Відмінності між версіями «Трохи історії. Системи числення»

Матеріал з Вікі ЦДУ
Перейти до: навігація, пошук
(Трохи історії)
Рядок 3: Рядок 3:
 
== Трохи історії ==
 
== Трохи історії ==
  
Людство вчилося рахувати дуже повільно. Йому знадобилося багато часу, щоб від примітивної нумерації ("1”, ”2” і "багато”) перейти до сотень і десятків. Навіть навчившись писати, наші предки  ще довго не мали чітко продуманої нумерації, тому  числа й цифри записували  використовуючи ієрогліфи.
+
На зорі появи цифр.
 +
Давно, дуже давно це було. Людина сиділа біля водопою, сховавшись в кущах, і чекав звіра. До води підійшов олень з великими гіллястими рогами. Мисливець загнув палець на руці. Потім до водопою вийшов безрогі олень. Мисливець загнув ще один палець. Всю ніч просидів у засідці мисливець, але більше жодного звіра не побачив. Вранці він розповідав старшому одноплемінникові про свої спостереження:
 +
- Сиджу, дивлюся, вийшов до водопою рогата олень (мисливець для підтвердження поклав на долоню незграбний камінчик), а потім вийшов безрогі олень (поклав поруч з першим овальний камінець). Більше звірів не було до ранку.
 +
- Так до водопою спочатку підійшов один олень, а потім ще один? - Перепитав родич і підняв два пальці.
 +
- Так, - відповів мисливець.
 +
До наступної ночі старший зібрав велику групу чоловіків з списами. Він ретельно продумав, куди посадити одного мисливця, куди - двох, а куди й трьох. Всі були розміщені у водопою так, щоб підійшов олень потрапив в оточення. Полювання була вдалою.
 +
Цей випадок показує, що вже на зорі розвитку людського суспільства люди помічали, що різні групи предметів - звірі, мисливці, камені - можуть мати одне і те ж число: два пальці, два звіра, два камені і т. д. У наші дні про це знає будь-який першокласник. Якщо розкласти навпроти один одного, наприклад, гуртки і палички, неважко переконатися, що гуртків виявиться стільки ж, скільки паличок. Цим ми встановлюємо взаємно-однозначна відповідність. Так і первісні люди, зіставляючи одну групу (безліч) предметів з іншого (іншим множиною), бачили схожість і відмінність обох груп (множин).
 +
У той далекий час розуміння того, що одна група (безліч) може бути схожа на іншу (безліч), стало для людини величезним просуванням в його розвитку. Це було найбільшим відкриттям. Воно допомогло людям навчитися бачити взаємно-однозначна відповідність предметів двох множин, а потім і вважати ці предмети.  
 +
Поступове вдосконалення життєвого укладу первісних людей сприяло виникненню у них потреби вважати, але пройшли десятки століть, перш ніж люди придбали це вміння.
 +
Спочатку людина навчилася виділяти одиничні предмети. Наприклад, зі зграї вовків, стада оленів він виділяв одного ватажка, з виводка пташенят - одного пташеняти і т. д Навчившись виділяти один предмет з безлічі інших, говорили: «один», а якщо їх було більше - «багато» Навіть для назви числа «один» часто користувалися словом, яким позначався одиничний предмет, наприклад: «місяць», «сонце». Такий збіг назви предмета і числа збереглася в мові деяких народів до наших днів.
 +
Часті спостереження множин, що складаються з пари предметів (очі, вуха, крила, руки), призвели людини до уявлення про числі два. До цих пір слово «два» на деяких мовах звучить так само, як «очі» або «крила».
 +
У деяких племенах Австралії довгий час користувалися тільки числами «один» і «два», а всі інші називали, повторюючи ці числа або кажучи «багато».
 +
В одному з австралійських племен вважали інакше. Один називали «малий», два - «булан», три - «гуліба», тобто назви мали тільки три перші числа, а інші числа, наприклад 4, називали «булан-булан» і т. д. Ці історичні факти показують, як люди вчилися рахувати. Так як в далекі часи спілкування між різними народами було ускладнено, способи рахунку та назви чисел у різних місцях однієї країни були неоднакові.
 +
З появою міст і кам'яних споруд все більше людей почали займатися писемністю і началами математики. Найбільш обізнані придумали спеціальні знаки для запису чисел. Ці знаки, що виконують роль цифр, були зручні для читання, але для їх запису було потрібно досить багато часу.
 +
Перший спосіб позначення чисел, що приходить на думку, - паличками. Що може бути легше? Одна паличка значить один, два - два і так далі. Ось одна цікава історія про таку нумерації.
 +
У березні 1917 р. жителі Ленінграда (тоді - Петрограда) були не мало спантеличені й навіть стривожені таємничими знаками, що з'явилися, невідомо як, біля дверей багатьох квартир. Поголос приписувала цим знакам різноманітні значення. Вони мали форму рисок, що чергуються з хрестами.
 +
Пішли зловісні чутки про грабіжницьких зграйках, що позначають квартири майбутніх жертв. «Комісар тимчасового уряду по м. Петрограду», заспокоюючи населення, стверджував, що «таємничі знаки, які чиєїсь невидимою рукою робляться на дверях мирних обивателів у вигляді хрестів, букв, фігур, як з'ясувалося по зробленому дізнанню, робляться провокаторами та німецькими шпигунами »; він запрошував мешканців ці знаки прати і знищувати,« а у разі виявлення осіб, які займаються цією роботою, затримувати і спрямовувати за призначенням ».
 +
Подібні знаки помічені в багатьох будинках на чорних сходах біля дверей квартир. Зазвичай знаки цього типу є у всіх хводних дверей даного будинку, причому в межах одного будинку двох однакових знаків не спостерігається. Їх похмуре накреслення, природно, внушаеат тривогу мешканцям. Між тим, сенс їх легко розкривається, якщо зіставити їх з номерами відповідних квартир. Неважко здогадатися тепер, що хрести означають десятки, а палички - одиниці; так виявилося у всіх без винятку випадках. Ця своєрідна нумерація, очевидно, належить двірникам-китайцям, не розумів наших цифр.
  
