最早的計算工具
古時候,人們沒有發明數字,遇到要計算的時候,怎麼辦呢?
最初,人們用手指計數,遇到一個物體,就伸出一個手指,但是遇到一些大數目時,這種計算方法得多辛苦呀,而且還容易忘記。後來人們就發明了“結繩記事”的方法,遇到重大而次數發生頻繁的事情的時候,就結大疙瘩。
“結繩記事”雖然比用手指計數要先進一些,但不太方便。後來,我國古代勞動人民創造了一種最早最廣泛使用的計算工具,即算籌。
“籌”是一種加工後的小棍子,有木製、竹製、骨製的,它可以按照一定的規則,靈活排布於地上和盤中。籌算時,一邊計算一邊不斷地重新排布棍子。我國古代很早就有了正數和負數及分數的概念,它們用不同形狀和顏色區別開來。
我國古代十進位製的算籌記數法在世界數學史上是一個偉大的創造。把它與世界其他古老民族的記數法作比較,其優越性是顯而易見的。
古羅馬的數字係統沒有位值製,隻有7個基本符號,要記大點的數目就相當困難。古美洲瑪雅人雖然懂得位值製,但用的是二十進位,古巴比倫人用的是六十進位。
二十進位至少需要19個數碼,六十進位則需要59個數碼,這就使記數和運算變得十分複雜,遠不如隻用9個數碼便可表示任意自然數的十進位製來得簡捷方便。
我國古代數學之所以在計算方麵取得許多卓越的成就,在一定程度上應該歸功於這一符合十進位製的算籌記數法。馬克思在他的《數學手稿》一書中稱十進位記數法為“最妙的發明之一”,當然是一點也不過分。
算籌的發明就是在記數方法的曆史發展中產生的。它最早出現在何時,現在已經無從查實,但在春秋戰國時期算籌的使用已經非常普遍了。
按照我國古代的籌算規則,算籌記數的表示方法為:個位用縱式,十位用橫式,百位再用縱式,千位再用橫式,萬位再用縱式……這樣從右至左,縱橫相間,以此類推,就可以用算籌表示出任意大的自然數了。
由於它位與位之間的縱橫變換,而且每一位都有固定的擺法,所以既不會混淆,也不會錯位。毫無疑問,這樣一種算籌記數法和現代通行的十進位製記數法是完全一致的。
在線小知識
直至今天,在歐、亞、非大陸的某些地方,仍然有一些牧人用在棍上刻痕的方法來計算他們的牲畜。秘魯的印加族人古時每收進一捆莊稼,就在繩上打個結,用來記錄收獲的多少。