1. 豎式計算是誰發明的他的名字
豎式的沿革沒有典籍記載
我國古代數學以計算為主,取得了十分輝煌的成就。其中十進位值制記數法、籌算和珠算在數學發展中所起的作用和顯示出來的優越性,在世界數學史上也是值得稱道的。
十進位值制記數法曾經被馬克思(1818—1883)稱為「最妙的發明之一」①。
從有文字記載開始,我國的記數法就遵循十進制。殷代的甲骨文和西周的鍾鼎文都是用一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、百、千、萬等字的合文來記十萬以內的自然數的。例如二千六百五十六寫作■■■■(甲骨文),六百五十九寫作■■■■■(鍾鼎文)。這種記數法含有明顯的位值制意義,實際上,只要把「千」、「百」、「十」和「又」的字樣取消,便和位值制記數法基本一樣了。
春秋戰國時期是我國從奴隸制轉變到封建制的時期,生產的迅速發展和科學技術的進步提出了大量比較復雜的數字計算問題。為了適應這種需要,勞動人民創造了一種十分重要的計算方法——籌算。我們認為籌算是完成於春秋戰國時期,理由是:第一,春秋戰國時期,農業、商業和天文歷法方面有了飛躍的發展,在這些領域中,出現了大量比以前復雜得多的計算問題。由於井田制的廢除,各種形狀的私田相繼出現,並相應實行按畝收稅的制度,這就需要計算復雜形狀的土地面積和產量;商業貿易的增加和貨幣的廣泛使用,提出了大量比例換算的問題;適應當時農業需要的厲法,要計算多位數的乘法和除法。為了解決這些復雜的計算問題,才創造出計算工具算籌和計算方法籌算。第二,現有的文獻和文物也證明籌算出現在春秋戰國時期。例如「算」和「籌」二字出現在春秋戰國時期的著作(如《儀禮》、《孫子》、《老子》、《法經》、《管子》、《荀子》等)中,甲骨文和鍾鼎文中到現在仍沒有見到這兩個字。一二三以外的籌算數字最早出現在戰國時期的貨幣(刀、布)上。《老子》提到:「善計者不用籌策」,可見這時籌算已經比較普遍了。因此我們說籌算是完成於春秋戰國時期。這並不否認在春秋戰國時期以前就有簡單的算籌記數和簡單的四則運算。
關於算籌形狀和大小,最早見於《漢書·律歷志》。根據記載,算籌是直徑一分(合○·二三厘米)、長六寸(合一三·八六厘米)的圓形竹棍,以二百七十一根為一「握」。南北朝時期公元六世紀《數術記遺》和《隋書·律歷志》記載的算籌,長度縮短,並且把圓的改成方的或扁的。這種改變是容易理解的:長度縮短是為了縮小布算所佔的面積,以適應更加復雜的計算;圓的改成方的或扁的是為了避免圓形算籌容易滾動而造成錯誤。根據文獻的記載,算籌除竹籌外,還有木籌、鐵籌、玉籌和牙籌,還有盛裝算籌的算袋和運算元筒。唐代曾經規定,文武官員必須攜帶算袋。1971年八月中旬,在陝西寶雞市千陽縣第一次發現西漢宣帝時期(公元前73年到前49年)的骨制算籌三十多根,大小長短和《漢書·律歷志》的記載基本相同。1975年上半年在湖北江陵鳳凰山一六八號漢墓又發現西漢文帝時期(公元前179年到前157年)的竹製算籌一束,長度比千陽縣發現的算籌稍大一點。1980年九月,在石家莊市又發現東漢初期(公元一世紀)的骨制算籌約三十根,長度和形狀同《隋書·律歷志》的記載相近,這說明算籌長度和形狀的改變早在東漢初期已經開始。算籌的出土,為研究我國數學發展史提供了可貴的實物資料。
從而進行加、減、乘、除、開方以及其他的代數計算。
籌算一出現,就嚴格遵循十進位值制記數法。九以上的數就進一位,同一個數字放在百位就是幾百,放在萬位就是幾萬。這種記數法,除所用的數字和現今通用的印度-阿拉伯數字形式不同外,和現在的記數法實質是一樣的。籌算是把算籌一面擺成數字,一面進行計算,它的運算程序和現今珠算的運算程序基本相似。記述籌算記數法和運演算法則的著作有《孫子算經》(公元四世紀)、《夏侯陽算經》(公元五世紀)和《數術記遺》(公元六世紀)。負數出現後,算籌分成紅黑兩種,紅籌表示正數,黑籌表示負數。算籌還可以表示各種代數式,進行各種代數運算,方法和現今的分離系數法相似。我國古代在數字計算和代數學方面取得的輝煌成就,和籌算有密切的關系。例如祖沖之的圓周率准確到小數第六位,需要計算正一萬二千二百八十八邊形的邊長,把一個九位數進行二十二次開平方(加、減、乘、除步驟除外),如果沒有十進位值制的計算方法,那就會困難得多了。