Ще у стародавніх євреїв, а згодом і в греків, слов’ян, римлян, виникла нумерація з використанням букв. Вона проіснувала близько 2 000 років.
 
  
Арабські цифри виникли в Індії і в Х—ХІІ ст. були занесені в Європу арабами (звідси й назва). Майже 4 000 р. назад у Вавилоні виникла позиційна нумерація.
+
== Старовинні способи нумерації ==
  
У системі числення єгиптян спостерігався найголовніший принцип сучасної нумерації її 10-кова основа, а у вавилонян другий, не менш важливий, - позиційність.
+
Більш складний спосіб позначення чисел був придуманий римлянами. Вони записували числа черточкмі, і часу для цього було потрібно менше. Вчені припускають, що римська п'ятірка - це спрощене зображення руки з п'ятьма розчепіреними пальцями, а десять - це дві складені разом п'ятірні.
 +
За старих часів на Русі цифри позначалися буквами. Для вказівки того, що знак є не буквою, а цифрою, зверху над ним ставилося спеціальний знак «~», званий «титло» (див. рис.). Тисячі позначалися тими ж літерами з «титлами», що і перші дев'ять цифр, але у них зліва внизу ставилося спеціальний знак. Десятки тисяч називалися «тьми», і їх позначали, обводячи знаки одиниць гуртками. Звідси походить вираз «Пітьма народу», тобто дуже багато народу. Сотні тисяч називалися «легіонами» («легеонамі»), їх позначали, обводячи знаки одиниць гуртками з точок. Мільйони називалися «леодрамі». Їх позначали, обводячи знаки одиниць гуртками з променів чи коми. Десятки мільйонів називалися «воронами» або «брехнею», і їх позначали, обводячи знаки одиниць гуртками їх хрестиків або ставлячи по обидві сторони букви букву К. Сотні мільйонів називалися «колодами». «Колода» мала спеціальне позначення: над буквою і під нею ставили квадратні дужки. Решта числа записувалися літерами зліва направо. При запису великих чисел, ніж тисячі, у практичній діяльності часто замість гуртків знак, що позначає тисячу, ставили перед буквами, що позначали десятки і сотні. У наведеній системі позначення чисел не йшли далі тисяч мільйонів. Такий рахунок називався «малий рахунок». У деяких рукописах авторами розглядався і «великий рахунок», що доходив до числа 10 50. Далі говорилося: «І більше від цього несть людському розуму разумети».
 +
У джерелі № 2 повідомляється, що темрявою називали 106, легеоном - 10 12, леодром - 10 24, вороному - 10 48, а колодою, найбільшим числом великого рахунку, - 10 49. У тому, що далі жовтня 1950 рахунок не вівся обидва джерела згодні.
 +
Схожа нумерація існувала у греков.Для нумерації чисел грецькі математики придумали алфавітну нумерацію. Перша літера їх алфавіту - альфа позначала 1, друга - бета - 2 і т. д.
 +
У дореволюційний час на речі, куплених у офенею або в приватних магазинах, особливо провінційних, можна було часто помітити незрозумілі літерні позначення на зразок
 +
а ві в уо.
 +
Це не що інше, як ціна речі без запиту, яку торговець позначав на товарі, але так, проте, щоб її не міг розгадати покупець. Кинувши погляд на ці букви, торговець відразу проникав у їх прихований зміст і, зробивши надбавку, називав покупцеві ціну із запитом.
 +
Система позначень була дуже проста. Торговець вибирав якесь слово, складене з 10 різних букв; найчастіше зупиняли вибір на словах: працьовитість, правосуддя, ярославец', міролюбец', Міралюбов'. Перша літера слова позначала-1, друга - 2, третя - 3 і т д; десятою буквою позначався нуль За допомогою цих умовних літер-цифр торговець позначав на товарах їх ціну, зберігаючи в строгому секреті «ключ» до своєї системи прибутків.
 +
Якщо наприклад, вибрано було слово
 +
правосуддя
 +
1234567890
 +
то ціна 4 р. 75 к. позначалася так:
 +
в уо.
 +
  Іноді ціна на товарі писалася у вигляді дробу, наприклад:
 +
__е
 +
тро
 +
Це значить при ключі «працьовитість», що треба запросити 1 карб. 25 коп, собі ж книжка коштувала 50 коп. [№ 1, стор 13-14]
 +
«Нумерація» в той час давно вже була у широкому вжитку і зрозуміла була кожному, навіть неграмотному селянинові. Сходить вона, без сумніву, до глибокої давнини і споживані була не тільки у нас. Така нумерація називається «народної».
 +
Цікаво, що ця народна нумерація була колись у нас навіть узаконена: за такий саме системі, тільки більш розвиненою, повинні були вестися збирачами податей записи в податковий зошити. «Складальник, - читаємо ми в старому« Зводі законів », - приймаючи від кого-небудь з домохозяєв вносяться до нього гроші, повинен сам, або через писаря, за-писати в податковий зошити проти імені того господаря, якого числа скільки отримано грошей, виставляючи кількість прийнятої суми цифрами і знаками. Знаки оці для зведення всіх і кожного ввести повсюдно однакові, а саме:
 +
В іншому місці того ж тому «Зводу законів» знаходимо ще раз згадка про обов'язкове вживанні народних числових позначень. Наводяться особливі знаки для тисячі рублів-у вигляді шестикутної
 +
зірки з хрестом в ній, і для ста рублів - у вигляді колеса з 8 спицями. Але позначення для рубля і десяти копійок тут встановлюються інші, ніж у попередньому законі.
 +
Ось текст закону про цих так званих «ясачних знаки»:
 +
«Щоб на кожній квитанції, яка видається родовитому Старості, від якого внесено буде ясак, крім викладу словами, було показиваемо особливими знаками число внесених рублів і копійок так, щоб здають простим рахунком цього числа могли бути впевнені у справедливості свідчення *. Наведені у квитанції знаки означають: (зірка) тисяча рублів, (колесо) сто рублів, (квадрат) десять рублів, X один карбованець, ||||| | | | | десять коп., | Копійку.
 +
«Щоб не можна було зробити тут ніяких додатків, всі такі знаки окреслювати колом прямими лініями». Наприклад, 1232 р. 24 к. зображають так, як показано на малюнку.
 +
Як бачите, що вживаються нами арабські і римські цифри - не єдиний спосіб позначення чисел. За старих часів застосовувалися у нас, та ще й тепер подекуди по селах застосовуються інші системи письмового числення, віддалено схожі з римськими і зовсім не схожі з арабськими цифрами.  
  
