发明使用0和负数
我国是世界上公认的“0”的故乡。在数学史上,“0”的发明和使用是费了一番周折的。我国发明和使用“0”,对世界科学作出了巨大的贡献。
在商业活动和实际的生活当中,由于“0”不能正确表示出商人付出的钱数和盈利得来的钱数,因而又出现了负数。从古至今,负数在日常生活中有非常重要的作用。
在我国的数字文化中,某一数字的涵义或隐意,往往与它的谐音字有关。在长期使用“0”的过程中,人们同样赋予“0”许多文化内涵。
“0”的象形为封闭的圆圈,在我国古代哲学中,它象征着周而复始的循环或空白、起始点、空无。
在自然序列数字中,“0”表示现在,负数表示过去,正数表示将来。在一个正整数的后面加一个“0”,便增加10倍,用“0”乘任何一个数其结果都为“0”,用“0”去除任何一个数其结果就变得不可思议。
零的发音含有萧杀之意。传说时代的舜帝便死于零陵;古代家人散失,要写寻人帖并悬于竿上,随风摇曳,故名“零丁”;秋风肃杀,草坠曰零,叶坠为落,合称为“零落”,又指人事之衰谢、亲友之逝去。
零的发音也与灵相同,选择“0”来表示零,可能含有神灵的神秘意义。零星又称作“灵星”,即“天田星”,或龙星座的“左角之小星”,主管谷物之丰欠,是后稷在天上的代表。我国汉代时曾设有灵星祠。
我国是世界上最早发明和使用“0”的国家。从“0”开始,深入到数字王国,其中充满着古人的智慧,值得一说的事情无穷无尽。
其实,“0”的产生经历了一个漫长的人过程。远古时候,人们靠打猎为生,由于当时计数很困难,打回来的猎物没有一个明确的数表示,常常引出许多的麻烦。
在这种情况下,人们迫切需要“0”这个数字的问世。但是,当时却没有发现能代表“什么也没有”的空位符号。
到了我国最早的诗歌总集《诗经》成书时,其中就有“0”的记载。《诗经》大约成书于西周时期,在当时的语义里,“0”原本指“暴风雨末了的小雨滴”,它被借用为整数的余数,即常说的零头,有整有零、零星、零碎的意思。
据考证,“0”这个符号表示“没有”和应用到社会中,是从我国古书中缺字用“□”符号代替演变而来。至今,人们在整理出版一些文献资料档案中遇到缺字时,仍用“□”这个符号代替,表示空缺的意思。
我国古代的历书中,用“起初”和“开端”来表示“加”。古书里缺字用“□”来表示,数学上记录“0”时也用“□”来表示。
这种记录方式,一方面为了把两者区别开来,更重要的是,由于我国古代用毛笔书写。用毛笔写“0”比写“□”要方便得多,所以0逐渐变成按逆时针方向画的圆圈“0”,“0”也就这样诞生了。
至魏晋时期数学家刘徽注《九章算术》时,已经把“0”作为一个数字,含有初始、端点、本源的意思。有了“0”这个表示空位的符号后,数学计数就变得方便、简捷。
我国古代筹算亦有“凡算之法,先识其位”的说法,以空位表示“0”;后来的珠算空档也表示“0”,被称为金元数字,以视珍重。
另外,据说“0”是印度人首先发明的。最初,印度人在使用十进位值记数法时,是用空格来表示空位的,后来又以小点来表示,最后才用扁圆“0”来表示。
事实上,直至16世纪时,欧洲才逐渐采用按逆时针方向画“0”。因此,国际友人称誉我国是“0”的故乡。
阿拉伯数字从西方传入我国的时候,大约是在宋元时期,我国的“0”已经使用2000年左右的时间了。可见我国是世界上最早发明和使用“0”的国家。
我国发明和使用“0”,对世界科学作出了巨大的贡献。“0”自从一出现就具有非常旺盛的生命力,现在,它广泛应用于社会的各个领域。
在数学里,小于“0”的数称为“负数”。在古代商业活动和实际的生活当中,“0”仍不能正确表示出商人付出的钱数和盈利得来的钱数,因而又出现了负数。
我国古代劳动人民早在公元前2世纪就认识到了负数的存在。人们在筹算板上进行算术运算的时候,一般用黑筹表示负数,红筹表示正数。或者是以斜列来表示负数,正列表示正数。
此外,还有一种表示正负数的方法是用平面的三角形表示正数,矩形表示负数。
据考古学家考证,在《九章算术》的《方程》篇中,就提出了负数的概念,并写出了负数加减法的运算法则。此外,我国古代的许多数学著作甚至历法都提到了负数和负数的运算法则。
南宋时期的秦九韶在《数术九章算术》一书中记载有关于作为高次方程常数项的结果“时常为负”。
杨辉在《详解九章算术算法》一书中,把“益”、“从”、“除”和“消”分别改为了“加”与“减”,这更加明确了正负与加减的关系。
元代数学家朱世杰在《算学启蒙》一书中,第一次将“正负术”列入了全书的《总括》之中,这说明,那时的人们已经把正负数作为一个专门的数学研究科目。
在这本书中,朱世杰还写出了正负数的乘法法则,这是人们对正负数研究迈出的新的一步。
我国人对正负数的认识不但比欧洲人早,而且也比古印度人早。印度开始运用负数的年代比我国晚700多年,直至630年。印度古代著名的大数学家婆罗摩笈多才开始使用负数,他用小点或圆圈来表示负号。而在欧洲,人们认识负数的年代大约比我国晚了1000多年。
相比之下,我国古代的许多著名数学家不但对负数的认识在世界上最早,而且还对负数了解得最透彻、最深刻。
现在,全世界的人类都已经承认了负数的存在,并广泛运用负数,解决了原来的许多疑难问题。
负数概念的提出,以及和它相应建立的加减乘除法则,是中华民族对数学研究所作出的又一项巨大贡献。
[旁注]
舜帝 是我国传说历史中的人物,是五帝之一。名重华;生于姚墟,故姚姓,冀州人,都城在蒲阪,即现在的山西永济。舜为四部落联盟首领,以受尧的“禅让”而称帝于天下,其国号为“有虞”。帝舜、大舜、虞帝舜、舜帝皆虞舜之帝王号,故后世以“舜”简称之。
后稷 周的始祖名弃,出生于稷山,即现在的山西运城稷山县。母为帝喾高辛氏元妃有邰女姜嫄,出生于古邰城,即陕西武功县西南。曾经被尧举为“农师”,被舜命为后稷。后稷儿童时好种树麻、菽,成人后,好耕农,相地之宜,善种谷物稼穑,民皆效法。
金元数字 我国古代将“0”叫做金元数字,意即极为珍贵的数字。0是极为重要的数字,在我国很早便有0这个数字很多文献都有记载。0的发现被称为人类伟大的发现之一。
[阅读链接]
阿拉伯数字传入我国,大约在宋元时期。当时蒙古帝国的势力远及欧洲,元统一全国后,和欧洲交往频繁,阿拉伯数字便通过西域通道传入我国。
我国古代有一种数字叫“筹码”,写起来比较方便,所以阿拉伯数字当时在我国没有得到及时的推广运用。过了六七百年,直至20世纪初清代朝廷推行新政,国人才开始比较普遍地使用阿拉伯数字,并逐渐成为人们学习、生活和交往中最常用的数字。
这个史实说明,我国是世界上最早发明和使用“0”的国家。