数学的起源:古时候有数学吗? 知乎小说
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著名科普著作《从一到无穷大》一开篇,伽莫夫就讲了一个笑话。
两个贵族决定做一次数数游戏——谁说出的数字大谁赢。
一个贵族说:「好,你先说吧!」
另一个贵族绞尽脑汁想了好几分钟,最后说出了他所想到的最大数字:3
现在轮到第一个动脑筋了。
苦思冥想了一刻钟以后,他表示弃权说:「你赢啦!」
大概是因为文化的问题,我是笑不出来,所以伽莫夫的笑话也就成了个「冷笑话」。
但是你以为这真的是个冷笑话吗?
其实并不是。
数字的诞生:一开始就是十进制吗?
在我们居住的地球上,存在这样一个部族,他们最大只能数到 2,再大就搞不清了。
这个部族就是生活在亚马逊雨林里的皮拉哈人。
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这个部族很小,大概只有 200 人左右。
他们主要就是以狩猎、打渔和农业为生,跟现代文明几乎是绝缘的。
奇怪的是,这个部族的语言系统之中基本没有数字,他们日常只会说 1、2、很多。
美国哥伦比亚大学的行为生物学学者彼得·戈登对这个部族进行了研究。
他设计了一系列实验,比如拿出几块电池,然后让这个部族的受试者拿出相同的数量,如果只涉及到两三块电池,那么基本没问题,但是数字往上增加的时候,他们的成绩就急剧下降,错误百出。
你很难想象,连这么简单的事儿,他们都搞不定。
随着研究的深入,大家发现,即便是他们嘴里的 1 和 2,也不是一个精确的数字。
在他们概念里,1 代表几个,2 代表多一些,再往上就是「无法估量」。
因为他们这个部族对数字没什么概念,这也影响到了他们的手工艺水平,其他部族做出来的项链都是对称的,中间一颗大珠子,两边是相同数量的小珠子。
皮拉哈人倒好,一边儿一个一边儿仨,完全没有对称可言。
当然,研究学者绝对不是最早发现这个现象的人,丛林里其他部族的商贩早就发现了皮拉哈人的这个特点,在跟他们做生意的时候,就把人家皮拉哈人往死里坑啊,谁叫他们不识数呢。
但是,我们要强调,尽管他们不太会数数,但是这并不耽误人家生存繁衍。
生活之中需要用到确定数字的地方其实并不多。
对于身处工业化时代的我们来讲,数字是无处不在的。
早上 9 点钟上班,你总不能迟到吧?
地铁坐 1 号线还是 4 号线,你不能弄混了吧?
但这也只是进入工业化时代以后,数字才会变得这么重要。
对于原始人类来讲,能够需要用到数字的地方实在太少了。
当你面对一只狼的时候,你可能不需要怕它。
面对两只狼的时候,你可能就要掂量掂量能不能打得过这两只。
当你面对两只以上的狼群的时候,你根本就不用操心数量,操心也没用,大概率你会成为它们的下午茶,搞清楚到底有几只狼对你来讲没有意义。
老子为什么说「三生万物」?
看来,我们的祖先也可能经历过不识数的阶段。
就像是皮拉哈人一样,3 和无穷大在那个时代的人脑子里或许就是无法区分的。
只是后来,我们跨越了那个阶段。
但是,那个阶段依旧在语言习惯里留下了一点痕迹。
正因为有皮拉哈人的存在,我们不得不好好地反思一下,究竟是语言决定思维还是思维决定语言?
这在过去是一个长期争论不休的问题。
语言学家本杰明·沃尔夫就提出了一个假说,那就是语言可以决定我们的思维方式和思考的内容。
皮拉哈人的语言就为这个假说提供了重要的证据。
当然,沃尔夫假说依然只是个假说,未来这方面的争论还会继续下去。
我们知道,数字起源很早,甚至早于文字。
人有 10 个手指头,就算是比比划划,也能表达一些数字概念。
算上脚指头起码有 20 个指头,那时候反正也不穿鞋,脚指头也能一眼就看见。
对早期人类来说,日常生活也够用了。
要是处理更大的数字呢,古人会用堆石头的办法来处理。
有些部族没有文字,他们就是这么干的,5 个石头放一堆。他们已经习惯了使用 5 的倍数来分割数字。
因为人有 5 个手指头,这也是用手指头计数的习惯延伸。
实际上,根据现代的研究,在 5 进制和 10 进制之前,人类还曾经使用过 2 进制和 3 进制。
但是最后还是都败给了 5 进制和 10 进制。
对亚马逊几百个部落的统计研究表明,将近 1/3 的人在使用 10 进制,另有大约 1/3 的人在使用 5 进制或者 5 进制和 10 进制混合使用,剩下的不到 1/3 的人在使用 2 进制,而那些使用 3 进制的人则不到 1%。
此外,20 进制出现在大约 10% 的部落中。
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当然用石头来计数实在是一种不可靠的方法,手一抹数字就全没了,只剩下一大摊石头子儿。
史前人类喜欢在一根木棒或者是一块骨头上划下刻痕,用这种方法来记录数字。
当然啦,木头棍是会烂掉的,这些棍子能够保留至今的寥寥无几,骨头倒是能保存长久一些。
人们在欧洲找到了一块来自幼狼身上的骨头,上面深深地刻下了 55 道刻痕,而且这些刻痕被排列成了两串,第 1 串 25 道,第 2 串 30 道,每一串刻痕之内,又按照 5 个一组的方式排列。
这也就说明,数字的起源非常早——这块骨头起码有 3 万年的历史了。
当然还有一些其他方面的旁证,这些痕迹都保留在人类的语言里。
比如说英语里 11 和 12 这两个单词的起源,实际上是指「剩余 1」、「剩余 2」,这个剩余是什么意思呢?其实就是进位的余数。
数字超过 10 了,多出 1,多出 2。这明显就是 10 进制的表现。
当然,也有人说,印
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