整数的诞生
小学数学故事:整数的诞生
在公共汽车上,一位年轻的母亲坐在窗前,怀里抱着她的孩子。她在教她的孩子数数。她伸出一根手指问道:“这是什么?”牙牙学语的孩子看着他的母亲,回答道:“一个”。母亲伸出两个手指问道:“这是什么?”孩子想了一会儿,回答说:“两个”。母亲又伸出了三根手指。孩子犹豫了一会儿,回答说:“三个。”当孩子再伸出四个手指时,他无法回答。在孩子的眼里,手指太多了。他不会数数。事实上,一个黄嘴男孩数到三并不容易。
你知道,学会数数是人类几千年奋斗的结果。如果我们穿越“时间隧道”,回到200万到300万年前的古代,和我们的祖先——猿一起,我们会发现他们根本不知道数字。他们只有两个数学概念“存在”和“不存在”。猿类逐渐学会了使用工具,并通过劳动制造工具,直立行走时能产生简单的语言。这些活动使猿的大脑日益发育,最终完成了从猿到人的进化。虽然原始人当时没有明确的数字概念,但他们已经从“存在”和“不存在”的概念发展到“更多”和“更少”的概念。“多少”比“有或没有”更准确。这个概念的提炼过程最终导致了“数字”的产生。
古代人类还没有文字,他们用绑绳子的方法来记住事件(《周易》有“古代绑绳子来统治,后世圣人,易用书契”的记载)。当有事发生时,在草绳上打个结。一个结意味着一件事,一个大的,一个小的。这种通过陈述来表达事物的方法已经成为“符号”的前身。拿着这根绳子的老人可以告诉年轻一代,一个结意味着什么。这是一代一代传下来的,所以一根有许多结的绳子成了历史教科书。在本世纪初,居住在琉球群岛的土著人仍然保留着用绳子捆绑的方法来保存记录。然而,中国西南的一个少数民族仍然以类似的方式保存记录。他们的首领有一根木棍,上面刻着一行记录。
经过很长一段时间,原始人终于从不同的具体事物中抽象出一个普通的数字——“1”,比如野猪、老虎、石斧和人。数字“1”的出现是人类的一大飞跃。人类从这个“1”开始,经过长时间的努力,逐渐数出了“2”和“3”。对原始人来说,数清每一个数字(事实上,每一个特殊符号或语言的加法)并不容易。直到本世纪初,人们仍然在原始森林中发现一些部落,他们的计数能力仍然很低。例如,在一个马来部落,如果你问一个老人的年龄,他只会告诉你:“我8岁了”。这是怎么回事?因为它们不会超过“8”。对他们来说,“8”意味着“很多”。有时候,他们不能清楚地说出自己的年龄,所以他们必须指着门口的棕榈树告诉你,“我和它一样大。”
这种情况也发生在古代中国,并在古代汉语中留下了痕迹。例如,“九云”是指天空的最高点,“九派”是指河流的支流数量。这表明在一段时间内,“九”被用来表示“许多”。
简而言之,由于生产、分配和交换的需要,人类逐渐获得了“数字”,这可以通过排列它们来获得
1,2,3,4,…,10,11,12,…
这是自然的顺序。
也许是因为古人认为,如果一只兔子被打败并吃掉了,兔子就没了,不需要用数字来表示。因此,数字“0”出现得很晚。换句话说,零不是自然数。
后来,由于实际需要,出现了负数。中国是第一个使用负数的国家。在西汉时期(公元前2世纪),中国开始使用负数。《算术九章》给出了正数和负数的算术。在计算时,人们用两种颜色的和分别代表正数和负数,用空格代表“0”,除了没有专门给0的符号。符号“0”最早是在公元5世纪由印度的阿里埃巴塔使用的。
这时,“整数”完全出现了。
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