要是没有“0”这个数字,你现在可能什么都没有了

这可能是对我们日常生活影响最大的一个数字,也是最简单的数字之一 。人类天生就能理解“无”的概念,但是将它用数值定量地表达出来却耗费了人类数千年的时间 。虽然这个概念已经被最古老的人类理解并且应用到日常生活中了,将它写下来并赋予它明确的数值却要晚的多 。今天带来的,就是数字“0”的发明历史,及其带来的重大变革意义 。

要是没有“0”这个数字,你现在可能什么都没有了

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在数学的世界中,“无(Nothing)”的概念对各个方面都产生了深远影响 。对于“无”,我们实际上指的是数字0,也就是什么都没有的状态 。自从有历史记录开始,人们似乎先天就知道怎么应用0的概念,甚至连动物都能意识到事物缺失的状态 。
将“无”量化,困难重重
人类天生就能理解“无”的概念,但是将它用数值定量地表达出来却耗费了人类数千年的时间 。虽然这个概念已经被最古老的人类理解并且应用到日常生活中了,将它写下来并赋予它明确的数值却要晚的多 。回过头来看这似乎是显而易见的,不过这里涉及一个悖论——我们用数字来表示量的大小,然而,零或无表示任何量都不存在 。
0的值是没有值 。可以做这样一个类比:0之于数学相当于黑色之于色彩 。黑色相当于没有任何颜色,相应的,0相当于没有数值 。虽然黑色相当于没有任何颜色,但是显然它是颜色的一种 。同样的,没有数值的0仍然是一个数字 。
0之前的0
作为早期文明的中心,美索不达米亚文明最早提出了和“零”类似的概念的表达方式 。通过保存下来的文物,考古学家能够破译出大约4000年前古巴比伦人六十进制数字系统的书写方式:

要是没有“0”这个数字,你现在可能什么都没有了

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古巴比伦人的六十进制数字系统
虽然六十进制的效率低于我们使用的十进制系统,但巴比伦数字系统在记录时间方面非常有用 。不幸的是,这个系统也被商人用来记账 。这时,它的缺点就暴露出来了 。
巴比伦的数字系统面临的最大困难是这个系统里缺少真正的数字0 。
记录时,抄写员会将“缺少数值(a lack of value)”表示为两个楔形标记 。例如,要记录101,就在“十”位上用双楔形标记记录“没有值” 。这种双楔形标记可以帮助抄写员区分开“101”和“11” 。但这和我们现在使用的“0”有什么不同?重要的是,这种双楔形符号只是作为一个没有值的占位符,而不是和我们理解的“0”数值相同的数;尽管在这种情况下,双楔形记号的作用与零相同,但它并不具备数值“0”所具有的功能性和多功能性 。
当计数到10甚至100,这个系统看起来还挺好用,每一个数字都对应一个符号或者两个符号的组合 。只有记录更大的数时这个系统的缺点才会变得明显 。如果要记录23,576,361,671,434 。使用巴比伦人的计数法要写成下面表里的形式 。

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古巴比伦人的计数法表示23,576,361,671,434
如上图所示,我们通过将每一列(column)的值乘以符号代表的数值来计算每一行最右端的数值 。重复这一过程计算出所有行的数值 。最后,我们将最右端的数字加起来就是要表达的数字,左侧的符号就是巴比伦人的数字系统中记录这个数字的方法 。复杂吗?也没有很复杂 。实用吗?完全不实用 。
巴比伦系统在处理较小的数时很好用,当时的商人处理的数字大约是几百几千的大小,而不是数百万这么大的数字 。如上所述,这个系统的缺点在处理大量数据时更为明显 。由于数字可以无穷大,巴比伦人面临着一项艰巨的任务:他们要通过他们建立的系统来确定每个数字的大小 。
回过头来看,出现这种问题的关键在于没有数字0 。在现代数字系统中,100、1000和10000之间的差别仅仅在于末尾上多了一个0 。而在巴比伦数字系统中则需要完全不同的符号来表示这些数量 。当数字可以做比记录每天卖出多少个面包更多的事情时,这种以符号为基础的系统就过时了 。
随着数学在人类技术和社会进步中扮演着越来越重要的角色,“什么都不存在”的概念需要被量化 。如果没有定义数字0,绝大多数的数学证明和定理将无法实现 。零这个数字的发明,或者更确切地说是发现,是社会进步的一个重大飞跃,这可以追溯到7世纪初的印度 。
来自印度的发明