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10進(jìn)制

為什么我們都是用“十進(jìn)制”,而不是其它,如“六或八進(jìn)制”?是因?yàn)槿祟愑惺竼??從古至今,我們使用的?jì)算進(jìn)制并非都用十進(jìn)制!周易六爻卦用的是六進(jìn)制,歷法中計(jì)年用的是十二進(jìn)制 。過(guò)去的老秤16兩為一斤,用的是16進(jìn)制,過(guò)去學(xué)的珠算(算盤)用的是五進(jìn)制 。圓和時(shí)間用的是60進(jìn)制 ?,F(xiàn)在擺酒席,大都是八個(gè)人為一桌,這就是八進(jìn)制 。電子計(jì)算機(jī)用的是二進(jìn)制(1+1=IO,10+1=11,11+1=100…) 。和這些進(jìn)制相比,十進(jìn)制用的既方便,也普遍 。在小學(xué)算術(shù)中,學(xué)生最先學(xué)的就是十進(jìn)制,說(shuō)用十進(jìn)制是因?yàn)槿擞惺傅恼f(shuō)法,我認(rèn)為并沒有什么科學(xué)根據(jù) 。雖然學(xué)前班老師用十指教學(xué)生十以內(nèi)加減法,是常有的事,但不能證明用十進(jìn)制與人的十指有必然的聯(lián)系!rr十進(jìn)制是不是與人有十指有關(guān)系?或許吧 。中外的科學(xué)史或數(shù)學(xué)史的學(xué)者們,認(rèn)為人類最早曾靠堆積石塊、木棍,以及擺弄指趾記數(shù)——只擺弄手指的,大概就逐漸形成了“十進(jìn)制”;連腳趾一起擺弄的,很可能就發(fā)展成了“20進(jìn)制” 。19世紀(jì)末和上個(gè)世紀(jì)初,學(xué)者們?cè)诎拇罄麃喭林四抢铮€見到過(guò)用指趾記數(shù)的情況,他們能夠計(jì)算的最大的數(shù)字,就是20 。在這之后,人們發(fā)展到“結(jié)繩記數(shù)”和“劃刻記數(shù)”的階段 。甲骨文中的“數(shù)”這個(gè)字,就是結(jié)繩的象形 。12世紀(jì)美洲的安第斯文化,也是靠結(jié)繩,能夠記憶龐大到數(shù)千的數(shù)字 ?!皠澘逃洈?shù)”也很普遍,中國(guó)考古中發(fā)現(xiàn)最多的,是骨片和石片上用以計(jì)數(shù)的劃痕 。用十根手指記數(shù),是不是“十進(jìn)制”產(chǎn)生的最關(guān)鍵因素呢?未必 。什么是“數(shù)”,現(xiàn)在的定義是——人類認(rèn)識(shí)、分析和描述世界的基本手段之一 。在“數(shù)”的基礎(chǔ)上,又有了“數(shù)系”這個(gè)概念——即“圍繞著確定的符號(hào)和運(yùn)算的規(guī)則而建立的,為人類活動(dòng)數(shù)量化所必須的系統(tǒng)” 。當(dāng)然,這些,都是近現(xiàn)代的概念 。“十進(jìn)制”,是一種“數(shù)系”——圍繞著確定的符號(hào)和運(yùn)算的規(guī)則而建立的一種系統(tǒng) 。在“數(shù)系”中,皆有其“基”,亦稱“記數(shù)根” ?!笆M(jìn)制”這一數(shù)系系統(tǒng)的“基”,或叫“記數(shù)根”,是“10”,漢字里是“十”,后來(lái)又大寫為“拾” 。(古印度哈拉巴記數(shù)符號(hào))“數(shù)系”中所謂的“基”,就是“進(jìn)位”的“基礎(chǔ)單位”和“基本原則” ?!笆M(jìn)制”的“基礎(chǔ)單位”是“十”;基本原則,就是“逢十進(jìn)一” 。這樣來(lái)看,就不僅僅是靠十個(gè)手指確定“十進(jìn)制”這么簡(jiǎn)單了 。其表明,古人對(duì)于“數(shù)”和“記數(shù)”的規(guī)律及規(guī)則,有了比較深入的認(rèn)識(shí)和“算計(jì)”——這是一種數(shù)學(xué)理論上的進(jìn)步 。