数的十进位值制起源于中国。甲骨文明确显示,在公元前1400年的商代,就已经出现了十进制,表明中国的数字系统比同时代的巴比伦和埃及更为先进。
甲骨文中的数字
这些数的单位,你听过吗?数的单位,中国起初从“个”起,直到“极”,即:个,十,百,千,万,亿,兆,京,垓,秭,穰,沟,涧,正,载,极。单位之间的关系是:从个到万,后一个是前一个的十倍;万之后,后一个是前一个的万倍,万万就是亿。类似的,万亿就是兆,万兆就是京……万载就是极。
佛教传入中国以后,中国与天竺的交流增多,印度的几个数词以意译或音译的形式加入中国的数字系统,比如恒河沙、阿僧祗、那由它、不可思议和无量。恒河是印度的母亲河,“恒河沙”意思是和恒河的沙子一样多的数字。这几个从印度传过来的数词,可以在佛教的经典上看到,如在《无量寿经》中,它们用于表示时间的长度。新加入的词按照中国数字单位的规律加以改造,延续万之后单位的倍数规律,后一个是前一个的万倍。
《无量寿经》(局部)
唐朝时期,日本常派使臣来大唐,这些数词传到了日本。之后,日本学人又添入一个新单位:大数。日本原来没有明确的计数方法,他们把不大的数叫做小数,很大的数叫做大数。中国的数字系统让他们觉得很奇妙,出于要有所贡献的想法,日本学人把大数作为无量之后的数字单位。
佛教因推崇“无量”的理念,对数的理解也更深邃。从古印度开始,亚洲佛教法师和学者为数字创造了很多文字,远不止上面提到的那几个。但从实用的角度出发,人们对大数以后关于数的单位用词不再关注,连考证与相关诸事也没人去做。
其实,现在普通人对兆以后的单位用词也不知道了。以至于对兆产生三种说法:一、百万是兆,这种说法目前在计算机字节的数目表示中广泛使用。这种说法哪里来?原来在唐朝以前,亿并不是万的万倍,而是和它前面单位的倍数规律一样,是万的十倍。同样,兆也是亿的十倍,于是兆就成了万的十倍的十倍了,即百万了;二、万亿是兆,前面说到过,这是中国传统的数字单位之一;三、亿亿是兆,曾经用过,但现在实用中已消亡了。
小的数字单位有哪些呢?它们是个、分、厘、毛、糸、忽、微、纤、沙、尘、埃、渺、漠、模糊、逡巡、须臾、瞬息、弹指、刹那,后一个都是前一个的十分之一。
为什么中国的记数法更便利?中国对数的贡献,除了十进制,还有位值制。什么是位值制?3在一个数字的个位上,就表示3;在十位上,就表示30;在百位上,就表示300。数字好比局长,有县里的局长,有省里的局长:位置不同,级别就不同。
中国有了“十进位值制”,就有了九九乘法表,于是计算变得非常方便。
中国古代的九九乘法表
除了十进制,中国还有十六进制。为什么要采用十六呢?十六的一半是八,八的一半是四,四的一半是二,二的一半是一:对半分下去,可以直到最小的自然数一!
而其他地方,虽然两千年前数学、哲学厉害,却没有十进位值制。这给数学带来两个致命的问题:数字难以表示,一千个数字要用一千个单词;难以计算,大数学家才会计算一百乘一百。
从英文单词关于数字的表示,可以看出欧洲没有十进位值制的痕迹。中国人怎么说11?直接说“十一”。英语是“ten-one”吗?不,是eleven,和10、1看起来没关系。
很长一段时间,欧洲人识数到“一打”(十二)为止,超过十二就叫许多(many),这方面和日本有一比。
有的地方不错,有60进制,但也难算呀!
现代的通行方法:科学计数法
近年推崇科学计数法。一般用于大数字的表示,例如802000000000,可以用8.02×10^11表示。
在2022年11月,国际单位制引入4个新词头,扩展了大和小数字的计数单位:一、R,即ronna,等于10^27,1后面27个零。二、Q,即quetta,等于10^30,1后面30个零。三、r,即ronto=10^-28,小数点后面1前面27个零。四、q,即quecto=10^-31,在小数点后面1前面有30个零。
古戈尔是1后面100个0,即10^100。古戈尔普勒克斯是10的古戈尔次方,即10^(10^100)。这两个单位是由美国数学家爱德华·卡斯纳九岁的外甥米尔顿·西罗蒂于1920年创造出来的。古戈尔普勒克斯也被认为是目前最大的计数单位。
(本文作者:邸继征,美国北达科他州立大学高级访问学者、浙江省老教授协会副会长、浙江工业大学教授、应用数学学科负责人、省级精品课程《高等数学》负责人)
原文来源:美篇