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思想

零与位值制

Zero and Place-Value

人类花了几千年,才敢于给“什么都没有”一个名字、并把它当数来算。

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把“零”既当作占位符、又当作可参与运算之数的观念,连同位值记数法。印度婆罗摩笈多(628年)首次给出零与负数的算术规则;巴克沙利手稿、玛雅长纪历、巴比伦占位符各自独立发展出某种“零”。它是印度—阿拉伯数字、代数与现代计算的原理基石。

年代
约公元前300—700年
地点
印度(婆罗摩笈多);另有巴比伦、玛雅独立起源
文明
南亚、伊斯兰世界
领域
数学与计算

负数减零为负,正数减零为正,零减零为零……正数除以正数、负数除以负数,得正;零除以零,得零;正数除以负数,得负……

—— 婆罗摩笈多《婆罗摩历算书》(628),零之算法则
瓜廖尔堡四臂毗湿奴神庙(Chaturbhuj)的铭文(约876年),其中“270”“50”末位的“0”是已知最早明确的印度圆形零号之一。一个小圈,装下了“无”。
瓜廖尔堡四臂毗湿奴神庙(Chaturbhuj)的铭文(约876年),其中“270”“50”末位的“0”是已知最早明确的印度圆形零号之一。一个小圈,装下了“无”。Ms Sarah Welch,CC0,维基共享资源 来源

历史

位值制的巧思,是让同一个符号因所处“位”不同而代表不同大小(如十进制里2在个位是二、在百位是二百)。但位值制要真正运转,需要一个符号来标记“这一位是空的”,这就是零。作为占位符的零,巴比伦六十进制中已有雏形,中美洲玛雅的长纪历也独立用到。而把零升格为一个数、可以加减乘除、可以是运算的结果,则以印度数学最为透彻:约7世纪的婆罗摩笈多在《婆罗摩历算书》(628)中,第一次系统给出零与负数的运算规则(尽管“零除以零”他也未能自圆)。这套“零+位值”经阿拉伯世界西传,成为印度—阿拉伯数字的内核。

史论

零是一个哲学难题伪装成的数学符号:要把“无”当成“有”来运算,需要一次观念上的纵身一跃。画那个圈并不难,难在敢让“空”参与加减。这一步在不同文明各自独立地迈出(巴比伦、玛雅、印度),却深浅不一,是跨文明平行发展的极佳标本:中美洲的祭司为记录时间,独立发明了自己的零,与印度数学家素不相识。这提醒我们,人类的关键观念常有多个出处,不必也不该被收编进一条“由西向东”或“由东向西”的单线叙事。零托起了整套印度—阿拉伯数码,也为日后的代数备好了地基。

关联

后果3

互相呼应3

参考文献

考据说明部分存疑