У Єгипті для позначення одиниць, десятків і т. д. використовували різні знаки, але розміщення цих символів було довільним. Тому така система числення (СЧ) була не позиційною. У вавилонян – навпаки: запис здійснювався строго за принципом позиційності.
+
== Системи числення. ==
  
Вавилоняни вважали 60 числом божим (60 — число вавилонських богів, причому кожного з цих богів позначено числом від 1 до 60).Шістдесят ліктів висоти має золотий ідол з храму вавилонського царя Навуходоносора (604-562/561 до н.е.). Пізніше з тим самим значенням (незліченої множини) виникли числа, кратні 60 : 300, 360. Давньоперсидський цар Ксеркс (486-465 до н. е.) 300 раз ударив Геллеспонта. Кір, теж давньоперсидський цар — 558-529 до н. е., глибоку річку Гіндес, в якій утопився один з його любимих коней, поділив на 360 рукавів. В одній персидській пісні співається про 360 корисних застосувань пальми.
+
Як вже було сказано, в деяких співтовариствах для рахунку використовувалися пальці рук, однак цей спосіб годився лише в межах 10. Де-не-де прогрес пішов далі: до рахунку долучали і пальці ніг, але все одно залишалася проблема з числами більше 20.  
 
+
Вихід знайшовся: рахувати на пальцях до 10, а потім починати спочатку, окремо підраховуючи кількість десятків. Система числення на основі десяти виникла як природний розвиток пальцевого рахунку. Існувало, однак, кілька відхилень від цієї системи. Наприклад, 4000 років тому жителі Стародавнього Вавилону використовували систему рахунку до 60. Сліди шестидесятеричной системи в наш час збереглися в розподілі години і кутового градуса на 60 хвилин, а хвилини - на 60 секунд.  
Цей народ користувався 60-ковою СЧ. Запис чисел у такому випадку значно спрощувався: окремі знаки використовували для цифр від 0 до 59 (у 10-ковій аналог запису від 0 до 9). Позиційність проявлялася в тому, що перша цифра справа означала кількість одиниць, друга – кільк. шістдесяток, третя - кільк. шістдесяток в квадраті і т. д..
+
У міру розвитку мовлення люди почали використовувати слова для позначення чисел. Відпала необхідність показувати кому-то пальці, камінці або реальні предме-ш, щоб назвати їх кількість. Для зображення чисел стали застосовуватися малюнки, креслення або символи. Наприклад, для відповіді на питання «Скільки овець у стаді?» Досить намалювати чи накреслити групу тварин. Але вважати можна набагато швидше, застосовуючи для позначення чисел будь-які символи. Єгиптяни для чисел до 9 використовували послідовності простих штрихів і спеціальний символ - для 10. Вавілоняни мали аналогічну систему, а римляни ввели новий символ при досягненні 5. Існували і системи з окремими символами для кожної цифри до 9 включно, як в арабській системі числення, яку ми зараз використовуємо, а у греків був спеціальний символ і для 10.  
 
+
З'явилася десяткова система, ймовірно, в Індії. Вибір графічних зображень для цифр, зрозуміло, не є принциповим. Сучасні зображення цифр - проста стилізація древніх арабських цифр. Марокканський історик Абделькарім Боужібар вважає, що арабським цифрам у їх первісному варіанті було надано значення в суворій відповідності з числом кутів, які утворюють фігури.  
Це точно як і в нашій 10-ковій: наприклад: 3 245=5+4*10+2*10^2+3*10^3. Звідси й випливає спосіб переведення чисел із n-кової в 10-кову: Переведення числа a (яке в СЧ з основою n, з цифрами: аk,… a2, a1, a0):
+
У десятковій системі кожна цифра несе подвійну інформацію: своє власне значення і місце, яке вона займає в записі числа (розряд). Такі системи числення називаються позиційними. Римську систему числення можна швидше назвати адитивної, оскільки чосло утворюється при додаванні і відніманні значень спеціальних значків. У адитивних системах числення виконувати арифметичні дії безнадійно - не дивно, що такі системи не прижилися.
 
