趣味数学故事:远古时候的时间、方向和记数( 二 )
要知道比一天更长的时间,想来我们的祖先一定是依靠月亮 。
一夜接一夜,他们看到月亮慢慢地由圆到缺,最后全看不见了 。过了几个漆黑的夜晚,月牙又重新出现,并且慢侵地又变成圆月 。
当圆月升起的时候,一个部落来到一片树林边 。林子的枝头上挂满了果实,可是还没有成熟 。
部落中有经验的长者说话了:现在别搞这些果子,等下次月亮再圆的时候咱们回来,这些呆子就好吃啦!于是,大家又赶到更远的地方去寻找食物 。他们必须按时回来摘取成熟的果实,这就需要计算天数了 。
对原始采集者来说,数天数是一个大难题 。可不是嘛!时间一去不复返,数天数不能象数死鹿那样,把它们摆成一排,扳起指头去数 。开始,他们很可能是在树上或者在棍棒和石头上刻上一道痕,表示过去了一天,刻上两道痕,表示过去了两天 。久而久之,他们发现,两次满月之间总是相隔三十天,并且用一道大点儿的刻痕来表示一次满月 。
月复一月,年复一年,他们逐渐察觉到满月的次数和气候的变化有关系 。他们惊奇地发现:春、夏、秋、冬四季往复一次,恰好是十二次满月的天数——三百六十天 。于是第一个包括四季的月历产生了 。
我们的祖先,就是这样开始有了数数和观察图形的数学知识 。
一万多年前,随着经验的丰富、知识的增长和工具的改进,人类逐渐开创了崭新的生活,这就是学会了种植和饲养!
在回到过去居住过的地方的时候,我们的祖先常常发现,上次被他们无意撒落的谷粒,现在已经发芽生长;被遗弃的小动物也长大了 。慢慢地,他们学会了种植植物,饲养动物 。从此,他们不再四处飘流,靠采摘野菜和浆果生活,而是播种和收获自己的大麦、小麦和谷子,还有豌豆、扁豆和胡萝卜 。在忠实的伙伴——狗的帮助下,他们驯养着羊、猪和牛 。原始的采集者和狩猎者,开始变成了农民和牧民!
定居生活以后,人们的财物越来越多,这就需要经常记录和计算耕具、土地、篱笆、庄稼和畜群了 。最早的记录方法,就是前面说到的,用一个记号表示一件东西、两个记号表示两件东西,叫做“签法” 。
在秘鲁,印加人用在绳子上打结来记下收获谷物的捆数 。在我国,也有结绳记数的古老传说 。直到今天,在欧洲、亚洲和非洲的部分地区,还有一些牧羊人用在棍子上刻痕的办法,来计算自己的羊群!
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从事农牧业以后,人们必须准确地预计生羔、产犊和播种、收获的时间,先前的简陋月历,显然是不够用了 。要是用三百六十天的月历来推算季节,头一年差五天,第二年就会差十天,年数多了,就乱套了 。这样,编制精确的日历,就成为一件非常重要的事情 。
记录财物和编制日历,促使人们发展书写的数字 。
我们今天知道的最早的书写数字,产生在五千年前的埃及和美索不达米亚 。埃及人是把数字写在一种纸草上,美索不达米亚的巴比伦人是把数字写在软粘土上,他们都是用单划表示个位数,用不同的记号表示十位数和更高位的数 。三千年后,罗马人照样采用单划组成一到四的数字,并且至今还有人在用哩!
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在我国殷代的甲骨文字中,就有很多是数字 。殷代人已经能用成文数字记录十万以内的自然数 。在他们的数字中,头四个字,即一、二、三、四,也是由单划组成的 。
下图是殷甲骨文、周秦金文、汉朝时候用的数字和现代汉语中的数字,我们从中可以看出它们之间的演变情况 。
在早期的数字系统中,最引起人们兴趣的,是美洲中部马雅人的数字 。马雅人与欧洲、亚洲和非洲的文化完全隔绝 。他们只用三个符号——点、横和椭圆,就可以写出任何自然数 。用点和横可以从一写到十九;在任何数下面加上一个椭圆,就是那个数放大二十倍 。但是,在计算时间的时候,他们调整了记数规则:加第二个椭圆的时候,表示乘上十八,而不是二十 。马雅人所以做出这样一条规定,大概是原始狩猎者的月历是三百六十天的原故 。
那时候,马雅人也使用三百六十五天的太阳历,一年被分成十八个月,每个月二十天,另外加上五天作为禁忌日 。他们通常在石柱上刻出人面形的独特数码记录日期 。
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