一不可思议有多大(不可思议有多大)
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我们知道在阿拉伯数字传入我国之前,古代中国人是用别的符号和文字表示数字的。比如0-10可以用壹、贰、叁、肆、伍、陆、柒、捌、玖、拾。
更重要的是,我们现在表示分数,小数用的是几分之几或是X/Y这样的形式;如果表示很大的数,用的是10的次幂那样的形式,比如1048。
那么在没有阿拉伯数字的古代中国,怎么表示很大的数,以及很小的数呢?
实际上,至少从夏、商、西周开始,古代中国人就开始使用特殊符号表示数量。比如,公元前14至11世纪的殷墟甲骨文卜辞中的数字是这样的——
殷墟甲骨文卜辞中的数字和它们对应的阿拉伯数字
到了13世纪的南宋时期,南宋数学家秦九韶和金元文学家、数学家李冶用的是另外一套书写更简洁的符号——
至于分数,先秦典籍,还有《算数书》(湖北汉代古墓中发现的竹简,是中国古代最古老的算术书之一)、《周髀算经》(中国古代的数学专业书,成书年代不详)、《九章算术》(中国古代数学著作之一,作者和年代不详)中大量使用了分数。
中国是世界上最早使用一般分数的国家。15世纪时,中亚的波斯(今伊朗)数学家阿尔·卡西(Ghiyāth al-Dīn Jamshīd Mas'ūd al-Kāshī)是除中国人之外第一个使用十进分数的人。16世纪,十进制分数才在欧洲被弗朗德(今比利时北部)数学家西蒙·斯蒂文(Simon Stevin)发明。
15世纪波斯(今伊朗)贫穷的数学家阿尔·卡西求得的圆周率能精确至小数点后第16位,为数学做出了巨大贡献。
那么,古时候的中国人怎么写分数呢?
比如,三国时期魏国的数学家刘徽把 49/91写成:
那如果是很大的数呢?
按北周的《五经算术》和东汉的《数术记遗》记载,比万大的数字,常常使用“亿、兆、京、垓、秭、壤、沟、涧、正、载”十个字来表示。
可是,这几个数并不代表确定的数量级,而是一个粗略的范围。
比如,亿在古时指的并不是10的8次方,也就是108,而是10的5次方,也就是十万和亿之间的一个量级。
后来到了清朝,康熙命人编撰了介绍西方数学的《数理精蕴》。这部书对单位,还有小数和大数的专用名称进行了整理和规范化,其中许多名称沿用至今。
台湾大学数据库中收录的《数理精蕴》中指出,过去的度量衡的数学语言不统一,因而该书对度量衡进行了规范化,并提出了沙、尘、埃等数量级名称。
但《数理精蕴》中的一些数量级名称就逐渐不流通了。比如,成语“不可思议”其实是10的64次方,也就是1064,“极”指的是1048,“无量大数”指的是1068。
可观测宇宙的直径是8.8×1026米,根据《数理精蕴》,也就是8.8秭(zǐ)。(宇宙中的最大和最小,点我了解)
从这张表里你还可以看到一些奇怪的名称,比如“恒河沙”(1052)、“阿僧祇”(1056)、“那由他”(1060),这些听起来像是外国语的词是从哪儿来的呢?
实际上,它们采用的是来自天竺(古代印度)的佛经中数量级名称的翻译。
比如,在佛经《华严经》中,大数数量级的名称和定义是这样的:
这套数量级早就随着佛教的传播东渡到了日本,因此在2003年于日本召开的《国际高级金属混合物纳米科学研讨会》上,日本主办方使用汉字“尘”作为大会的宣传图。要知道,尘的数量级10-9恰好等同于纳米。
尘相当于纳米,因此纳米原可以翻译成尘米。左图是2003年《国际高级金属混合物纳米科学研讨会》的宣传图。
当然了,佛经中的一些数量级在现实中没有意义,因此并没有被《数理精蕴》收录。
《华严经》中最大的数量级是不可说不可说转
《数理精蕴》中小数的名称也是来自于佛经。比如根据玄奘《大唐西域记》的记载,1 “刹那” = 8.6806×10-18秒。
看到涅槃寂静是不是觉得好深奥,好有禅意和佛理,膝盖都碎完了?
慢着!
实际上,涅槃寂静的数量级只有10-24,而远远没有达到现代物理中最小可测长度的数量级,也就是普朗克长度的数量级——10-35。
介绍西方科学的《数理精蕴》中的最小数量级,在几百年后就随着科技进步被更新了。随着人类认识的进步和科学的发展,我们或许会发现更大或更小的数量级的现实意义。
所以明朝的东方不败要是来到现代,还敢自夸“你有科学,我有奇功”吗?
来自1993年电影《东方不败之风云再起》
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图片来源:wikipedia
参考资料:
zh.wikipedia/wiki/中文数字#cite_note-14
wikiwand/zh-cn/刹那
《中国古代数学:分数与小数》.中国文化研究院著.2002年
结构与键结:从原子构建物质,化学家堆积木
王月霞. (2006). 数学知识篇. 远方出版社.XVI
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