中外學(xué)者都贊同,中國(guó)的“十進(jìn)制”,是獨(dú)立發(fā)展出來(lái)的 。但為何與其他國(guó)家,比如埃及和古印度,都采用了這種進(jìn)位法呢?原因大概并不全因?yàn)槭侨藗兌加惺?,古巴比倫人也有十指,但大多?shù)時(shí)候使用60進(jìn)位制,間或使用10進(jìn)位制 。羅馬人曾經(jīng)是5進(jìn)制 。主要還是因?yàn)椋笆M(jìn)制”更為簡(jiǎn)便和科學(xué) 。中外學(xué)者都認(rèn)為,中國(guó)在原始社會(huì)后期,已經(jīng)在使用“十進(jìn)制” ?!恫涣蓄嵃倏迫珪氛f(shuō),中國(guó)古代出現(xiàn)“十”這個(gè)符號(hào),是在約公元前2500年 。但無(wú)論如何,商代,中國(guó)已經(jīng)有了比較完整的“十進(jìn)制系統(tǒng)”,不僅在卜辭中經(jīng)常使用“十”這個(gè)數(shù)字,還有“百”“千”“萬(wàn)”等大數(shù)的專用字,目前發(fā)現(xiàn)的最大的數(shù)字是“三萬(wàn)” 。甲骨文中,用于記數(shù)的字,共十三個(gè),見下圖——從卜辭中可以看出,當(dāng)時(shí)記數(shù),采用一種乘法組合原則——將十、百、千、萬(wàn)作為單位詞,對(duì)十以上的數(shù)目,多用合文書寫 。例如,2656,記為——可見,當(dāng)時(shí)的“數(shù)”的計(jì)算,已經(jīng)進(jìn)入了相當(dāng)“精細(xì)”的階段 。所以說(shuō),世界上各國(guó)各地,之所以多采用“十進(jìn)制”,一定是以“數(shù)學(xué)”的發(fā)展為基礎(chǔ),以便于應(yīng)用為選擇標(biāo)準(zhǔn)的,而不單單只是因?yàn)槿擞惺?。后來(lái),數(shù)學(xué)進(jìn)一步發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn),不管什么進(jìn)制,都是遵循的“位值制”——即每種表示法中的每個(gè)數(shù)字的值,均依賴其在表示中所處的位置 。因此,任何一個(gè)自然數(shù)a,在確定一個(gè)大于1的自然數(shù)q作為基數(shù)時(shí),可以表示為如下公式——不僅“十進(jìn)制”、“二進(jìn)制”是這樣,“八進(jìn)制”、“十六進(jìn)制”也是這樣,只是把p=8或p=16加以替換即可 。但這個(gè)公式,唯一的要求是需要有“0”這個(gè)數(shù)字 。世界公認(rèn),這大概要?dú)w功于9世紀(jì)的花剌子模人,他們創(chuàng)造了“0”這個(gè)符號(hào),10世紀(jì)從傳播到整個(gè)歐洲 。中國(guó)最初沒有等同的符號(hào),采用空位的方式表示 。約在前200年前后的秦漢時(shí)期,中國(guó)形成了“籌算”的方法 。相關(guān)方法,《老子》和《孫子算法》等古籍均有記載 。“籌算”,是用橫豎進(jìn)行的工具來(lái)運(yùn)算——個(gè)位、百位、萬(wàn)位等用縱式;十位、千位、十萬(wàn)位等用橫式 。此時(shí)沒有“0”,仍用空位的方法表示 。1971年,曾在陜西千陽(yáng)出土漢宣帝時(shí)期的骨制算籌 。“算籌”,是珠算發(fā)明之前,中國(guó)最常用的運(yùn)算工具,可以解高次方程 ?!八慊I”的算法,也彰顯了“十進(jìn)制”的運(yùn)算優(yōu)勢(shì) 。因此,“十進(jìn)制”,不僅依靠數(shù)學(xué)的發(fā)展作為基礎(chǔ),其被普遍應(yīng)用,也因數(shù)學(xué)亦具有自身的規(guī)律——需要便于應(yīng)用和運(yùn)算 。


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