+
Ось запис із щоденника одного математика:  
<center>[[Файл:3012267.jpg]]</center>
+
«Я закінчив курс університету 44 років від роду. Через рік, 100-річним хлопцем, я одружився на 34-річній дівчині. Незначна різниця у віці - лише 11 років - сприяла тому, що ми жили спільними інтересами та мріями. Через трохи років у мене була вже й маленька сім'я з 10 дітей. Платні я отримував на місяць всього 200 рублів, з яких 1 / 10 мені доводилося віддавати сестрі, так що ми з дітьми жили на 130 руб. на місяць »і т. д.
 
+
На перший погляд дивна біографія, але тільки на перший. Розберемося в чому тут справа.  
(цифри аk,… a2, a1, a0 < n ).
+
А вся справа в тому, що уривок написаний з використанням недесятерічной системи числення, такої звичної для більшості людей. Можна легко здогадатися, яку саме систему використовував автор. Секрет видається фразою: «Через рік (Полсен 44 років), 100-річним хлопцем ...» Якщо в від збільшення однієї одиниці числа 44 перетворюється в 100, значить цифра 4 - найбільша в цій системі числення, тобто основою системи є 5 . Трохи складніше перевести інші числа в «рідну» десяткову. Наприклад, нескладно здогадатися, що одна одиниця третього розряду дорівнює 5 в другому ступені, тобто 25 (так само в десятковій системі одна одиниця третього розряду дорівнює 100, тобто 10 2). А одиниця другого розряду дорівнює 5 1, третього - 5 0. Тепер нескладно відновити реальну біографію дивака-автора.  
 
+
При бажанні можна створити власну біографію в такому ж роді. Скажімо, вам 17 років. Скористаємося для запису віку четвертинної системою числення. Розділимо 17 на 4:  
Розглянемо типовий приклад №1 перетворення числа із 60-кової СЧ в 10-кову:
+
17: 4 = 4, залишок 1  
 
+
Залишок - це і є число одиниць першого розряду. Результат цілочисельного ділення знову поділимо на 4:  
<center>[[Файл:9578255.jpg]]</center>
+
4: 4 = 1, залишок 0
 
+
Тепер залишок - число одиниць другого розряду. Ну а останнє приватне - одиниці третього розряду. Тепер складемо з наших відповідей число. Отримали 101, тобто 17 жовтня = 101 4.
Слід зауважити, що
+
Перешкода може виникнути внаслідок того, що в деяких випадках не буде діставати позначень цифр. При зображенні чисел в системах з підставами більше 10 може з'явитися потреба в цифрах «десять», «одинадцять» і т. д.
 
+
Зазвичай для позначення їх застосовують латинський алфавіт: «десять» позначають буквою «А», «одинадцять» - буквою «В». Коли літери закінчуються, нічого не поробиш - доведеться позначати двома, трьома буквами відразу, та ще й обводити, скажімо, кружечком, щоб було видно, що це цифра, а не двозначне число.  
<center>[[Файл:025926512.jpg]]</center>
+
Неважко виробляти арифметичні дії в різних системах числення. Тільки треба пам'ятати, що переходити через розряд треба, коли цифра перевищує максимально допустиму в даній системі. Легко здогадатися, що для будь-якої системи така цифра на одиницю менше підстави. Зауважимо, що в самій «маленькою» із систем - двійковій - виконувати різноманітні арифметичні дії з точки зору розумового навантаження легше за все, хоча для цього знадобиться багато часу і паперу (якщо вважати стовпчиком). Ну а в цілому це справа звички.  
 
+
Легко довести, що в будь-якій системі числення виконуються такі положення (якщо в системі є відповідні цифри):
Отож, мова йшла про 60-кову СЧ. Її використовують й сьогодні як у науці, так і в повсякденному житті: традиційно годину ділять на 60 хв, хвилину на 60 с і т. д.; градус – на 60 мінут…
+
121: 11 = 11
 
+
144: 12 = 12
Розглядаючи прикл.№1 можна побачити недолік 10-кової СЧ: її незручно використовувати для запису великих чисел, але для цього в математиці придумано стандартний вигляд числа. Великою перевагою 60-кової СЧ є те, що її основа - 60  ділиться на 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 10 , 12 , 15 , 20 і 30 . Ця властивість значно спрощує дробові обчислення. Також великим недоліком 60-кової СЧ є громіздка таблиця множення (3 600 результатів, для порівняння, у 10-ковій їх 100).
+
21 • 21 = 441.
 
