徐品方
在亞洲西部有個(gè)叫美索不達(dá)米亞的平原,它的南部被稱為巴比倫尼亞.這一帶以及往南的地中海東岸居住著蘇美爾人,公元前五千年左右,蘇美爾人建立氏族公社,創(chuàng)造了楔形文字,其農(nóng)業(yè)、牧業(yè)等方面都達(dá)到了較高的水平,巴比倫人繼承了蘇美爾人在數(shù)學(xué)和天文學(xué)方面的成果,并在此基礎(chǔ)上對(duì)其作出進(jìn)一步的探索.底格里斯河和幼發(fā)拉底河兩河流域的人用泥板來(lái)記數(shù)約始于公元前三四千年,主要用于商業(yè)貿(mào)易交換和貨物數(shù)量登記.
19世紀(jì)到20世紀(jì),人們發(fā)掘出了大量刻有楔形文字的泥板,泥板上的線條一端粗一端細(xì),好像楔子,后人稱它為泥板書.泥板書是用蘆葦管或小木棒在軟泥板上刻寫成的,這些泥板只有巴掌大或磚頭大小,堅(jiān)硬如石,可以長(zhǎng)期保存.
目前,考古學(xué)家發(fā)掘出了約55萬(wàn)塊泥板書,上面主要記錄了古巴比倫王國(guó)的一些珍貴文獻(xiàn).經(jīng)考古學(xué)家鑒定,其中約有400塊泥板書上記載的都是數(shù)字表和數(shù)學(xué)問(wèn)題,這是研究古巴比倫數(shù)學(xué)的重要史料,
數(shù)學(xué)泥板書反映了在約公元前2100年至公元前300年這個(gè)時(shí)期巴比倫的數(shù)學(xué)發(fā)展概況.最初用半圓形或月牙形代表1,用小圓圈“O”或小圓點(diǎn)“.”代表0,后來(lái)用一種三角形的木筆刻寫數(shù)字,并壓黏土板,創(chuàng)造了一種楔形文字記數(shù)法.圖1是約公元前2100年以前,巴比倫人用楔形文字記下的數(shù)學(xué)符號(hào),
圖2、圖3是古巴比倫人留下的泥板殘片,上面刻有幾何圖形和符號(hào),反映了他們當(dāng)時(shí)所掌握的幾何知識(shí)、幾何知識(shí)水平以及畫圖技術(shù),
古巴比倫人用兩種進(jìn)位制:一種是十進(jìn)制,另外一種是六十進(jìn)制.十進(jìn)制計(jì)數(shù)法是我們現(xiàn)在日常生活中所用的計(jì)數(shù)方法,打算盤時(shí)用的“逢十進(jìn)一”的規(guī)則就是依據(jù)十進(jìn)制而制定的.60以下的數(shù)采用10進(jìn)簡(jiǎn)單累數(shù)制,且只用兩種符號(hào).但在不同時(shí)期,巴比倫楔形數(shù)字的寫法并不完全相同.公元前2400年的楔形數(shù)字中只有兩種符號(hào): 和 ,其中 表示的是1; 表示10.公元前2400年后的楔形數(shù)字“1”用丫表示,“10”用表示.第一種計(jì)數(shù)法中用 (與表示1的符號(hào)有點(diǎn)區(qū)別)表示60,第二種計(jì)數(shù)法中用表示60.在幼發(fā)拉底河下游烏魯克(約公元前312年~公元前64年)出土的泥板上就刻有 ,
古巴比倫人將這兩個(gè)基本符號(hào)相加或累乘,用來(lái)表示1- 59中的任何數(shù),并將高位數(shù)寫在低位數(shù)的左邊,這與中國(guó)、印度的記數(shù)法相同,如圖4.
古巴比倫人的這種記數(shù)法有一些缺點(diǎn):其一是十進(jìn)制與六十進(jìn)制并用時(shí),很難分清楚哪一個(gè)數(shù)碼是在什么位置上.例如記號(hào):YYY表示十進(jìn)制的3個(gè)1呢,還是六十進(jìn)制的3個(gè)60呢.此時(shí)只有結(jié)合上下文,才能知道它表示的意思;其二是有的符號(hào)之間有空格.例如,蘇撒出土的一塊泥板書上有這樣的記號(hào):彳<萬(wàn),它表示lOx60+15=615.書寫者可能意識(shí)到這樣的書寫方式容易被誤會(huì)成《Rrr (20+5=25),或<<Ⅳ(lOx602+lOx60+5=36605),于是將左邊兩個(gè)《之間的間距調(diào)大,除了分隔兩個(gè)數(shù)碼外,空白(格)有時(shí)表示空位,即在這個(gè)位置上沒(méi)有數(shù),但這種書寫方式仍會(huì)讓人產(chǎn)生誤解,只有對(duì)照上下文,才能作出正確的判斷.
有了記數(shù)符號(hào)以后,古巴比倫人開(kāi)始用這些數(shù)碼制造數(shù)學(xué)用表,圖5是在巴比倫尼普爾(位于幼發(fā)拉底河下游)的廟宇中發(fā)現(xiàn)的乘法表,該表約是在公元前1350年被描繪出來(lái)的.
這個(gè)乘法表中的乘數(shù)是18,被寫在第一行的最左端,中間的兩個(gè)字表示“乘數(shù)”,所得的積被寫在最右端,原文中沒(méi)有等號(hào),第1行的意思是:“18乘以1(=18)“,第2、3行分別是“18乘以2(=)36,18乘以3(=)54”,第4行應(yīng)該是“18乘以4(=)72”.但72已超過(guò)60,轉(zhuǎn)而使用六十進(jìn)制“逢60進(jìn)1”,即60構(gòu)成一個(gè)較高的單位,這個(gè)單位無(wú)需另設(shè)符號(hào),仍用表示“1”的符號(hào)來(lái)表示,不過(guò)要將其寫在60的位置上,即 :,其表示1x 60+10+2=72.
另外,古巴比倫人還創(chuàng)造了兩個(gè)符號(hào)“me”與“l(fā)imu”,表示100、1000,比如,把346寫成“3me46”.除了用十進(jìn)制與六十進(jìn)制外,巴比倫人還用過(guò)二十四進(jìn)制、十二進(jìn)制、七進(jìn)制和二進(jìn)制,例如他們規(guī)定一天24小時(shí),把一年分為12個(gè)月,把7天作為一周,分別用日、月、火、水、金、木、土七個(gè)星球的名稱來(lái)命名.這就是今天通用的7天為一個(gè)星期的來(lái)歷.所以說(shuō),古巴比倫人的記數(shù)法中所用到的進(jìn)位制是五花八門的.
雖然巴比倫人用的十進(jìn)制與六十進(jìn)制記數(shù)符號(hào)中只有簡(jiǎn)單的兩種符號(hào),但是所表示出來(lái)的大數(shù)十分復(fù)雜,在運(yùn)算中存在難辨的空格和易混淆的“1”“60”,在引入阿拉伯?dāng)?shù)字后,古老的巴比倫記數(shù)符號(hào)就被取代,慢慢被永久地收藏在史書中,
——摘自《數(shù)學(xué)符號(hào)史》