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談談進位法 (第 5 頁)

唐文標

 

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.原載於數學傳播第四卷第三期
.作者當時任教於政大應數系
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(五)基數問題進位

全世界人共同使用統一的基底進位系統,固然是件了不起的大事,(有一天大家說同一方言,豈不更妙?)但是,使用那一個數字為基底最好呢?卻是一個難題。

毫無疑問,我們現在每天用的十進位數字系統,完全為了十個手指頭的理由。而且歷史性的習慣的運用下來,是到了不可能改正的地步,也許亦非必要。

理論上的探討,僅當作一個有趣的問題而已。

德國慕尼黑大學數學教授 Heinrich Tietze 在《數學上著名難題》中(第八章,163頁)曾說:

習慣力量,和我們自己的手,使我們認為十進位法系統很簡單,十二進位法系統便複雜和陌生多了。但就以十這個數字來說,卻並無內在性質,(除了解剖學上碰到的那一個。)讓這個數字在數學上比十二更適合當基底數字。

歷史上,很早亞里士多德(公元前384年至322年)就提到十進位法起源於人身天生的理由。巴斯葛(1623∼1662)和萊布尼滋都考慮了十以外的進位系統。有名的法國自學者巴風(Buffon, 1707∼1188)就鼓吹過使用十二進位法系統。

原則上,用九作基底的進位數系,或十一作基底,都不會影響大局,不會改變人類歷史,不會左右社會生活,甚至其基本的數學性質,或數與數間的相對關係,都沒有多大不同,數學的性質對代表它的數學系統是不變的,且相互獨立的。

即使在文化中,每個數字都可以通過文字、歷史、和傳統用法來推引、附會、美譽、或誹謗,如果一定要說「彌」和「多」的佳言賀語,每個數目字都可以,從高雄市的街道各字,「三多」、「四維」、「五福」、「六合」、「七賢」、「八德」、「九如」、「十全」等等。清代汪中有一篇筆記〈釋三九〉,後來彭仲鐸先生也在《國文月刊》寫過一文,〈釋三五九〉(1942)說到古代數字形容事物的用法,因為一是數之始也,九是數之成也。進一步,三也是一個小結,亦有表示眾多數之意。可能亦因為是「十」進位的緣故,三、五、九代表眾多數,而二、七之類表示少數,蓋一二之所不能盡,則約之以三,三之所不能盡者,別約之九,以見其極多也。因此,古代引用到數字時,若非根據典故或實有所指,則三、五、九只是虛指「眾多」或「圓滿」,我們不必太追究、「腸一日而九回」,或「焉住而不三黜」,三和九的實際意義。

文字的起源應不會在數字之前,古人運用數字的習慣,當然與社會上的制度和風俗有關,中國由於地理環境及農立國的關係,很早便應用十進位法,文字方面顯然與此相成。至於為何用九多於用十,原因混雜。

(1)由於十進位法,至九而法盡。因此素問:《三部九侯論》有說:

「天池之至數始於一,終於九焉。」

因而諸多附會也由於而起。如九宮算法。十進位中的基本運算,在古代知識未能普及,數學頗為困難,乘除法不易了解,九因歌本來是最簡單的方法來教育民眾,也不免添上神話,作有理化的解釋。

「虙戲作造六 [山企] 以迎陰陽,畫八卦,作九九之數,以合天道。」

這是管子:〈輕重篇〉的話。劉徽:〈九章注〉也說

「庖義始畫八卦,作九九之街」

也許是在十進位中,十是至數、盡數。中國傳統的悲觀哲學,不願走極端,所以到九便知足了。其中的分別點,在「九死其猶未悔」,到「十死不赦」,頗有界線。九數之極也,一到十便不能回轉了。

(2)九是天文方位上有關的數字。諸天周長三百六十度,九是一個較小可用的約數。九天,九冬,九野等。古人取其成數,地球繞太陽一周約三百六十度,分為九十日一季由是九與人的生活發生密切關係,轉而應用到現實事物的命名和形容上面了。

   

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編輯:洪瑛 最後修改日期:4/26/2002