+
Із астрономії 60-кові дроби ніколи повністю не зникали, але в інших областях точних наук використовуються вони тепер рідше. І зараз, коли ми записуємо 2год32хв55с, то також використовуємо 60-кову систему числення.
+
 
+
Проте найдавнішою з усіх була, мабуть, лічба парами, тобто по 2. Дуже ймовірно, що саме 2-ковою СЧ на початках користувалися древні єгиптяни. Про це свідчать винайдені ними способи множення та ділення чисел, що ґрунтуються на послідовному подвоєнні одного з множників та дільника і тому не потребують таблиці множення.  
+
 
+
Австралійські аборигени рахували двійками, деякі племена мисливців-збирачів Нової Гвінеї і Південної Америки теж користувалися 2-ковою СЧ.
+
 
+
Про практику лічби парами в Давній Русі свідчить те, що у старослов’янській мові поряд з одниною та множиною для відмінювання іменників існувала ще й особлива форма двоїни.
+
 
+
Хто б тоді міг подумати, що така примітивна нумерація колись стане ”робочою” системою.
+
 
+
Теоретичні аспекти  арифметики у 2-ковій СЧ розробив німецький вчений  Г.В.Лейбніц (1646-1716) ще у далекому 1672 році. Він бачив перевагу даної СЧ у перетворенні необхідних арифметичних дій до найпростішої форми. Так, у цій СЧ надзвичайно просто виконувати арифметичні операції: таблиці множення й додавання містять лише 2 результати: 1+1=10, 1*1=1. Як приклад, розглянемо:
+
 
+
<center>[[Файл:60326019.jpg]]</center>
+
 
+
Як видно, запис чисел тут дещо громіздкий, але, тим не менше, цій СЧ знайшлося застосування у комп’ютерній техніці: кожен 2-ковий розряд моделюється електронним пристроєм, де наявність струму відповідає цифрі 1 , а його відсутність – 0. Спочатку такими пристроями були електромеханічні реле, потім різні види електронних вічок.
+
 
+
Зараз в інформатиці використовують 8-кову та 16-кову (кольори, шрифти і т. д.).
+
 
+
Далі розглянемо 12-кову (дуодецимальну) СЧ.
+
 
+
12-кова СЧ була створена ще давніми шумерійцями (5 тисячоліття до н.е.).
+
 
+
Вона теж є позиційною. Знову ж у цій СЧ спрощуються дробові обрахунки, оскільки 12 ділиться без остачі на 2, 3, 4 і 6, а число  10 (основа 10-кової СЧ) без залишку ділиться тільки на 2 і 5. Даною нумерацією користувалися, в основному, в західній Європі. Перехід до 12-кової СЧ пропонувався в часи Великої французької революції (1789—1799) на засіданнях Революційної комісії з ваг і мір.  
+
 
+
Елементом 12-кової системи в сучасності може служити рахунок дюжинами. Перші три степені числа 12 мають власні назви:  
+
 
+
1 дюжина = 12 штук,  
+
 
+
1 гросс = 12 дюжин = 144 штуки,
+
 
+
1 маса = 12 гроссів = 1728 штук.
+
 
+
Також і сьогодні в деяких країнах для одиниць вимірювання, грошових систем використовують цю СЧ:
+
 
+
У футі 12 дюймів,
+
 
+
У тройському фунті 12 тройських унцій,
+
 
+
Максимальна сила вітру за шкалою Бофорта складає 12 балів,
+
 
+
Шкала балльності, що характеризує ефект дії землетрусу на поверхні має межу 12 балів.
+
 
+
До грошової реформи Великобританії 1971 року 1 шилінг складав 12 пенсів,
+
 
+
В році 12 місяців, Зодіак місить 12 знаків.
+
 
+
Такою системою користуються ще и тепер деякі племена Судану.
+
 
+
Вживання 12-кової СЧ, як і 10-кової, можна пояснити особливістю будави людської руки: 4 пальці однієї руки мають рівно 12 суглобів.
+
 
+
І на закінчення ще про 5-кову СЧ
+
 
+
Явно виражену практичну лічбу п’ятірками описав у ХІХ столітті відомий мандрівник Микола Миколайович Миклухо-Маклай (1846-1888 ). За його свідченням, улюблений спосіб лічби у жителів Нової Гвінеї полягав у тому, що „ папуас загинає один за одним пальці руки, причому вимовляє певний звук, наприклад, „бе, бе, бе” ... Долічивши до п’яти він говорить „ ібон-бе” ( рука ). Потім він загинає пальці другої руки, поки  не доходить до „ ібон-алі” ( дві руки ). Потім іде далі, поки не  доходить  до  „ самба-бе” і „самба-алі” (одна нога, дві ноги). Якщо потрібно рахувати далі, папуас користується пальцями рук і ніг кого-небудь іншого”.  
+
 
+
Сліди 5-кової СЧ збереглися в римській письмовій нумерації. Про це свідчить наявність у ній індивідуальних знаків для чисел 5, 50, 500 – відповідно V, L і D. Форма знака V нагадує кисть руки з витягнутими пальцями. А знак Х для числа 10 у цій системі нагадує і об’єднання двох перехрещених рук, і просте об’єднання двох менших знаків для числа V.
+
  