古巴比侖的記數法雖然有位值制的意義,但是它是六十進的,計算比較繁瑣。古埃及的數字從一到十隻有兩個數字元號,從一百到一千萬有四個數字元號,而且是象形的,例如用一個鳥表示十萬。文化比較發達的古希臘,由於看重幾何,輕視計算,記數方法十分落後,用全部希臘字母表示一到一
民創造的,但是印度在公元三世紀以前使用的記數法是希臘式和羅馬式兩種,都不是位值制,真正使用十進位值制記數法出現在公元六世紀末。由此可見,我國古代的十進位值制記數法和籌算,在世界數學史上應該佔有重要的地位。
籌算在我國古代用了大約兩千年,在生產和科學技術以至人民生活中,發揮了重大的作用。但是它的缺點也是十分明顯的:首先,在室外拿著一大把算籌進行計算就很不方便;其次,計算數字的位數越多,所需要的面積越大,受環境和條件的限制;此外,當計算速度加快的時候,很容易由於算籌擺弄不正而造成錯誤。隨著社會的發展,計算技術要求越來越高,籌算需要改革,這是勢在必行的。這個改革從中唐以後的商業實用算術開始,經宋元出現大量的計算歌訣,到元末明初珠算的普遍應用,歷時七百多年。《新唐書》和《宋史·藝文志》記載了這個時期出現的大量著作。由於封建統治階級對民間數學十分輕視,以致這些著作的絕大部分已經失傳。從遺留下來的著作中可以看出,籌算的改革是從籌算的簡化開始而不是從工具改革開始的,這個改革最後導致珠算的出現。
珠算是由籌算演變而來的,這是十分清楚的。籌算數字中,上面一根籌當五,下面一根籌當一,珠算盤中的上一珠也是當五,下一珠也是當一;由於籌算在乘、除法中出現某位數字等於十或多於十的情形(例如26532÷8,
採用上二珠下五珠的形式。其次,我們可以證明,從楊輝、朱世傑開始到元末丁巨、何平子、賈亨止的除「起一」法外的全部現今通用的珠算歌訣,是為籌算而設的。楊輝的《乘除通變本末》(公元1274年)和朱世傑的《算學啟蒙》(公元1299年)已經有相當完備的歌訣,但是楊輝在《乘除通變本末》中說:「下算不出『橫』『直』」,其中「橫」「直」顯然是指算籌的縱橫排列;朱世傑在《算學啟蒙》中提到「知算縱橫數目真」,也是這個意思。《丁巨演算法》(公元1355年)、何平子的《詳明演算法》(公元1373年)、賈亨的《演算法全能》(約公元1373年)也有相當完備的歸除歌訣,但是都沒有提到珠算,而《詳明演算法》還有許多籌算算草。歌訣出現後,籌算原來存在的缺點就更突出了,歌訣的快捷和擺弄算籌的遲緩存在矛盾。為了得心應手,勞動人民便創造出更加先進的計算工具——珠算盤。
現存文獻中最早提到珠算盤的是明初的《對相四言》。明代中期公元十五世紀中葉《魯班木經》中有製造珠算盤的規格:「算盤式:一尺二寸長,四寸二分大。框六分厚,九分大,……線上二子,一寸一分;線下五子,三寸一分。長短大小,看子而做。」把上二子和下五子隔開的不是木製的橫梁,而是一條線。比較詳細地說明珠算用法的現存著作有徐心魯的《盤珠演算法》(公元1573年)、柯尚遷的《數學通軌》(公元1578年)、朱載堉(1536—1611)的《算學新說》(公元1584年)、程大位的《直指演算法統宗》(公元1592年)等,以程大位的著作流傳最廣。
值得指出的是,在元代中葉和元末的文學、戲劇作品中有提到珠算的。例如元世祖至元十六年(公元1279年)劉因在他的《靜修先生文集》中有一首關於算盤的五言絕詩;陶宗儀在他的《輟耕錄》中把婢僕貶作算盤珠,要撥才動;《元曲選》「龐居士誤放來生債」提到「去那算盤里撥了我的歲數」,等等。文學、戲劇中用算盤珠作比喻,說明珠算盤已經比較流行,也說明它是比較時新的東西。因此可以認為,珠算出現在元代中葉,元末明初已經普遍應用了。
有的外國學者認為我國的珠算出現在漢代,他們的根據是漢徐岳著、北周甄鸞注的《數術記遺》已經明確提到珠算。我國數學家、數學史家錢寶琮(1892—1974)曾經考證過,《數術記遺》是甄鸞依託偽造而自己注釋的書。在北周時,乘、除運算都在上、中、下三層進行,又沒有簡化乘、除法的歌訣,因此甄鸞注釋的珠算,充其量不過是一種記數工具或者只能作加減法的簡單算盤,和後來出現的珠算是完全不同的。
珠算還傳到朝鮮、日本等國,對這些國家的計算技術的發展曾經起過一定的作用。日本人在十七世紀中葉,在中國算盤的基礎上,改成樑上一珠、珠作棱形的日本算盤
