0的变迁

2022-05-14 01:46张丽琴
小学生必读(高年级版) 2022年3期
关键词:空位正数负数

○张丽琴

很多同学都喜欢观看马戏团动物的精彩表演,比如:猴子踩高跷、小狗算算术……精彩的表演常常会博得观众阵阵喝彩。但动物毕竟不同于人类,它们的表演仅仅局限于简单的数字和运算,而且很少看到关于数字0 的展示。

后来的一些研究表明,勤劳的蜜蜂可以通过数地标的数量,从而估计判断自己到达实验目标(花蜜)应该飞行的距离;人面蜘蛛能大致判断今天自己的网上粘了几个“菜”;沙蚁在广袤的沙漠中不会迷失自己行进的方向,走出多远都能浪子回头。对于0,它们是怎么认识的呢?

2011年,日本京都大学心理学家在实验中发现:研究人员当着猴子的面往一个不透明的箱子里放一定数量的面包片,然后分次取走,直到完全取空。虽然猴子看不到箱子里还剩几片面包,但在面包完全取空之前,它们总是会试图接近箱子取食,等完全拿空之后,猴子就对箱子失去了兴趣。看来,猴子对0 有自己的理解。

0 跟其他数字可以代表现实中存在的东西不同,0 代表的是“无”,是“不存在”,它看上去是一个不足为奇的数字,连幼儿园的小朋友都明白它的含义。

关于0,你会想到哪些知识?很多同学可能会说出一连串的内容:温度有0 摄氏度、海拔有0 米、记账有0 元。但0 并不仅仅表示没有,很多时候0 都是代表着一种数量的分界。就像0 摄氏度不代表没有气温,而是代表零上温度和零下温度的界限;0 是介于-1 和1 之间的整数,是最小的自然数;它既不是正数也不是负数,而是正数和负数的分界点;0 没有倒数,0 乘任何数都等于0,0 的所有倍数都是0;0 不能作为分母出现,0 不能作为除数。在记数表示中,0 表示空位;在整数后面添上一个0,恰为原数的10 倍……

当然,0 的意义还不止这些,它的某些抽象的意义可能让人抓破头皮也摸不着头脑,只有通过后天一点一点的学习才能逐渐理解这个抽象的数字,其实它在数学上有更复杂的含义,它的发明和使用,在数学史上却是费了一番周折的。

远古的时候,由猿进化而来的人靠打猎为生,如果打回来的猎物没有一个明确的数表示,那么肯定会引出许多麻烦。所以,他们发明了“结绳记数”的方法,就是用一根树枝或者植物的茎和藤,打到一个猎物,就系一个结,以此来计数。

然而,如果猎人在某一天什么猎物也没有打到,他们又如何计数呢?人们迫切需要“零”这个数字的问世。但是,当时却没有发现能代表“什么也没有”的空位符号。

我国古代使用“0”这个字符,最早见于《诗经》上,它的古义是“暴风雨末了的小雨滴”或是“暴风雨过后留在物体上的球状雨滴”,意思是说:“0”像大雨过后落在物体上面的雨滴一样,但在这里显然并没有现在我们所说的“零”的意思。1247年,秦九韶在其著作《数书九章》中使用符号“〇”来表示“零”的概念。中国古代的筹算数码中没有“零”,遇到“零”就空位。但数字中没有“零”,是很容易发生错误的。所以后来有人把铜钱摆在空位上,以免弄错,这或许与“零”的出现有关。

关于“0”这个数字概念在其他地区很早就有。公元前3000年,古巴比伦人就已经懂得使用“零”来避免混淆。标准的“0”这个数字由古印度人大约在公元5 世纪时发明。他们最早用黑点“·”表示“零”,到了公元9 世纪就固定成了现在的“0”。由于一些原因,在刚引入“0”这个符号到西方时,曾经引起西方人的困惑,因当时西方认为所有数都是正数,而且0 会使很多算式、逻辑不能成立(如除以0),甚至认为0 是魔鬼数字而被禁用。大约直到公元15 世纪0和负数才逐渐被西方人所认同,才使西方数学有快速发展。

现在,你对数字0 有了更新的认识吧,简单的数字里面也蕴含着丰富、鲜活的历史呢!

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