 
== Посилання ==
 
== Посилання ==

Версія за 09:50, 8 жовтня 2012


Трохи історії

На зорі появи цифр. Давно, дуже давно це було. Людина сиділа біля водопою, сховавшись в кущах, і чекав звіра. До води підійшов олень з великими гіллястими рогами. Мисливець загнув палець на руці. Потім до водопою вийшов безрогі олень. Мисливець загнув ще один палець. Всю ніч просидів у засідці мисливець, але більше жодного звіра не побачив. Вранці він розповідав старшому одноплемінникові про свої спостереження: - Сиджу, дивлюся, вийшов до водопою рогата олень (мисливець для підтвердження поклав на долоню незграбний камінчик), а потім вийшов безрогі олень (поклав поруч з першим овальний камінець). Більше звірів не було до ранку. - Так до водопою спочатку підійшов один олень, а потім ще один? - Перепитав родич і підняв два пальці. - Так, - відповів мисливець. До наступної ночі старший зібрав велику групу чоловіків з списами. Він ретельно продумав, куди посадити одного мисливця, куди - двох, а куди й трьох. Всі були розміщені у водопою так, щоб підійшов олень потрапив в оточення. Полювання була вдалою. Цей випадок показує, що вже на зорі розвитку людського суспільства люди помічали, що різні групи предметів - звірі, мисливці, камені - можуть мати одне і те ж число: два пальці, два звіра, два камені і т. д. У наші дні про це знає будь-який першокласник. Якщо розкласти навпроти один одного, наприклад, гуртки і палички, неважко переконатися, що гуртків виявиться стільки ж, скільки паличок. Цим ми встановлюємо взаємно-однозначна відповідність. Так і первісні люди, зіставляючи одну групу (безліч) предметів з іншого (іншим множиною), бачили схожість і відмінність обох груп (множин). У той далекий час розуміння того, що одна група (безліч) може бути схожа на іншу (безліч), стало для людини величезним просуванням в його розвитку. Це було найбільшим відкриттям. Воно допомогло людям навчитися бачити взаємно-однозначна відповідність предметів двох множин, а потім і вважати ці предмети. Поступове вдосконалення життєвого укладу первісних людей сприяло виникненню у них потреби вважати, але пройшли десятки століть, перш ніж люди придбали це вміння. Спочатку людина навчилася виділяти одиничні предмети. Наприклад, зі зграї вовків, стада оленів він виділяв одного ватажка, з виводка пташенят - одного пташеняти і т. д Навчившись виділяти один предмет з безлічі інших, говорили: «один», а якщо їх було більше - «багато» Навіть для назви числа «один» часто користувалися словом, яким позначався одиничний предмет, наприклад: «місяць», «сонце». Такий збіг назви предмета і числа збереглася в мові деяких народів до наших днів. Часті спостереження множин, що складаються з пари предметів (очі, вуха, крила, руки), призвели людини до уявлення про числі два. До цих пір слово «два» на деяких мовах звучить так само, як «очі» або «крила». У деяких племенах Австралії довгий час користувалися тільки числами «один» і «два», а всі інші називали, повторюючи ці числа або кажучи «багато». В одному з австралійських племен вважали інакше. Один називали «малий», два - «булан», три - «гуліба», тобто назви мали тільки три перші числа, а інші числа, наприклад 4, називали «булан-булан» і т. д. Ці історичні факти показують, як люди вчилися рахувати. Так як в далекі часи спілкування між різними народами було ускладнено, способи рахунку та назви чисел у різних місцях однієї країни були неоднакові. З появою міст і кам'яних споруд все більше людей почали займатися писемністю і началами математики. Найбільш обізнані придумали спеціальні знаки для запису чисел. Ці знаки, що виконують роль цифр, були зручні для читання, але для їх запису було потрібно досить багато часу. Перший спосіб позначення чисел, що приходить на думку, - паличками. Що може бути легше? Одна паличка значить один, два - два і так далі. Ось одна цікава історія про таку нумерації. У березні 1917 р. жителі Ленінграда (тоді - Петрограда) були не мало спантеличені й навіть стривожені таємничими знаками, що з'явилися, невідомо як, біля дверей багатьох квартир. Поголос приписувала цим знакам різноманітні значення. Вони мали форму рисок, що чергуються з хрестами. Пішли зловісні чутки про грабіжницьких зграйках, що позначають квартири майбутніх жертв. «Комісар тимчасового уряду по м. Петрограду», заспокоюючи населення, стверджував, що «таємничі знаки, які чиєїсь невидимою рукою робляться на дверях мирних обивателів у вигляді хрестів, букв, фігур, як з'ясувалося по зробленому дізнанню, робляться провокаторами та німецькими шпигунами »; він запрошував мешканців ці знаки прати і знищувати,« а у разі виявлення осіб, які займаються цією роботою, затримувати і спрямовувати за призначенням ». Подібні знаки помічені в багатьох будинках на чорних сходах біля дверей квартир. Зазвичай знаки цього типу є у всіх хводних дверей даного будинку, причому в межах одного будинку двох однакових знаків не спостерігається. Їх похмуре накреслення, природно, внушаеат тривогу мешканцям. Між тим, сенс їх легко розкривається, якщо зіставити їх з номерами відповідних квартир. Неважко здогадатися тепер, що хрести означають десятки, а палички - одиниці; так виявилося у всіх без винятку випадках. Ця своєрідна нумерація, очевидно, належить двірникам-китайцям, не розумів наших цифр.