2. 科學計數法是誰發明的
我們追溯到五千年到八千年前看一看,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!」於是,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.以後又出現了「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「MMMMMMMMMM」.真不敢想像,如果他們需要記一千萬時怎麼辦,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.舊社會在農村讀私塾,一些私塾先生告訴:「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後,最後的最大的數的單位叫做「恆河沙」.是呀,恆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,然後是「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.然後開始計算這些沙子的數目.最後他寫道:「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後邊寫上63個0:1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000.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,又准確,又簡潔,還便於進行計算,所以得到了廣泛的使用.
3. 十進制計數法最早出現在哪一部書中
《卜辭》中記載說,商代的人們已經學會用一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、百、千、萬這13個單字記十萬以內的任何數字,但是現在能夠證實的當時最大的數字是三萬。甲骨卜辭中還有奇數、偶數和倍數的概念。
哪個國家最早使用十進制計數法?->中國
有學者認為,北京周口店的一萬多年前的山頂洞人遺址出土的骨管,以一個圓點代表1,兩個圓點並列代表2,三個圓點並列代表3,五個圓點上二下三排列代表5,長圓形可能代表十。中國著名數學史家,國際科學史研究院通訊院士李迪教授認為山頂洞人骨管符號是「一種十進制思想」。
另有學者對中國青海樂都縣柳灣出土一千多枚新石器時代骨片進行研究,發現它們分屬馬廠、半山、齊家和辛店四個中文化型。骨片長度為2-2.4厘米,厚約1毫米。骨片上有刻痕,少的一個,多不超過八個,每個骨片上的刻痕數目不超過十個,他們以此認為新石器時代已有加法運算和十進制。
另有學者認為,甲骨文中一橫代表1,兩橫相疊代表二,三橫代表三,四橫代表四,X 代表五,「人」形代表六,「十」代表七,「)(」代表八, 「九」已經是九;| 代表十,||代表20,|||代表三十,||||代表四十;此外50,60,70,80,90,100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,2000,……9000,10000……40000 都有不同的符號。商代甲骨文「已形成完整的十進制系統」。
北京的中國歷史博物館藏有一把安陽殷墟出土的象牙尺,長15.78厘米,分為十寸,說明中國商代的十進制幾經用在長度上了。
中國周代金文的紀數法,繼承商代的十進制, 又有明顯的進步,十進數量級符號有十、百、千、萬、億,如西周金文「伐鬼方……俘萬三千八十一人」,「武王遂征四方,俘人三億萬有二百三十」,出現了位值記數,例如 「俘牛三百五十五「,其中三百五十五寫成「三全XX」,前面的「全」是金文的「百」,後面兩個XX是五十五,省去了「十」,出現了位置概念,但尚未形成完整的位值制。金文商鞅量銘還出現分數。
春秋戰國時代,出現嚴格的十進位制籌算記數,以空代表0,也發明了用於十進位制乘法、除法的九九表<
公元前3400年左右,古埃及有基於十進制的記數法。但這種十進制並無位值的概念。
吠陀時代前800年的印度儀軌經類文獻中的繩法經中包含大量分數的應用,但並無證據顯示此時的文字記數系統是十進制的。
