阿拉伯數字是人類的偉大發明,0的發明則是根本所在,然而,0是怎么發明出來的?之前一直是未解之謎。本視頻在第17期揭示了阿拉伯數字的中國血統的基礎上,本期進一步揭秘發明數字0的真相----是因為弄丟了中國數字十,才發明了數字0。
數字0的形成,涉及2500多年間的很多人與事,在此梳理出關鍵的事實:
公元前20世紀的《吠陀》中有符號0,表達“空無”,這是古印度思想、包括佛教思想中的重要概念,此時的符號0不是數字。公元前3世紀開始的婆羅門數字,公元3世紀出現的早期阿拉伯數字,都沒有符號0,也沒有占位符。可以追溯到公元3世紀的,印度最早記載占位符的數學文獻巴赫沙里手稿中,以及公元五百年左右,印度天文學家簡化整理數字時,占位符都是點,不是符號0,不是數字。公元7世紀有印度數學家論述了0的運算規則,公元876年出土的石碑,記載了數字“270”。可見,占位符的點被符號0替換,0成為數字,發生在公元4世紀至公元6世紀之間的某個時段,并逐漸推廣開。
以上歷史過程表明,0進入數字系統,是在長期的實際使用中逐漸形成的,這意味著,在數字的實際傳播使用中,存在某種必然如此的具體原因。之前的認知,停留在阿拉伯數字印度發明論的表象,沒有深入考察歷史背景與原因,因此遮蔽了形成數字0的原因。在明確了阿拉伯數字的中國血統之后,仔細對比印度婆羅門數字、阿拉伯數字與中國甲骨文數字、西漢數字,可以豁然開朗,看清數字歷史變遷中決定性的微妙聯系。
中國甲骨文、西漢數字有完整、獨立的十進制基本數字,但是都沒有0;婆羅門數字也沒有0,阿拉伯數字突然出現了0,卻缺失了獨立的基本數字十,變成了1+0組合的10,在這個變化中,十的丟失與0的出現,顯然可能是有關聯的。作為中國數字血統后代的阿拉伯數字,原本應該自然而然沿用獨立的十,為什么會突然丟棄獨立的十,而采用0結構組合的10?
人類的各種數字系統,都是數千年文明演變過程中逐漸形成的,形成之后都會長期沿用,寫法上會有各種變化,但是基本數字結構不可能無緣無故發生重大變化,例如中國數字與羅馬數字,沿用到現在已經3500年了。公元1世紀婆羅門數字普及后,至公元5世紀左右,4百年間突然發生結構性變化,出現以數字0為核心的阿拉伯數字系統,必然有重要的特殊原因,我們通過中國數字與印度數字的深入對比分析,這個原因清晰可見。
首先,中國的甲骨文數字經過1千多年演變為西漢數字,字形上發生了明顯變化,符號“十”由甲骨文中的7變成了西漢數字的十,在婆羅門數字中則是4,這是引發阿拉伯數字發生突變的第一個原因:作為獨立數字血型的后裔,公元三世紀新出現的阿拉伯數字,顯然是西漢數字傳到印度之后,在婆羅門數字與西漢數字并存的情況下形成的,當時的印度社會顯然面對一個實際的歷史難題,婆羅門數字中的“十”是4,西漢數字中“十”是十,在日常經濟文化交流中,這個沖突應該怎么解決?而且,還有第二個重要原因:據古印度的巴赫沙里手稿記載,符號“十”在當時的印度已經是加減法的運算符號。在這個雙重限制的局面下,毫無疑問,只能廢棄符號“十”,建立新的數字系統,這是印度數字史上必須解決的特殊問題,因此而產生了新的阿拉伯數字。
廢棄符號十的數字應該怎么表示,可以想象在當時的實際生活中,出現過很多不同的辦法,原本應該用一個獨立符號簡單替換,而最終勝出的,是用1+0組合的10來替代的方案。古老的符號0表達空無,將它用在數學計算中表達運算結果歸于無,成為數學符號,是很自然的事,例如1-1=0。因此,用現成的符號1+0組合為10來替代十,這個方案也是很自然的偶然事件,但是它一旦出現,就立即顯示出巨大的潛力與便利性,十可以用1+0表示,則百就可以用1+0+0表示、、、、、、以此類推,這個新的數字結構可以表達無限大的數字,于是,怎么用有限的符號表達無窮多的數?這個困擾人類千萬年的技術難題,突然之間得到了簡單的解決辦法,偉大的占位符0誕生了。
占位符0毫無疑問是偉大的發明,然而,它也是一個偉大的錯誤,它的成功,源自對十的替代,它的錯誤,也源自對十的替代。
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