空位表零法的发明

2012年03月02日

    在人类古代文明进程中，数字“0”的发明无疑具有划时代的意义。有了“0”，不仅使记位数字的表达简洁明了，使得数学运算简便易行，而且从“0”的概念出发，发展出逼近零的无穷小数从而产生导数，进而产生微分和积分。可以毫不夸张地说，“0”是数字中最重要和最具有意义的数。没有“0”，便没有现代数学，也就没有在此基础之上建立的现代科学。

古代人们普遍采用细绳系结的方法来记数

    在阿拉伯数字发明和传播以前，没有1、2、3、4、5、6、7、8、9、0这十个数字的符号。当时人们是如何计数的呢？那时候，人们普遍采用细绳系结的方法来记数，一个结表示1，两个结表示2，10个结为一摞。如果数字在一百以内，系结的方法还是比较简明易记，但如果数字很大，譬如自己部落的人口超过了万人，显然，这种方法非常费事。后来，罗马人改进了一步，他们发明了罗马数字：I表示1，II表示2，V表示5，X表示10，L表示50，C表示100，D表示500，M表示1000等等。他们采用在高数值符号的左面附上一个低数值符号的办法来表示这个高数值减去低数值后得到的数。例如用L表示50，X表示10，那么XL就表示40。反之，在高数值符号右面放一个低数值符号，则表示它们相加后的数值，例如LX就表示60。罗马记数法里是没有“0”的。尽管用这种方法，记数变得比较方便，但是，用它来进行运算，还是非常不方便。

　　中国古代在记数中也是没有“0”的。中国文化很早就产生了“空位”的概念，例如八卦中用“—”和空位表示“有”和“无”，即1和0，用以记数1到64。在这一表示中，没有“0”的符号，也没有运算的关系。以后，古代中国人发明了一种“算筹记数法”，对此《孙子算经》中编有押韵的顺口溜：“凡算之法，先识其位。一纵十横，百立千僵，千十相望，万百相当。” 前两句说明数位在记数中的重要意义，后四句则指明了摆放算筹时的一般规则：个位数用纵式，十位数用横式，百位用纵式，千位用横式，万位用纵式，依此类推，交替使用纵横两式。遇到空位，算筹记法的解决方式是不放算筹，成为空档。但其巧妙之处在于因有纵横两种形式，记数时纵横相间，因此空档是易于辨认的，这就在一定程度上避免了可能出现的混淆。当然，在面对连续空位较多，或者末位有多个零的情况时，这种记数法仍存在着不足之处。
   
    在算筹的基础上，中国人发明了“算盘”。东汉末年，许月在《零记忆》中记载，他的老师刘鸿访问隐士天木先生时，天木先生解释了十四种计算方法，其中一种就是珠算，采用的计算工具很接近现代的算盘。这种算盘每位有五个可动的算珠，上面一颗相当于五，下面四颗每颗相当于1。这一记载要比欧洲各国要早。

    算盘的盘面上没有“0”的位置，而取“空格”来代替0。算盘的概念要比古罗马数字前进了一大步，它不仅可以记数，而且方便运算。

    按照西方的传统说法，用符号“0”来表示零，是印度人在公元九世纪发明的，它出现在公元870年瓜摩尔的碑文中。但是，实际上，符号“0”的出现要比这早得多。在公元683年柬埔寨和苏门答腊的碑文中，以及在公元686年苏门答腊附近的邦加岛上的碑文中，均出现这一符号。一些专家认为，这些国家出现的零的符号，是由中国传过去的，而他们又将这符号传到印度。

    当然用空位表示零这是中国人的一项发明，并不是说使用“0”符号的绝对优先权属于我国，因为直到1247年“0”符号才第一次在我国印刷品中出现，尽管我们确信至少在一个世纪以前就已经使用这个符号了，但没有人知道，这个表示零的符号中国人在何时、何地首先使用的，这是需要进一步考证的。