阿拉伯數字的歷史

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  阿拉伯數字的來歷

  1、起源

  公元500年前後,隨著經濟、婆羅門文化的興起和發展,印度次大陸西北部的旁遮普地區的數學一直處於領先地位。天文學家阿葉彼海特在簡化數字方面有了新的突破:他把數字記在一個個格子裡,如果第一格里有一個符號,比如是一個代表1的圓點,那末第二格里的同樣圓點就表示十,而第三格里的圓點就代表一百。這樣,不僅是數字符號本身,而且是它們所在的位置次序也同樣擁有了重要意義。以後,印度的學者又引出了作為零的符號。可以這麼說,這些符號和表示方法是今天阿拉伯數字的老祖先了。

  2、阿拉伯數字應該稱為印度數字

  公元3世紀,古印度的一位科學家巴格達發明了阿拉伯數字。最古的計數目大概至多到3,為了要設想“4”這個數字,就必須把2和2加起來,5是2加2加1,3這個數字是2加1得來的,大概較晚才出現了用手寫的五指表示5這個數字和用雙手的十指表示10這個數字。這個原則實際也是數學計算的基礎。羅馬的計數只有到Ⅴ***即5***的數字,Ⅹ***即10***以內的數字則由Ⅴ***5***和其它數字組合起來。Ⅹ是兩個Ⅴ的組合,同一數字符號根據它與其他數字符號位置關係而具有不同的量。這樣就開始有了數字位置的概念,在數學上這個重要的貢獻應歸於兩河流域的古代居民,後來古鯿人在這個基礎上加以改進,併發明瞭表達數字的1,2,3,4,5,6,7,8,9,0十個符號,這就成為今天記數的基礎。八世紀印度出現了有零的符號的最老的刻版記錄。當時稱零為首那。

  兩百年後,團結在伊斯蘭教下的阿拉伯人征服了周圍的民族,建立了東起印度,西從非洲到西班牙的阿拉伯帝國。後來,這個伊斯蘭大帝國分裂成東、西兩個國家。由於這兩個國家的各代君王都獎勵文化和藝術,所以兩國的首都都非常繁榮,而其中特別繁華的是東都——巴格達,西來的希臘文化,東來的印度文化都彙集到這裡來了。阿拉伯人將兩種文化理解消化,從而創造了獨特的阿拉伯文化。

  大約700年前後,阿拉伯人征服了旁遮普地區,他們吃驚地發現:被征服地區的數學比他們先進。於是設法吸收這些數字。

  771年,印度北部的數學家被抓到了阿拉伯的巴格達,被迫給當地人傳授新的數學符號和體系,以及印度式的計算方法***用的計演算法***。由於印度數字和印度計數法既簡單又方便,其優點遠遠超過了其他的計演算法,阿拉伯的學者們很願意學習這些先進知識,商人們也樂於採用這種方法去做生意。

  後來,阿拉伯人把這種數字傳入西班牙。公元10世紀,又由教皇熱爾貝·奧里亞克傳到歐洲其他國家。公元1200年左右,歐洲的學者正式採用了這些符號和體系。至13世紀,在義大利比薩的數學家費婆拿契的倡導下,普通歐洲人也開始採用阿拉伯數字,15世紀時這種現象已相當普遍。那時的阿拉伯數字的形狀與現代的阿拉伯數字尚不完全相同,只是比較接近而已,為使它們變成今天的1、2、3、4、5、6、7、8、9、0的書寫方式,又有許多數學家花費了不少心血。

  阿拉伯數字起源於印度,但卻是經由阿拉伯人傳向四方的,這就是後來人們誤解阿拉伯數字是阿拉伯人發明的原因。

  3、“0”的起源與印度佛教

  瓜廖爾石碑876年 印度數碼中表示零的“點號”逐漸演變為圓,也就是現在的“0”這一演變過程最遲完成於九世紀。印度876年出土的的瓜廖爾石碑見證這一過程。該石碑上有記載無誤的“0”,用圓圈表示零,是數學史的一大發明。“0”的出現是數學史上一大創造。“0”一直被人們稱為阿拉伯數字,其實,它的誕生地卻是在古代印度,它的起源深受佛教大乘空宗的影響。大乘空宗流行於公元三至六世紀的古代印度。恰正是在它流行後期,在印度產生了新的整數的十進位值制記數法,規定出十個數字的符號。以前計算到十數時空位加一點。用“.”表示,這時發明了“0”來代替。“0”的梵文名稱為Sunya,漢語音譯為“舜若”,意譯為“空”。0乘以任何一個數,都使這個數變成0。大乘空宗由印度龍樹及其弟子提婆所創立,強調“一切皆空”。0的這一特殊就反映了“一切皆空”這一命題所留下的痕跡。0是正數和負數的分界點,也是解析幾何中笛卡兒座標軸上的原點。沒有0也就沒有原點,也就沒有了座標系,幾何學大廈就會分崩離析。這種認識,同樣有可能受了大乘空宗的啟發。大乘空宗的“空”,在某種意義上也可以看做是原點,是佛教認識萬事萬物的根本出發點。大乘空宗認為,無論是正面的天堂還是反面的地獄,不管是天神或是魔鬼,都不免入相,脫離不了輪迴之苦。天神享盡福報,照樣會墮入畜生道或餓鬼道,也有可能走向自己對立面而成為魔。大乘佛教說“空”道“有”,都強調不可執著。這種說法與0的特殊在數學上表述,在哲學上有其相同之處。公元七世紀中葉,印度的記數法開始向西方傳播,公元八世紀末傳入阿拉伯國家。印度數字經阿拉伯人改進後傳入歐洲,被稱為阿拉伯數字或印度——阿拉伯數字。

