數。

西方學者將這種記數稱為 「乘法分群數系」 ,也是現代位值制計數法的基本原理。

十進位值制是中國古代劃時代的發明。

憑借領先世界千年的記數方法,中國至少在 商代 就出現加 減乘除四則運算 ,春秋時期 「九九歌」 就已經問世並流傳至今。

中國古代數學曾長時間領先世界,比如 【九章算術】 就有關於多元一次方程式組的解法,比歐洲早 1300多年

劉徽率先提出 負數 概念,比西方早了800年;

祖沖之計算的 圓周率 ,領先世界1000年;

祖沖之

秦九韶首次系統求解 一次同余式 ,領先西方500年;

朱世傑首次提出 多元高次方程式 ,領先西方400年……

那麽,中國人發明的十進位值制又是如何傳到西方的呢?

十進位值制如何走向世界

很多人認為古代歐洲數學非常先進,這其實是一個錯覺。

準確來說 古代西方數學強於幾何,而非計算, 比如歐幾裏得的【幾何原理】。

此後1000多年的時間中,歐洲數學幾乎原地踏步,沒有明顯進步,中世紀使用的課本還是古希臘時期的【算數入門】。

中世紀數學

而中國此時數學已經非常成熟,印度也已經發明的1、2.3……9這九個數碼。

魏晉南北朝時期,中國佛教繁盛,大量高僧前往印度,將中國先進的記數方法帶入了印度。

之後,印度數碼和中國的十進制計數法由傳到了阿拉伯地區,並開始向歐洲傳播,被稱為「阿拉伯數碼」。

公元十三世紀 ,意大利數學家 斐波那契 從阿拉伯商人學會了使用阿拉伯數碼,並向阿拉伯數學家系統性學習求教。

於1202年寫 【計算之書】 ,正式介紹阿拉伯數碼巨大的使用價值。

自此,阿拉伯數碼和十進制開始系統性傳入歐洲。

再加中國 造紙術 活字印刷術 傳入歐洲,十進制這一先進的數學思想開始在歐洲廣泛傳播。

從很多細節都能看出歐洲人此前十進制並不流行。

現代世界通用語的英語卻並不「先進嚴謹」,深受日耳曼語、拉丁語、北歐語、法語等語言的影響,是多種語言「混雜」的結果,因此保留了很多 十二進制 的影子。

比如1磅等於12盎司;1英尺等於12英寸;6個叫做「半打」;12個叫「一打」,13個叫「長打」,而這都是 古羅馬 的記數習慣。

同時英語中同樣保留了 「二十進制 」的特征,1英鎊等於20先令,1先令等於12便士。

中世紀歐洲的貨幣,基本都采用了1比12或1比20的進制。

李約瑟

英國科學史學家李約瑟就曾斷言:「在西方後來所習見的‘印度數碼’的背後,位值制早已在中國存在了兩千年。」

中國人發明的十進制,為人類發展做出了無可估量的貢獻,重要程度不亞於「四大發明」。

除了十進制,中國人還率先發明了 二進制 ,兼用 十六進制 ,我們常說的「半斤八兩」就體現了這一點。

中國古人的智慧令人贊嘆,我們應當充滿自豪!

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參考資訊源:

[1]公眾號無言的數學【進位制的發明——中國的十進制】2018.04.24

[2]央視網【清華簡【算表】入選吉尼斯世界紀錄 為最早十進制小算盤】

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