六十進製是如何創造的
六十進製是一個偉大的創造,如果當初蘇美爾人沒有創立六十進製,今天的鍾表會采用什麼樣的計時方法呢?
我們一提到六十進製,就會想到一小時有六十分,一分有六十秒,一度有六十分這種六十進位製。其實,最早創造六十進位製的是蘇美爾人。
蘇美爾人是曆史上兩河流域(底格裏斯河和幼發拉底河中下遊)早期的定居民族,他們所建立的蘇美爾文明是整個美索不達米亞文明中最早,同時也是全世界最早產生的文明。蘇美爾文明主要位於美索不達米亞的南部,其開端可以追溯至公元前4000年。
從現存的曆史遺存來看,蘇美爾文明是非常發達的。蘇美爾人建造的金字塔形如神塔,裝飾著精美的幾何圖案,金屬冶煉術凝聚著複雜的澆鑄與合金知識,灌溉業融進了他們的先進工程技術,他們的楔形文字,是用尖筆在泥板上壓成符號,燒製而成,並且有可能比埃及的象形文字更早。值得注意的是,蘇美爾人在數學運用方麵尤其突出。在尚存的公元前3000年前期的一大批泥板符號中,發現約有2000多個單獨的符號。它們當中的一組反映了較發達的計數製,因而有人據之推斷,蘇美爾人創造了如下的符號製:(1 )一個單位數,由一支圓柱形尖筆以一定角度壓在黏土中製成的一個楔形符號代表;(2 )十個單位數,由小圓筒垂直地壓進黏土中形成一個圓形的符號而來;(3 )六十個單位數,以一個大圓筒壓成的楔形符號;(4 )3600或60×60單位數,由更大的圓筒垂直壓進黏土製成的圓形符號來表示。這些符號組合起來既代表中間數目,又表示較大數目。這種單位製使用10和60兩個數作為基礎,具有一定的精密性。
選擇60作為基底是不同尋常的,至於蘇美爾人為什麼選擇這種方式來計數,這裏有許多猜測。為了書寫大於59的數,蘇美爾人發明了位值製記數係統,由此他們可以在下一個位置循環使用前59個符號。雖然這些符號相同,但根據它們所在的位置不同,意義也不同。
約公元前2250年,蘇美爾文字的大量單獨符號被減化到幾百個。計數製在保留原始的混合製基礎上,發展得更加精密。古巴比倫時代保留了基於數位60的六十進製製,從1 ~59的數字用原始的十進製製寫出來,這些就被作為六十進製製的數字運用。因此,數字1 的符號可以表示1 ,60,3600或1/60;任何一個數字,其大小反映著60的倍數值,這與使用現代的十進製製是同一道理。
值得注意的是,這個數字體製在古巴比倫時代隻用於計算,沒有其他明顯的用途,而且古代人沒有符號表示零的概念。在約公元前331年亞曆山大大帝征服美索不達米亞時,蘇美爾人就發明了一種表示空位的符號。如果這個空位在兩個非空位之間,他們就用兩個斜箭頭表示。蘇美爾人的這個符號相當於0的等價符號,但他們仍然沒有建立完善的位值製記數係統。當空位位於距第l位最遠的位置時,美索不達米亞人不使用空位符號。因此,這種表示很容易區分3 601與61,但不能區分1與60,因為在他們的位值製記數係統中,這兩個數都僅用1的符號來表示。六十進製製的完善應歸功於後來的希臘人的智慧,古代希臘天文學家托勒密第一個介紹和使用蘇美爾人的六十進製製、並用於運算之中。六十進製製以它完善的形式逐漸被廣泛應用於天文學領域。
在所有的古代數係中,蘇美爾人的係統與完整的位值製記數係統最為相近。埃及人、希臘人和羅馬人都沒有建立位值製 l到60之間的一些數的楔形文字表示方法。令人不可思議的是,從古巴比倫時代到之後的1500年間,數學本身沒有大的進步。一般認為,能夠熟練運用某一發明的往往未必是它的創造者,那麼,蘇美爾人是是獨自創造了這一套計數體係,還是受了其他文明的啟迪呢?如果是創造,又是什麼樣的需要和動機促使他們能夠有此發明的呢?如果是繼承,那麼又是什麼文明創作了這一數學成就呢?一切還都無法解釋,但現代人從六十進製中卻受到了許多益處。