  4、演變

  公元前2500年前後,古印度出現了一種稱為哈拉巴數碼的銘文記數法。到公元前後通行起兩種數碼:卡羅什奇數字和婆羅門數字。公元3世紀,印度科學家巴格達發明了阿拉伯數字。公元4世紀後阿拉伯數字中零的符號日益明確,使記數逐漸發展成十進位值制,

  例如公元8世紀後出現的德溫那格利數字。

  大約公元9世紀,印度數字傳入阿拉伯地區,從原來的婆羅門數字匯出兩種阿拉伯數字:被中東的阿拉伯人使用的東阿拉伯數字和被西班牙的阿拉伯人使用的西阿拉伯數字。東阿拉伯數字和阿拉伯人使用的形式很相似,西阿拉伯數字後來發展成我們廣泛使用的形式。

  阿拉伯數字筆畫簡單,書寫方便,加上使用十進位制便於運算,逐漸在各國流行起來,成為世界各國通用的數字。

  傳播

  1、傳入歐洲

  十個數字符號後來由阿拉伯人傳入歐洲,被歐洲人誤稱為阿拉伯數字。由於採用計數的十進位法,加上阿拉伯數字本身筆畫簡單,寫起來方便,看起來清楚,特別是用來筆算時,演算很便利。因此隨著歷史的發展,阿拉伯數字逐漸在各國流行起來,成為世界各國通用的數字。

  2、傳入中國

  阿拉伯數字傳入我國,大約是13到14世紀。由於我國古代有一種數字叫“算籌”,寫起來比較方便,所以阿拉伯數字當時在我國沒有得到及時的推廣運用。20世紀初,隨著我國對外國數學成就的吸收和引進,阿拉伯數字在我國才開始慢慢使用,阿拉伯數字在我國推廣使用才有100多年的歷史。阿拉伯數字現在已成為人們學習、生活和交往中最常用的數字了。

  拓展:阿拉伯人對數學的貢獻

  阿拉伯大數學家花拉子密把代數學發展成一門獨立的數學分支,他寫的《還原與物件的科學》成為數學歷史上的名著,他本人也被稱為代數之父,他的著作到16世紀的時候還是歐洲各主要大學的教科書。其他的阿拉伯數學家在三角幾何等方面都有重大成就,他們把三角學發展成一門獨立的學科,並把圓周率算到17位數值,打破了中國數學家祖沖之保持了一千年的記錄。在幾何學方面,他們把圖形和代數方程式聯絡起來,成為解析幾何的先驅,後來的笛卡兒的解析幾何也是在阿拉伯人的基礎上實現的。 阿拉伯人對科學的最大貢獻是以阿拉伯數字為工具,結合古希臘的邏輯學發展出完善的代數學,今天的“代數***ALGEBRA***”一詞即來自阿拉伯語***AL-JABR***。奧瑪爾•海亞姆是《代數問題的論證》***簡稱《代數學》***一書的作者,在數學尤其是代數學歷史上堪稱最傑出者之一。另外,奧瑪爾•海亞姆還進一步發展了二項式定理。

  三角學在阿拉伯數學中佔有重要地位,它的產生與發展和天文學有密切關係。阿拉伯人在印度人和希臘人工作的基礎上發展了三角學。他們引進了幾種新的三角量,揭示了它們的性質和關係,建立了一些重要的三角恆等式。給出了球面三角形和平面三角形的全部解法,製造了許多較精密的三角函式表。系統而完整地論述三角學的著作是由十三世紀的學者納西爾丁完成的,該著作使三角學脫離天文學而成為數學的獨立分支,對三角學在歐洲的發展有很大的影響。

  在近似計算方面,十五世紀的阿爾卡西在他的《圓周論》中,敘述了圓周率π的計算方法,並得到精確到小數點後16位的圓周率,從而打破祖沖之保持了一千年的記錄。此外,阿爾卡西在小數方面做過重要工作,亦是我們所知道的以「帕斯卡三角形」形式處理二項式定理的第一位阿拉伯學者。

  阿拉伯幾何學的成就低於代數和三角。希臘幾何學嚴密的邏輯論證沒有被阿拉伯人接受。

  總的來看,在世界上大多數地方正處於科學上貧瘠的時代,阿拉伯的數學成就很大,歐洲人主要就是通過阿拉伯數學家的譯著才瞭解古希臘和印度以及中國數學的成就,可見阿拉伯人對於數學的貢獻之巨大。