古代没有数字零,如何计算

2022-11-24 11:40吴明
新传奇 2022年42期
关键词:古塔古罗马布拉

中国古籍里并不是没有零,只不过那些零的含义与数字无关。其实,不单是古代中国没有数字零,古希腊、古罗马和古埃及也没有数字零。没有零,先民们如何计算?如何进位?如何表示几十、几百、几千、几万呢?

中国古籍里零的含义与数字无关

零作为数字的历史很短,宋朝数学里没有零,元朝和明朝数学里也没有零。小说家施耐庵生活在元末明初,他写《水浒传》,写到梁山泊好汉人数,通常是“一百八人”或者“一百八员”。

例如该书第七十回,宋江先打东平府,再打东昌府,回到山寨,对众弟兄说:“共聚得一百八员头领,心中甚喜。”

再比如第七十一回,宋江率领大家在忠义堂对天盟誓,誓词是这么说的:“宋江鄙猥小吏,无学无能,荷天地之盖载,感日月之照临,聚弟兄于梁山,结英雄于水泊,共一百八人……”

近现代说书人演绎《水浒传》,张口闭口“一百零八条好汉”,这其实是清朝以后才有的说法,清朝以前只能是“一百八条好汉”,没那个“零”。20 世纪初,考古人员在甘肃敦煌千佛洞发现了唐朝数学文献《立成算经》,里面记录钱币数字108文,也是写成“百八文”,而不是“一百零八文”。

其实,中国古籍里并不是没有零,只不过那些零的含义与数字无关。它们有时是“凋零”的零,有时是“零散”的零,有时是“挂零”的零,就是没有“一减一等于零,零加零还是零”的意思。

没有零,一样记数和计算

其实,不单是古代中国没有数字零,古希腊、古罗马和古埃及也没有数字零。在任何一个古典文明时代,一切数学概念和数学技能都是因为实际需要才被发明出来的。而零在很长时期内都没有被发明的必要。

什么是零?也即空无所有。数字被用来描述实有,虚空之物不需要数字,这是古人非常朴素的想法。但是,没有零,先民们如何计算?如何进位?如何表示几十、几百、几千、几万呢?

早期文明的数字符号告诉我们,即使没有零一样可以表示数字,而且可以表示很大的数字,只不过表示方法要复杂一些。

以古埃及数字为例:1 的符号是一竖,像一根棍子;2 的符号是两竖,像两根棍子……以此类推。到了10,符号变成一道拱形好像字母n。11 就是一道拱加一竖,12 是一道拱加两竖,13 是一道拱加三竖……到了20,用两道拱来表示,30 是三道拱,40 是四道拱……100 呢?被写成一个曲里拐弯的符号,仿佛缺了左下角的8,又仿佛是头朝上的小蝌蚪。

比100 还要大的数字,古埃及人也能写出来,例如1000像一支火炬,1 万像一根手指,10 万是一只神鸟,100 万是一个单膝跪地、双手投降、仿佛被这个巨大数字吓怕了的人。

古希腊和古罗马则用字母表示数字。在古希腊,1 写成Α,2 写成Β,3 写成Γ,4 写成∆,5 是Ε,6 是F,7 是Ζ,8 是Η,9 是θ,10 是Ι,11 是ΙΑ,12 是ΙΒ,13 是ΙΓ,14 是Ι∆……20 写成Κ,21 写成ΚΑ,22 写 成ΚΒ,23 写 成ΚΓ,100 写成Ρ。如果想写108,那就是ΡΗ,中间不需要一个表示零的符号。

相对而言,我们对古罗马数字更加熟悉。在一些钟表上,从1 点钟到12 点钟分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ来表示。而那些稍大一些的数,会被写成不同的字母或者字母组合,例如50 是L,100 是C,500 是D。古罗马人想记录一个数字,先看这个数能不能对应一个现成的字母,如果不能,就把它分解成几个字母。

比如,要写100,用一个字母C 就行。要写200,就得写成CC。写230 呢?因为230 等于100+100+30,而30又等于10+10+10,100的对应字母是C,10 的对应字母是X,所以230 被记作CCXXX。

像这样的数字系统,记录繁琐、识别易错,计算时更加令人头疼,但自始至终都不需要有零参与。

数字零最初产生在哪里

那么,数字零最初产生在哪里?

虽然零的诞生地在历史和数学圈子里备受争议,但印度是最有可能的。虽然在美索不达米亚、中国和玛雅文化中,零的概念是可见的,但数字的价值最初是在古代印度文字中被确定的。第一个包含数字零的文字是在《巴克沙利稿本》中发现的,这是一本印度商人的算术手册,可以追溯到公元4 至5世纪。考古学家发现,这份写在桦树皮上的古代手稿,在数字下面有圆点,这些数字被认为是已知的第一个使用0 作为数字的值。

与之前美索不达米亚使用的“0”相比,这份手稿并没有将圆点用作空值的占位符,而是作为它自己的数字。致力于研究印度零的概念发展基金会秘书长彼得·戈茨提出了这样一个假设:数学上的零可能起源于同时期的空性哲学。这是佛教教义的核心概念,对印度人的生活至关重要。印度数学家布拉马古塔将这一哲学具体化为“零”的数学原理。公元628年,他的学说第一次定义了零及其数学运算。

然而,值得注意的是,布拉马古塔的贡献大约是在《巴克沙利稿本》之后500 年。这也表明,虽然布拉马古塔是第一个定义零的人,但他远不是第一个发现零原则的人。不管怎样,很明显印度最有可能是数字零的地理来源的第一候选者。

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