Старовинні способи нумерації

Більш складний спосіб позначення чисел був придуманий римлянами. Вони записували числа черточкмі, і часу для цього було потрібно менше. Вчені припускають, що римська п'ятірка - це спрощене зображення руки з п'ятьма розчепіреними пальцями, а десять - це дві складені разом п'ятірні. За старих часів на Русі цифри позначалися буквами. Для вказівки того, що знак є не буквою, а цифрою, зверху над ним ставилося спеціальний знак «~», званий «титло» (див. рис.). Тисячі позначалися тими ж літерами з «титлами», що і перші дев'ять цифр, але у них зліва внизу ставилося спеціальний знак. Десятки тисяч називалися «тьми», і їх позначали, обводячи знаки одиниць гуртками. Звідси походить вираз «Пітьма народу», тобто дуже багато народу. Сотні тисяч називалися «легіонами» («легеонамі»), їх позначали, обводячи знаки одиниць гуртками з точок. Мільйони називалися «леодрамі». Їх позначали, обводячи знаки одиниць гуртками з променів чи коми. Десятки мільйонів називалися «воронами» або «брехнею», і їх позначали, обводячи знаки одиниць гуртками їх хрестиків або ставлячи по обидві сторони букви букву К. Сотні мільйонів називалися «колодами». «Колода» мала спеціальне позначення: над буквою і під нею ставили квадратні дужки. Решта числа записувалися літерами зліва направо. При запису великих чисел, ніж тисячі, у практичній діяльності часто замість гуртків знак, що позначає тисячу, ставили перед буквами, що позначали десятки і сотні. У наведеній системі позначення чисел не йшли далі тисяч мільйонів. Такий рахунок називався «малий рахунок». У деяких рукописах авторами розглядався і «великий рахунок», що доходив до числа 10 50. Далі говорилося: «І більше від цього несть людському розуму разумети». У джерелі № 2 повідомляється, що темрявою називали 106, легеоном - 10 12, леодром - 10 24, вороному - 10 48, а колодою, найбільшим числом великого рахунку, - 10 49. У тому, що далі жовтня 1950 рахунок не вівся обидва джерела згодні. Схожа нумерація існувала у греков.Для нумерації чисел грецькі математики придумали алфавітну нумерацію. Перша літера їх алфавіту - альфа позначала 1, друга - бета - 2 і т. д. У дореволюційний час на речі, куплених у офенею або в приватних магазинах, особливо провінційних, можна було часто помітити незрозумілі літерні позначення на зразок а ві в уо. Це не що інше, як ціна речі без запиту, яку торговець позначав на товарі, але так, проте, щоб її не міг розгадати покупець. Кинувши погляд на ці букви, торговець відразу проникав у їх прихований зміст і, зробивши надбавку, називав покупцеві ціну із запитом. Система позначень була дуже проста. Торговець вибирав якесь слово, складене з 10 різних букв; найчастіше зупиняли вибір на словах: працьовитість, правосуддя, ярославец', міролюбец', Міралюбов'. Перша літера слова позначала-1, друга - 2, третя - 3 і т д; десятою буквою позначався нуль За допомогою цих умовних літер-цифр торговець позначав на товарах їх ціну, зберігаючи в строгому секреті «ключ» до своєї системи прибутків. Якщо наприклад, вибрано було слово правосуддя 1234567890 то ціна 4 р. 75 к. позначалася так: в уо.

 Іноді ціна на товарі писалася у вигляді дробу, наприклад: 
__е 
тро 

Це значить при ключі «працьовитість», що треба запросити 1 карб. 25 коп, собі ж книжка коштувала 50 коп. [№ 1, стор 13-14] «Нумерація» в той час давно вже була у широкому вжитку і зрозуміла була кожному, навіть неграмотному селянинові. Сходить вона, без сумніву, до глибокої давнини і споживані була не тільки у нас. Така нумерація називається «народної». Цікаво, що ця народна нумерація була колись у нас навіть узаконена: за такий саме системі, тільки більш розвиненою, повинні були вестися збирачами податей записи в податковий зошити. «Складальник, - читаємо ми в старому« Зводі законів », - приймаючи від кого-небудь з домохозяєв вносяться до нього гроші, повинен сам, або через писаря, за-писати в податковий зошити проти імені того господаря, якого числа скільки отримано грошей, виставляючи кількість прийнятої суми цифрами і знаками. Знаки оці для зведення всіх і кожного ввести повсюдно однакові, а саме: В іншому місці того ж тому «Зводу законів» знаходимо ще раз згадка про обов'язкове вживанні народних числових позначень. Наводяться особливі знаки для тисячі рублів-у вигляді шестикутної зірки з хрестом в ній, і для ста рублів - у вигляді колеса з 8 спицями. Але позначення для рубля і десяти копійок тут встановлюються інші, ніж у попередньому законі. Ось текст закону про цих так званих «ясачних знаки»: «Щоб на кожній квитанції, яка видається родовитому Старості, від якого внесено буде ясак, крім викладу словами, було показиваемо особливими знаками число внесених рублів і копійок так, щоб здають простим рахунком цього числа могли бути впевнені у справедливості свідчення *. Наведені у квитанції знаки означають: (зірка) тисяча рублів, (колесо) сто рублів, (квадрат) десять рублів, X один карбованець, ||||| | | | | десять коп., | Копійку. «Щоб не можна було зробити тут ніяких додатків, всі такі знаки окреслювати колом прямими лініями». Наприклад, 1232 р. 24 к. зображають так, як показано на малюнку. Як бачите, що вживаються нами арабські і римські цифри - не єдиний спосіб позначення чисел. За старих часів застосовувалися у нас, та ще й тепер подекуди по селах застосовуються інші системи письмового числення, віддалено схожі з римськими і зовсім не схожі з арабськими цифрами.

Системи числення.