公元前500年,希臘古典時期的阿提卡數字為十進制系統。
公元前300年,印度的婆羅迷數字為十進制。婆羅迷十進制毫無位值概念。
出土於巴基斯坦的古印度巴克沙利手稿可能是世界上最早的包括0的「真正的」十進制系統,但它的具體時間有爭議。
十進制
《卜辭》中記載說,商代的人們已經學會用一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、百、千、萬這13個單字記十萬以內的任何數字,但是現在能夠證實的當時最大的數字是三萬。甲骨卜辭中還有奇數、偶數和倍數的概念。
4. 10進制計數法是誰發明的
每一個民族的語言都有表示數字的詞語,這是古人的智慧結晶.
十進制從有文字可考的歷史專開始就已經存在了.
人手屬的十指是其成因,這是現代學者公認的.
二十進制是以20為基的數系,曾被廣泛應用,它的使用讓人想起人類的赤腳時代.那時的人們數數時先用雙手,然後用雙腳,因此才有了二十進制.這種計數法,曾經由美洲印第安人使用,並以其用於高度發達的瑪雅數系中而著稱.
再其他的進制在文明體系中幾乎見不到存在了.
5. 科學計數法的歷史
我們追溯到五千年到八千年前看一看,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!」於是,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.以後又出現了「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「MMMMMMMMMM」.真不敢想像,如果他們需要記一千萬時怎麼辦,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.舊社會在農村讀私塾,一些私塾先生告訴:「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後,最後的最大的數的單位叫做「恆河沙」.是呀,恆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,然後是「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.然後開始計算這些沙子的數目.最後他寫道:「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後邊寫上63個0:1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000.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,又准確,又簡潔,還便於進行計算,所以得到了廣泛的使用.
6. 1,2,3,4,5,6……這樣的計數法是誰發明的
古代印度人
7. 畫「正」計數法是誰發明的
清末民初,上海戲園俗稱茶園。它的舞台為正方形,樓上座位稱「花樓」,左右偏座稱「包廂」。樓下正廳為達官貴人等預先包下,他們不和下里巴人混雜在一起。座席前設有八仙桌,看客可邊品茶邊看戲。那時候劇院還沒有門票,由「案目」(服務生)在戲院門口招徠看客,領滿五位入座,司事(記賬先生)便在大水牌(類似黑板)上寫出一個「正」字,並標明某案目的名字。稍後由案目負責計數、收費。到散場結賬時准確無誤。 此法隨著戲院實行門票制而廢棄了,但作為一種簡明、易懂、便於公眾的記數法,一直流行於民間。
8. 最早的計數方法是哪國發明的
目前認為最早採用十進制計數法的國家很可能就是古中國。其他國家都是版受了古中國的影響才開權始使用十進制計數法的。早在周口店的遺址甲骨文遺跡上就能發現十進制計數思想的蹤跡,到了商周時代,十進制計數已經在中國發展得很完善了。而其他一些文明古國,如古埃及和古巴比倫,則根本不是使用十進制計數法的。
9. 二進制計數法是什麼時候發明的
二進制算術是德國科學家萊布尼茲發明的,時間大約是在1672-1676年。1679年3月15日,他寫了題為《二進算術》的論文,對二進制進行了充分的討論,並建立了二進制的表示及運算。
他寫道:1 與 0,一切數字的神奇淵源。……這是造物的秘密美妙的典範,因為,一切無非都來自上帝。