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趣味數學:整數的誕生

來源:西安奧數網整理 2011-09-21 15:45:57

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公共汽車上,有一位年輕的媽媽抱著她的小寶寶坐在車窗邊,她正在教她的小寶寶數數呢。她伸出一個手指問:“這是幾呀?”正在咿呀學語的小孩望了望媽媽,答道:“一”。媽媽伸出了兩個手指問:“這是幾呀?”小孩想了想答道:“二”。媽媽又伸出三個手指,小孩猶豫了好一陣,回答:“三。”再伸四個手指時,小孩答不出來了。在這個小孩看來,那些手指實在太多了,他已經數不清了。其實,能數到三,對一個黃口孺子來說,已經很不簡單了。

要知道,學會數數,那可是人類經過成千上萬年的奮斗才得到的結果。如果我們穿過“時間隧道”來到二、三百萬年前的遠古時代,和我們的祖先——類人猿在一起,我們會發現他們根本不識數,他們對事物只有“有”與“無”這兩個數學概念。類人猿隨著直立行走使手腳分工,通過勞動逐步學會使用工具與制造工具,并產生了簡單的語言,這些活動使類人猿的大腦日趨發達,最后完成了由猿向人的演化。這時的原始人雖沒有明確的數的概念,但已由“有”與“無”的概念進化到“多”與“少”的概念了。“多少”比“有無”要精確。這種概念精確化的過程最后就導致“數”的產生。

上古的人類還沒有文字,他們用的是結繩記事的辦法(《周易》中就有“上古結繩而治,后世圣人,易之以書契”的記載)。遇事在草繩上打一個結,一個結就表示一件事,大事大結,小事小結。這種用結表事的方法就成了“符號”的先導。長輩拿著這根繩子就可以告訴后輩某個結表示某件事。這樣代代相傳,所以一根打了許多結的繩子就成了一本歷史教材。本世紀初,居住在琉球群島的土著人還保留著結繩記事的方法。而我國西南的一個少數民族,也還在用類似的方法記事,他們的首領有一根木棍,上面刻著的道道就是用于記事的。

又經過了很長的時間,原始人終于從一頭野豬,一只老虎,一把石斧,一個人,……這些不同的具體事物中抽象出一個共同的數字——“1”。數“1”的出現對人類來說是一次大的飛躍。人類就是從這個“1”開始,又經過很長一段時間的努力,逐步地數出了“2”、“3”……,對于原始人來說,每數出一個數(實際上就是每增加一個專用符號或語言)都不是簡單的事。直到本世紀初,人們還在原始森林中發現一些部落,他們數數的本領還很低。例如在一個馬來人的部落里,如果你去問一個老頭的年齡,他只會告訴你:“我8歲”。這是怎么回事呢?因為他們還不會數超過“8”的數。對他們來說,“8”就表示“很多”。有時,他們實在無法說清自己的年齡,就只好指著門口的棕櫚樹告訴你:“我跟它一樣大。”

這種情況在我國古代也曾發生并在古漢語中留下了痕跡。比如“九霄”指天的極高處,“九派”泛指江河支流之多,這說明,在一段時期內,“九”曾用于表示“很多”的意思。

總之,人類由于生產、分配與交換的需要,逐步得到了“數”,這些數排列起來,可得

1,2,3,4,……,10,11,12,……

這就是自然數列。

可能由于古人覺得,打了一只野兔又吃掉,野兔已經沒有了,“沒有”是不需要用數來表示的。所以數“0”出現得很遲。換句話說,零不是自然數。

后來由于實際需要又出現了負數。我國是最早使用負數的國家。西漢(公元前二世紀)時期,我國就開始使用負數。《九章算術》中已經給出正負數運算法則。人們在計算時就用兩種顏色的算籌分別表示正數和負數,而用空位表示“0”,只是沒有專門給出0的符號。“0”這個符號,最早在公元五世紀由印度人阿爾耶婆哈答使用。

到這時候,“整數”才完整地出現了。

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