Як вже було сказано, в деяких співтовариствах для рахунку використовувалися пальці рук, однак цей спосіб годився лише в межах 10. Де-не-де прогрес пішов далі: до рахунку долучали і пальці ніг, але все одно залишалася проблема з числами більше 20. Вихід знайшовся: рахувати на пальцях до 10, а потім починати спочатку, окремо підраховуючи кількість десятків. Система числення на основі десяти виникла як природний розвиток пальцевого рахунку. Існувало, однак, кілька відхилень від цієї системи. Наприклад, 4000 років тому жителі Стародавнього Вавилону використовували систему рахунку до 60. Сліди шестидесятеричной системи в наш час збереглися в розподілі години і кутового градуса на 60 хвилин, а хвилини - на 60 секунд. У міру розвитку мовлення люди почали використовувати слова для позначення чисел. Відпала необхідність показувати кому-то пальці, камінці або реальні предме-ш, щоб назвати їх кількість. Для зображення чисел стали застосовуватися малюнки, креслення або символи. Наприклад, для відповіді на питання «Скільки овець у стаді?» Досить намалювати чи накреслити групу тварин. Але вважати можна набагато швидше, застосовуючи для позначення чисел будь-які символи. Єгиптяни для чисел до 9 використовували послідовності простих штрихів і спеціальний символ - для 10. Вавілоняни мали аналогічну систему, а римляни ввели новий символ при досягненні 5. Існували і системи з окремими символами для кожної цифри до 9 включно, як в арабській системі числення, яку ми зараз використовуємо, а у греків був спеціальний символ і для 10. З'явилася десяткова система, ймовірно, в Індії. Вибір графічних зображень для цифр, зрозуміло, не є принциповим. Сучасні зображення цифр - проста стилізація древніх арабських цифр. Марокканський історик Абделькарім Боужібар вважає, що арабським цифрам у їх первісному варіанті було надано значення в суворій відповідності з числом кутів, які утворюють фігури. У десятковій системі кожна цифра несе подвійну інформацію: своє власне значення і місце, яке вона займає в записі числа (розряд). Такі системи числення називаються позиційними. Римську систему числення можна швидше назвати адитивної, оскільки чосло утворюється при додаванні і відніманні значень спеціальних значків. У адитивних системах числення виконувати арифметичні дії безнадійно - не дивно, що такі системи не прижилися. Ось запис із щоденника одного математика: «Я закінчив курс університету 44 років від роду. Через рік, 100-річним хлопцем, я одружився на 34-річній дівчині. Незначна різниця у віці - лише 11 років - сприяла тому, що ми жили спільними інтересами та мріями. Через трохи років у мене була вже й маленька сім'я з 10 дітей. Платні я отримував на місяць всього 200 рублів, з яких 1 / 10 мені доводилося віддавати сестрі, так що ми з дітьми жили на 130 руб. на місяць »і т. д. На перший погляд дивна біографія, але тільки на перший. Розберемося в чому тут справа. А вся справа в тому, що уривок написаний з використанням недесятерічной системи числення, такої звичної для більшості людей. Можна легко здогадатися, яку саме систему використовував автор. Секрет видається фразою: «Через рік (Полсен 44 років), 100-річним хлопцем ...» Якщо в від збільшення однієї одиниці числа 44 перетворюється в 100, значить цифра 4 - найбільша в цій системі числення, тобто основою системи є 5 . Трохи складніше перевести інші числа в «рідну» десяткову. Наприклад, нескладно здогадатися, що одна одиниця третього розряду дорівнює 5 в другому ступені, тобто 25 (так само в десятковій системі одна одиниця третього розряду дорівнює 100, тобто 10 2). А одиниця другого розряду дорівнює 5 1, третього - 5 0. Тепер нескладно відновити реальну біографію дивака-автора. При бажанні можна створити власну біографію в такому ж роді. Скажімо, вам 17 років. Скористаємося для запису віку четвертинної системою числення. Розділимо 17 на 4: 17: 4 = 4, залишок 1 Залишок - це і є число одиниць першого розряду. Результат цілочисельного ділення знову поділимо на 4: 4: 4 = 1, залишок 0 Тепер залишок - число одиниць другого розряду. Ну а останнє приватне - одиниці третього розряду. Тепер складемо з наших відповідей число. Отримали 101, тобто 17 жовтня = 101 4. Перешкода може виникнути внаслідок того, що в деяких випадках не буде діставати позначень цифр. При зображенні чисел в системах з підставами більше 10 може з'явитися потреба в цифрах «десять», «одинадцять» і т. д. Зазвичай для позначення їх застосовують латинський алфавіт: «десять» позначають буквою «А», «одинадцять» - буквою «В». Коли літери закінчуються, нічого не поробиш - доведеться позначати двома, трьома буквами відразу, та ще й обводити, скажімо, кружечком, щоб було видно, що це цифра, а не двозначне число. Неважко виробляти арифметичні дії в різних системах числення. Тільки треба пам'ятати, що переходити через розряд треба, коли цифра перевищує максимально допустиму в даній системі. Легко здогадатися, що для будь-якої системи така цифра на одиницю менше підстави. Зауважимо, що в самій «маленькою» із систем - двійковій - виконувати різноманітні арифметичні дії з точки зору розумового навантаження легше за все, хоча для цього знадобиться багато часу і паперу (якщо вважати стовпчиком). Ну а в цілому це справа звички. Легко довести, що в будь-якій системі числення виконуються такі положення (якщо в системі є відповідні цифри): 121: 11 = 11 144: 12 = 12 21 • 21 = 441.

Посилання

Трохи історії



<< Розвиток систем числення