ГЛАВА 1.

Что такое число?

Всё, о чём мы не задумываемся, кажется нам простым. Вот, например, цифры.

Математика ещё может быть сложной, а цифры – это просто значки, которые обозначают числа от нуля до девяти. Нам кажется, что по-другому и быть не может! Но многие цивилизации считали иначе.

Числа были всегда и 4 и 5 тысяч лет тому назад, только правила изображения

их былидругими.Носмыслбылодин:числаизображалисьспомощью

определённых знаков– цифр.Цифра- это символ, участвующий в записи числа.

Число- это величина, которая складывается из цифр по определённым правилам.

Эти правила называются системами счисления[1].

До появления числовых обозначений — цифр и букв, с которыми мы сейчас ассоциируем число, наши ранние предки пользовались «эталонами», которые они выбирали по ассоциативному принципу. Например, все знали, что Луна на небе одна, рук (или глаз) у человека две, а пальцев на каждой руке по пять. Поэтичные отголоски такой системы можно отыскать сейчас в раннем словесном счете индусов, где единицу называли Землей, Луной, Брахмой; двойку — «близнецами», «глазами»; пятерку — «чувствами» и так далее.

Позднее древние окончательно определились, что считать нужно тем, чего много и что всегда при себе, и выбрали пальцы, поэтому подавляющее большинство систем счисления основано на принципе счета по десяткам (по количеству пальцев на обеих руках). Из существующих ныне исключений из этого правила можно вспомнить французский язык, где счет ведется двадцатками: 80 — quatre-vingts (4*20), 90 — quatre-vingt-dix (4*20+10). Но и здесь двадцать — это общее количество пальцев на руках и ногах.

Напротяжениимноговековойисториичеловечествасуществовало

множество различных способов записи числа, некоторые дошли до наших времен,

а некоторые остались в истории.

Несколькодесятковлетназадучёные-археологиобнаружилистойбище

древнихлюдей.Внёмонинашливолчьюкость,накоторой30тысячлеттому

назадкакой-тоохотникнанёс55зарубок.Видно,что,делаяэтизарубки,он

считал по пальцам. Узор на кости состоял из 11 групп, по 5 зарубок в каждой. При

этом первые 5 групп он отделил от остальных длинной чертой. Позднее в Сибири

и других районах были найдены сделанные в ту далекую эпоху каменного века(каменные)кораблекрушения,на которых тоже были черточки и точки,сгруппированные по 3, по 5, или по 7.

ГЛАВА 2.

Цифры древних цивилизаций

Цифры в Древнем Египте

Первые написанные цифры, о которых мы имеем достоверные свидетельства,

появились в Египте и Месопотамии около 5000 лет назад. Хотя эти две культуры

находилисьдалекооднаотдругой,ихчисловыесистемыоченьпохожи:

использованиезасечекна деревеиликамнедлязаписипрошедшихдней.

Египетские жрецы писали на папирусе, изготовленном из стеблей определенных

сортов тростника, а в Месопотамии на мягкой глине.

Вегипетскойсистемецифрами являлисьиероглифические символы;

Единица обозначалась тем же иероглифом, что черта, десятка – пяткой, сотня – петлёй верёвки, тысяча – лотосом. А вот десять тысяч для европейца особенно неожиданны, потому что именно эту часть тела мы ассоциируем с жалкими единицами – палец! Сто тысяч обозначались жабой, а вот значок миллиона был уникальным. Он изображал мужчину, преклонившего колено и поднявшего руки, как бы в потрясении перед таким числом. Хотя, если вдуматься, миллион – это ведь всего лишь сто жаб или тысяча пальцев.

Числа,некратные10,записывалисьпутемповторенияэтихцифр.Каждая

цифра могла повторяться от одного до 9 раз.

Цифры племени майя

А вот у майя было целых два способа записывать цифры. Наверное, для скучных людей и для весёлых. В системе для скучных ноль записывался ракушкой, единица – точкой, пятёрка – линией, и этих трёх значков хватало для обозначения любого числа. Тем более, что записывались числа примерно по тому же принципу, что у нас, только система была не десятеричной, а двадцатеричной. То есть, запись точка и ракушка (10) означала наши двадцать (20). А десять записывалась как две черты (5 и 5).

Второй способ записывать числа – иероглифы в виде голов, каждая из которых обозначает числа

от 0 до 19. Причём эта система была наполовину десятеричной: начиная с 11, голова имеет чёткую приставную челюсть, как у 10.

Очевидно, для вычислений использовался первый тип записи, как более наглядный, а головоцифры были только для каллиграфии по камню. Такиецифрыиспользовалиськрайнередко,сохранившисьлишьна нескольких монументальных стелах.

