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數數的故事:談談記數法

來源:網絡 文章作者:匿名 2009-02-16 15:29:13

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  我們再追溯到五千到八千年前看一看,這時,四大文明古國都早已從母系社會過渡到父系社會了,生產力的發展導致國家雛形的產生,生產規模的擴大則刺激了人們對大數的需要。比如某個原始國家組織了一支部隊,國王陛下總不能老是說:“我的這支戰無不勝的部隊共計有9名士兵!”于是,慢慢地就出現了“十”、“百”、“千”、“萬”這些符號。在我國商代的甲骨文上就有“八日辛亥允戈伐二千六百五十六人”的刻文。即在八日辛亥那天消滅敵人共計2656人。在商周的青銅器上也刻有一些大的數字。以后又出現了“億”、“兆”這樣的大數單位。

  而在古羅馬,最大的記數單位只有“千”。他們用M表示一千。“三千”則寫成“MMM”。“一萬”就得寫成“MMMMMM-MMMM”。真不敢想象,如果他們需要記一千萬時怎么辦,難道要寫上一萬個M不成?

  總之,人們為了尋找記大數的單位是花了不少腦筋的。筆者幼時在農村讀私塾,私塾先生告訴我們這些懵懂頑童:“最大的數叫‘猴子翻跟斗’”。這位私塾先生可能認為孫悟空一個跟斗翻過去的路程是最最遠的,不能再遠了,所以完全可以用“猴子翻跟斗”來表示最大的數。在古印度,使用了一系列大數單位后,最后的最大的數的單位叫做“恒河沙”。是呀,恒河中的沙子你數得清嗎!

  然而,古希臘有一位偉大的學者,他卻數清了“充滿宇宙的沙子數”,那就是阿基米德。他寫了一篇論文,叫做《計沙法》,在這篇文章中,他提出的記數方法,同現代數學中表示大數的方法很類似。他從古希臘的最大數字單位“萬”開始,引進新數“萬萬(億)”作為第二階單位,然后是“億億”(第三階單位),“億億億”(第四階單位),等等,每階單位都是它前一階單位的1億倍。

  阿基米德的同時代人、天文學家阿里斯塔克斯曾求出地球到天球面距離10,000,000,000斯塔迪姆(1斯塔迪姆=188米),這個距離當然比現在我們所認識的宇宙要小得多,這才僅僅是太陽到土星的距離。阿基米德假定這個“宇宙”里充滿了沙子。然后開始計算這些沙子的數目。最后他寫道:

  “顯然,在阿里斯塔克斯計算出的天球里所能裝入的沙子的粒數,不會超過一千萬個第八階單位。”如果要把這個沙子的數目寫出來,就是10,000,000×(100,000,000)7或者就得在1后邊寫上63個0:1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000。這個數,我們現在可以把它寫得簡單一些:即寫成1×1063。而這種簡單的寫法,據說是印度某個不知名的數學家發明的。

  現在,我們還可更進一步把這種方法推廣到記任何數,例如:32,000,000就可記為3.2×107,而0.0000032則可記為3.2×10-6。這種用在1與10間的一個數乘以10的若干次冪的記數方法就是“科學記數法”。這種記數法既方便,又準確,又簡潔,還便于進行計算,所以得到了廣泛的使用。

 

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