
自然数的源起
自从人类历史开始,数学和诗歌这两大领域便相伴相随,堪称最古老的发明。诗歌的起源或许可以追溯至祈求丰收的,而数学的诞生则与牧人计算家畜数量息息相关。
(图片源自网络)
为了满足生存的需求,人类逐渐形成了明确的正整数概念:1、2、3、……这些正的整数统称为自然数。自然数的名称似乎暗示着它们与大自然的紧密联系。
在古代,由于牲畜的财产极为重要,人们在描述同一数量的不同对象时,所使用的量词也有所不同。例如在古英语中,有team of horses(共同工作的两匹马)、yoke of oxen(一对牛)、span of mules(两匹骡)等表达。随着时间推移,这些量词中只剩下“pair”较为常用。而汉语中的量词变化更为丰富,许多至今仍然保留。
经过无数的生活经验和社会实践,人类才从其中抽象出共质,比如数字2,这意味着自然数的诞生。对此,英国哲学家罗素(Russell,1872-1970)指出,当人们意识到一对雏鸡和两天之间存在共同之处时,数学就开始萌芽。
但在我们看来,数学的真正诞生可能要稍晚一些。当我们从“3只鸡蛋加2只等于5只”等实际生活中抽象出“3+2=5”的概念时,数学才真正形成。也就是说,在我们掌握了自然数的加法和减法运算之后,数学才开始蓬展,这个时间可能比罗素所定义的要晚上几千年。
为了进行更广泛深入的数字交流,人们需要将计数方法系统化。世界各地的和原始部落不约而同地采用了一种计数方法:以从1开始的若干连续自然数为基数,通过它们的组合来表示更大的数。这就是所谓的进位制。有记录的基数包括2、3、4、5、8、9、10、12、16、20和60等。
古希腊哲学家亚里士多德的说法深,由于“人生来具有10个手指”这一解剖事实,10进制得以广泛采纳。
接下来是0的出现和记录。在19世纪印度出土的“巴克沙利手稿”中,记载了公元前后数个世纪的耆那教数学,其中包含了完整的10进制数,以及用实心点表示的零。到了9世纪,印度人开始用圆圈0替代实心点。此后,0与其他9个数字记号一起,经传到西方,再传遍整个世界,被称为数字。
那么,古代是如何表示0的呢?在古代的算筹计数法中,空位被用来表示0。后续还将深入探讨自然数,揭示其中的规律和奥秘。
