所有的数学,都是为了解决有趣的问题。
我举个例子。
你知道,为什么计算机要用二进制吗?
这个问题可能有点简单。因为计算机的各个门电路,只有“开”和“关”两种状态。那就用“0”来表示关,用“1”来表示开。简单、方便。
既然这么简单,可为什么绝大部分的国家,到最后采用了十进制呢?
是为了解决计数的问题。
我今天采回了一批果子,和你们共享。你家分多少颗,他家分多少颗,这就得有个数。
怎么记这个数呢?用计算器吗?进制诞生的时候,不光是没有计算器,恐怕是连本子都没有。
那怎么办?
于是,拥有高等智慧的人类,不约而同地望向了自己的双手。
这十根手指,不就是天赐的计算器吗?分一颗,掰一根。分两颗,掰两根。
分十一颗……好吧,再掰一轮。
可是,既然十进制是天赐的宝物,为什么还有十二进制呢?
比如说,星座,是十二进制的。生肖,也是十二进制的。
为什么?是因为古代有一个特殊的种族,长了十二根手指吗?
那倒不是。其实答案,依然在你的手上。
如果,你不嫌弃的话,我想邀请你和我一起做这样的一套动作。
第一步,张开你的右手。
第二步,移动你的大拇指,放到食指最下面的指节上,并默念:1。然后向上移动你的大拇指,放到食指中间的指节上,并默念:2。再向上移动,并默念:3。
第三步,移动你的大拇指,放到中指最下面的指节上,并默念:4。
最终,你会成功地数到12。
怎么样?算出我的财运了吗?能和我说说吗?
不闹了。这就是十二进制。不是有人长了十二根手指头,而是因为有的人习惯掰手指,有的人习惯点指节。
那那那...为什么还有六十进制呢?
比如说,闹钟,是六十进制的。甲子纪年法,也是六十进制的。
不卖关子了。答案,仍然在你的手上。
有的人习惯掰手指,有的人习惯点指节。那把“掰手指”和“点指节”结合一下,就是六十进制了。
你看,用右手掰手指,能计五个数。用左手点指节,能计十二个数。
是的,你已经想到了。五乘以十二,就是六十。
你再猜猜,这个世界上,有没有二十进制呢?
当然。人类有双手双脚,共计二十个指头,当然也会有二十进制的计数法。据说,玛雅人用的就是二十进制。
至于二十进制为什么很少被使用的话...
大概是因为用脚计数不文明吧。
二进制,十进制,十二进制,六十进制,二十进制,都是为解决有趣的问题而生的。
想象一下,如果小学的数学老师,真的带着你掰了一节课的手指,你还会忘记这些知识吗?
我猜,不会的。因为你知道,那些数学公式,投射到现实世界里,到底是为了解决一个什么样的问题。
我再举个例子。
也许,你觉得自己的数学成绩是一场灾难。
可你知道吗?和世界上其他国家的同学比起来,你有着得天独厚的优势。
为什么?
因为汉语,在帮你学数学。
看到这里,你可能会有点疑惑。学数学,和汉语有什么关系?
我举个例子。
如果你愿意的话,请口算一下,13乘以9,等于多少?
没错,是117。
请问,你是怎么算出来的呢?
我猜猜看,是不是“三九二十七”,“一九得九”,二十七加九十,得出的117?巧了,我也是这么算的。
我想再问一个“无聊”的问题:这个“三九二十七”,是哪来的?
来自一张流淌在血液里的表格——九九乘法表。
是的。我和你一样,也背过这张九九乘法表。我们今天所拥有的口算能力,都建立在这张表的基础之上。
可是你知道吗?如果你在一些外国友人的面前,通过口算得出了13乘以9等于117,他会像看神仙一样看着你的。
为什么?因为在这个世界上的很多国家,是没有九九乘法表的。
没有九九乘法表?那怎么口算?
挺新奇的。我试着讲给你听。
比如说,古埃及人。
很久很久以前,古埃及人还生活在国王的统治之下。耕田种地,那是要交税的。
怎么交?
按土地面积交。横着走13步,竖着走9步,就是这块土地的面积。
可是,没有九九乘法表,13乘以9要怎么算呢?
古埃及人,是用堆石头的方法来解决的。
怎么堆?
第一行,先在左手边,放下13颗石子。再在右手边,放下1颗石子。
那第二行呢?要怎么堆?
翻倍。先在左手边,放两次13颗,也就是26颗。再在右手边,放两次1颗,也就是2颗。
第三行,也是同样的道理。左手边是26的翻倍52颗,右手边是2的翻倍4颗。
那要堆到什么时候?
堆到右手边能加出9的时候。
你看,右手边的第一行,是1颗石子。第四行,是8颗石子。一共就是9颗。
左手边的第一行,是13颗石子。第四行,是104颗。一共就是117颗。
天啊,这也太神奇了。
还有吗?
再比如说,俄罗斯人。
战斗民族是怎么解决乘法问题的呢?
第一行,先在右手边,写上13。再在左手边,写上9。
第二行,在右手边减半(6.5),但只取整数,写上6。再在左手边,翻倍,写上18。
第三行,右手边就是3,左手边就是36。
第四行,右手边就是1,左手边就是72。
有趣的事情又出现了。
右手边,有三个奇数:13,3,1。三个奇数的左手边,对应着三个数字:9,36,72。
9+36+72。没错,也是117。
其实,不光是古埃及和俄罗斯,这个世界上,还有各种各样五花八门的乘法计算方式。
虽然,这些计算方式看上去很“怪异”。但是,准确且有效,就是计算的意义。
可是,在效率上,几乎没有任何一种计算方式,能够媲美九九乘法表。
既然如此,没有九九乘法表的国家,为什么不引进呢?
答案是,语言。
汉语中的数字,一、二、三...九,都是单音节的。英语中的数字,one,two,three...nine,既有单音节,又有双音节。
我们小时候背的九九乘法表,朗朗上口,音律感特别强。
想象一下,英语世界的孩子们要是背九九乘法表,那得乱成什么样?
俄罗斯的孩子说,你们聊,我先走了。
你发现了吗?数学的背后,就是一个又一个有趣的问题。
数元思维数学,就是用来窥探万物本质的,继而挖掘出捷径来。
网友评论