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趣味數(shù)學(xué):整數(shù)的誕生

來(lái)源:石家莊奧數(shù)網(wǎng)整理 2011-09-27 12:58:42

智能內(nèi)容

  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(shù)數(shù)呢。她伸出一個(gè)手指問(wèn):“這是幾呀?”正在咿呀學(xué)語(yǔ)的小孩望了望媽媽,答道:“一”。媽媽伸出了兩個(gè)手指問(wèn):“這是幾呀?”小孩想了想答道:“二”。媽媽又伸出三個(gè)手指,小孩猶豫了好一陣,回答:“三。”再伸四個(gè)手指時(shí),小孩答不出來(lái)了。在這個(gè)小孩看來(lái),那些手指實(shí)在太多了,他已經(jīng)數(shù)不清了。其實(shí),能數(shù)到三,對(duì)一個(gè)黃口孺子來(lái)說(shuō),已經(jīng)很不簡(jiǎn)單了。

  要知道,學(xué)會(huì)數(shù)數(shù),那可是人類經(jīng)過(guò)成千上萬(wàn)年的奮斗才得到的結(jié)果。如果我們穿過(guò)“時(shí)間隧道”來(lái)到二、三百萬(wàn)年前的遠(yuǎn)古時(shí)代,和我們的祖先——類人猿在一起,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)他們根本不識(shí)數(shù),他們對(duì)事物只有“有”與“無(wú)”這兩個(gè)數(shù)學(xué)概念。類人猿隨著直立行走使手腳分工,通過(guò)勞動(dòng)逐步學(xué)會(huì)使用工具與制造工具,并產(chǎn)生了簡(jiǎn)單的語(yǔ)言,這些活動(dòng)使類人猿的大腦日趨發(fā)達(dá),最后完成了由猿向人的演化。這時(shí)的原始人雖沒(méi)有明確的數(shù)的概念,但已由“有”與“無(wú)”的概念進(jìn)化到“多”與“少”的概念了。“多少”比“有無(wú)”要精確。這種概念精確化的過(guò)程最后就導(dǎo)致“數(shù)”的產(chǎn)生。

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

  又經(jīng)過(guò)了很長(zhǎng)的時(shí)間,原始人終于從一頭野豬,一只老虎,一把石斧,一個(gè)人,……這些不同的具體事物中抽象出一個(gè)共同的數(shù)字——“1”。數(shù)“1”的出現(xiàn)對(duì)人類來(lái)說(shuō)是一次大的飛躍。人類就是從這個(gè)“1”開始,又經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間的努力,逐步地?cái)?shù)出了“2”、“3”……,對(duì)于原始人來(lái)說(shuō),每數(shù)出一個(gè)數(shù)(實(shí)際上就是每增加一個(gè)專用符號(hào)或語(yǔ)言)都不是簡(jiǎn)單的事。直到本世紀(jì)初,人們還在原始森林中發(fā)現(xiàn)一些部落,他們數(shù)數(shù)的本領(lǐng)還很低。例如在一個(gè)馬來(lái)人的部落里,如果你去問(wèn)一個(gè)老頭的年齡,他只會(huì)告訴你:“我8歲”。這是怎么回事呢?因?yàn)樗麄冞不會(huì)數(shù)超過(guò)“8”的數(shù)。對(duì)他們來(lái)說(shuō),“8”就表示“很多”。有時(shí),他們實(shí)在無(wú)法說(shuō)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(guó)古代也曾發(fā)生并在古漢語(yǔ)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(shuō)明,在一段時(shí)期內(nèi),“九”曾用于表示“很多”的意思。

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

  1,2,3,4,……,10,11,12,……

  這就是自然數(shù)列。

  可能由于古人覺(jué)得,打了一只野兔又吃掉,野兔已經(jīng)沒(méi)有了,“沒(méi)有”是不需要用數(shù)來(lái)表示的。所以數(shù)“0”出現(xiàn)得很遲。換句話說(shuō),零不是自然數(shù)。

  后來(lái)由于實(shí)際需要又出現(xiàn)了負(fù)數(shù)。我國(guó)是最早使用負(fù)數(shù)的國(guó)家。西漢(公元前二世紀(jì))時(shí)期,我國(guó)就開始使用負(fù)數(shù)。《九章算術(shù)》中已經(jīng)給出正負(fù)數(shù)運(yùn)算法則。人們?cè)谟?jì)算時(shí)就用兩種顏色的算籌分別表示正數(shù)和負(fù)數(shù),而用空位表示“0”,只是沒(méi)有專門給出0的符號(hào)。“0”這個(gè)符號(hào),最早在公元五世紀(jì)由印度人阿爾耶婆哈答使用。

  到這時(shí)候,“整數(shù)”才完整地出現(xiàn)了。

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