Цифры инков

У инков было два типа письменности. Классическая, узелками (“кипу”) и двумерная, в виде записей на пергаменте, листьях и даже орнаментов на одежде (“килька”). Кипу имела несколько видов сложности. Числовой записью узелками владели все взрослые инки.

Простым письмом владели образованные люди (например, чиновники – инки были очень бюрократической империей), и письмом сложным, необходимым для подробных и детальных записей – только учёные и хронисты. Килька по умолчанию считалась элитным видом письменности, простым людям запрещено было ею пользоваться. Числа, как и слова, в кипу обозначались узелками определённой формы. Учёные утверждают, что инки пользовались десятеричной системой счисления и записывали числа, как мы показываем их на счётах – только вместо рядов костяшек были ряды узлов.

Во время испанской и португальской колонизации Южной Америки испанцы занимались систематическим уничтожением кипу. Так пропали многие бесценные исторические хроники. Инки были первым народом, который использовал двойной счёт в бухгалтерии (записывали дебет с кредитом). Для вычислений они использовали специфический вид счёта, юпану. Некоторые современные учёные полагают, что юпана работала на фибоначчиевой системе счисления, изобретённой инками, задолго до Фибоначчи.

Вавилонская клинопись

Вавилоняне пользовались шестидесятеричной системой счисления, но внутри каждой шестидесятки она, судя по способу записи, была обычной десятеричной.

Вавилоняне, славились своими астрономическими наблюдениями и расчётами (с помощью своего изобретения абака). Они унаследовали эту систему счисления от шумерской и аккадской цивилизаций. Она применялась за две тысячи лет до н. э.

Для записи чисел использовались всего два знака: прямой клин для обозначения единиц и лежачий клин для обозначения десятков внутри шестидесятеричного разряда. Новый шестидесятеричный разряд начинался с появлением прямого клина после лежачего клина, если рассматривать число справа налево.

Вавилоняне пользовались нулём, хотя не рассматривали его как отдельное число:

Вначале нуля не было. Позже ввели обозначение для пропущенных шестидесятеричных разрядов, что соответствует появлению нуля

Цифры Древней Греции

ВДревнейГрецииимелихождениедвеосновныхсистемысчисления-

аттическая(илигеродианова)иионическая(онажеалександрийскаяили алфавитная).

Аттическая система счисления — непозиционная система счисления, применявшаяся в древней Греции до III века до н. э. Она употребляет в качестве цифр греческие буквы, причём цифрами служили первые буквы слов, которые обозначали соответствующие числа.

Черта, обозначавшаяединицу,повтореннаянужное число раз, означала числа до четырех.

После четырех черт греки вместо пяти черт ввели новый символ Π, первую букву слова "пента» (пять). Дойдя до десяти,они ввели еще один новый символ Δ, первую букву слова "дека»(десять).

Так как система была десятичной, грекам потребовались новые символы для каждой новой степени числа 10: символ Hозначал100(хекатон),X- 1000(хилиой),символM- 10000(мириойили мириада).Числа6,7,8,9обозначалисьсочетаниямиэтихзнаков.

При записи чисел сначала записывали большие числа, потом — меньшие. Например,

ΗΔΔΠΙΙΙ - 128

Χ

MMΠΔΔΔΔ - 25 040

Принцип записи чисел в аттической системе счисления имеет значительное сходство с римской системой. Это может быть связано с влиянием восточносредиземноморских культур на этрусков, у которых римляне позаимствовали систему счисления.

После III века до н.э. аттическая система счисления была вытеснена ионийской.

Ионийская или новогреческая — непозиционная система счисления.

Алфавитная запись чисел, в которой в качестве символов для счёта, употребляют буквы классического греческого алфавита, а также некоторые буквы доклассической эпохи, такие как ϛ (стигма), ϟ (коппа) и ϡ (сампи).

Данные символы позволяют записать лишь целые числа от 1 до 999,

например:

• 45 — με
• 632 — χλβ
• 970 — ϡο

Необходимость сохранять порядок букв ради сохранения их числовых значений привела к относительно ранней (4 век до н. э.) стабилизации греческого алфавита.

Цифры Древнего Китая

Этанумерацияоднаизстарейшихисамыхпрогрессивных.

Возниклаона около 4 000 тысяч лет тому назад в Китае.

Хотя в повседневном использовании китайские числа постепенно вытесняются арабскими цифрами, тем не менее, они продолжают широко применяться.

