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十进制:中国古代最被低估的发明,中世纪传入欧洲成现代数学基础

2024-04-28科学

为啥全世界不同文明都不约而同采用了十进制?

有人觉得这还不简单, 因为人有十根手指呗!

但实际上并非如此, 现代数学基础的十进位计数法,是由中国人发明,十三世纪才经由印度、阿拉伯传入欧洲。

很多人认为阿拉伯数字催生了西方数学的大发展,却不知 十进制才是这一切的基础

正因如此,十进制被认为是认为是「中国古代最被低估的发明」之一。

那么,中国人究竟什么时候发明了十进制,又是如何传播到欧洲影响世界的呢?

古代最科学的计数法

个、十、百、千、万、十万、百万、千万、亿……

人类为何痴迷于「10」的倍数?

科学家对此莫衷一是,一种说法认为可能是因为人类有十根手指,在数数时只能数到10。

现在人类最常使用的10进制计数法,就是逢10进位,用0到9这10个数字,表示复杂的数。

比如「32」就表示 3×10+2

而汉语读起来就是「三十二」意为 「三十加二」

发现没,汉语对数字的表达就是十进制!

这不是巧合,因为现代通用的 十进位值制 就是中国人发明。

甲骨文数字

世界各大文明不约而同发现了十进制,比如古埃及。

但古埃及却未能发明进位制,他们创造了代表一、十、一百、一千的象形文字,却未能发明二、三、……九这几个数字。

古埃及数字

这就造成一个非常现实的问题, 古埃及表示数字极其麻烦 ,比如表示138这个数字,就得写1个「百」3个「十」8个「1」。

不仅是古埃及,古罗马同样使用这样的记数方法。

繁琐的记数方法,限制了古埃及和古罗马数学,尤其是数论的发展。

两河流域 巴比伦文明 ,取得了举世瞩目的数学成就,却使用 六十进位值制

天文历法极其先进的 玛雅人 ,使用的是 二十进位值制

发明了阿拉伯数字的印度人,直到 公元5世纪前后 才发明十进位值制。

而我们中国,公元前5世纪的春秋时代,十进位值制就已经普及,至少领先印度一千年。

实际上,中国十进制远早于春秋,距今 3400年 的殷墟甲骨文中,就出现了「三百又四十八」等数字的记载。

中国人很早就意识到,使用 「零」、「一」、「二」……「九」 这十个数字,就能组合成复杂的整数。

西方学者将这种记数称为 「乘法分群数系」 ,也是现代位值制计数法的基本原理。

十进位值制是中国古代划时代的发明。

凭借领先世界千年的记数方法,中国至少在 商代 就出现加 减乘除四则运算 ,春秋时期 「九九歌」 就已经问世并流传至今。

中国古代数学曾长时间领先世界,比如 【九章算术】 就有关于多元一次方程组的解法,比欧洲早 1300多年

刘徽率先提出 负数 概念,比西方早了800年;

祖冲之计算的 圆周率 ,领先世界1000年;

祖冲之

秦九韶首次系统求解 一次同余式 ,领先西方500年;

朱世杰首次提出 多元高次方程 ,领先西方400年……

那么,中国人发明的十进位值制又是如何传到西方的呢?

十进位值制如何走向世界

很多人认为古代欧洲数学非常先进,这其实是一个错觉。

准确来说 古代西方数学强于几何,而非计算, 比如欧几里得的【几何原理】。

此后1000多年的时间中,欧洲数学几乎原地踏步,没有明显进步,中世纪使用的课本还是古希腊时期的【算数入门】。

中世纪数学

而中国此时数学已经非常成熟,印度也已经发明的1、2.3……9这九个数字。

魏晋南北朝时期,中国佛教繁盛,大量高僧前往印度,将中国先进的记数方法带入了印度。

之后,印度数字和中国的十进制计数法由传到了阿拉伯地区,并开始向欧洲传播,被称为「阿拉伯数字」。

公元十三世纪 ,意大利数学家 斐波那契 从阿拉伯商人学会了使用阿拉伯数字,并向阿拉伯数学家系统性学习求教。

于1202年写 【计算之书】 ,正式介绍阿拉伯数字巨大的使用价值。

自此,阿拉伯数字和十进制开始系统性传入欧洲。

再加中国 造纸术 活字印刷术 传入欧洲,十进制这一先进的数学思想开始在欧洲广泛传播。

从很多细节都能看出欧洲人此前十进制并不流行。

现代世界通用语的英语却并不「先进严谨」,深受日耳曼语、拉丁语、北欧语、法语等语言的影响,是多种语言「混杂」的结果,因此保留了很多 十二进制 的影子。

比如1磅等于12盎司;1英尺等于12英寸;6个叫做「半打」;12个叫「一打」,13个叫「长打」,而这都是 古罗马 的记数习惯。

同时英语中同样保留了 「二十进制 」的特征,1英镑等于20先令,1先令等于12便士。

中世纪欧洲的货币,基本都采用了1比12或1比20的进制。

李约瑟

英国科学史学家李约瑟就曾断言:「在西方后来所习见的‘印度数字’的背后,位值制早已在中国存在了两千年。」

中国人发明的十进制,为人类发展做出了无可估量的贡献,重要程度不亚于「四大发明」。

除了十进制,中国人还率先发明了 二进制 ,兼用 十六进制 ,我们常说的「半斤八两」就体现了这一点。

中国古人的智慧令人赞叹,我们应当充满自豪!

对此,您有什么看法?欢迎留言讨论。

参考信息源:

[1]公众号无言的数学【进位制的发明——中国的十进制】2018.04.24

[2]央视网【清华简【算表】入选吉尼斯世界纪录 为最早十进制计算器】

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