Существует два набора символов — обычная запись для повседневного использования и формальная запись, используемая в финансовом контексте

Записывалисьцифрычисланачинаясбольшихзначенийизаканчивая

меньшими.Еслидесятков,единиц,иликакого-тодругогоразряданебыло,то

сначаланичегонеставилиипереходиликследующемуразряду.(Вовремена

династииМинбылвведензнакдляпустогоразряда- кружок- аналогнашего

нуля).Чтобынеперепутатьразрядыиспользовалинесколькослужебных

иероглифов,писавшихсяпослеосновногоиероглифа,ипоказывающихкакое

значение принимает иероглиф-цифра в данном разряде.

Славянская кириллическая нумерация

Этаформазаписичиселимелаполноесходствосгреческойзаписьючисел.Еслипосмотреть внимательно, то увидим, что после «а» идет буква «в», а не «б» как следует по славянскому алфавиту, то есть используютсятолькобуквы,которыеестьв греческом алфавите.

Чтобыразличатьбуквыицифры,надчислами ставился особый значок —титло ( ~ )

Римская нумерация

Римские цифры появились за 500 лет до нашей эры у этрусков, которые могли заимствовать часть цифр у прото-кельтов.

Древнеримскаясистемасчисления, основана на использовании букв для отображения цифр.Каждаябукваимеларазличноезначение,каждая цифра соответствовала номеру положения буквы

Натуральные числа записываются при помощи повторения этих цифр. При этом, если большая цифра стоит перед меньшей, то они складываются (принцип сложения), если же меньшая стоит перед большей, то меньшая вычитается из большей (принцип вычитания).

Последнее правило применяется только во избежание четырёхкратного повторения одной и той же цифры.

Горизонтальная линия над буквой увеличивает её значение в 1000 раз. Например,

_____ ____

V означает 5000, CIII - 103000 и IXDL - 9550.

Несмотря на то, что латынь называют «мертвым» языком, латинские цифры нашли применение и в наше время в документоведении, оформлении научных работ. Доступность, понятность и четкость сделали их завсегдатаями учебников и рефератов.

ГЛАВА 3.

История возникновения арабских цифр

После крушения Римской империи наиболее влиятельной цивилизацией в средневековой Европе стала арабская. Исламские ученые VIII–XII веков переводили древнегреческие и латинские трактаты по математике, медицине, философии, физике и с помощью них далеко продвинулись в науках. В начале IX века среднеазиатский ученый Аль-Хорезми впервые выделил алгебру как самостоятельную науку («ал-горитм» — это переработанное на современный манер имя ученого, а слово «ал-джебр» впервые фигурировало в названии его сочинения).

В таких условиях искусство счета совершило невероятный скачок, и в нумерации впервые возникло понятие числа «нуль» (по арабски «сыфыр» — пустой, ничто), с которым пришел и принцип позиционной системы счисления, которым мы пользуемся поныне. Эта числовая реформа совершила настоящую революцию в науке: ведь теперь вместо громоздких конструкций появились знакомые каждому школьнику лаконичные цифровые обозначения, с помощью которых очень удобно производить математические расчеты.

При этом называть современные цифры арабскими будет большой исторической несправедливостью, ведь родились они в Индии и назывались «деванагари» (божественное письмо).

Индийско-арабскую систему счисления взяли на вооружение европейские ученые, когда в XII веке начали активно переводить арабских авторов на латинский язык. Распространению новой системы счета способствовало то, что начиная в XIV века в Европе стало открываться много светских школ, готовящих торговцев. С середины XV века новые цифры активно фигурировали на европейских монетах разных стран и именно тогда вошли в широкий обиход.

Неважно, откуда берет истоки история возникновения чисел, главное, они стали достоянием всего мира. Цифры легко пишутся и запоминаются, что облегчает и смысловое восприятие. Ведь перед нами не длинная вереница закорючек и букв.

Системы счисления

«Наша система счисления имеет три основных характеристики:она

позиционная, аддитивная и десятичная.

-Позиционная,поскольку каждая цифра имеет определенное значение

согласно ее месту,занимаемое в ряду,выражающем числом:2 означает две

единицы в числе 52 и двадцать единиц в числе 25.

- Аддитивная, или слагаемая, поскольку значение одного числа равно сумме

значений цифр, образующих его. Так, значение 52 равно сумме 50+2.

-Десятичная, поскольку каждый раз, одна цифра смещается на одно место

Влево в написании числа, его значение увеличивается в десять раз. Так, число 2,

имеющее значение две единицы,превращаетсявдвадцатьединицвчисле26,

поскольку перемещается на одно место влево.

Арабская позиционная нумерация, которой мы пользуемся сегодня, очень проста в записи, с ее помощью удобно считать.

Но не все системы счисления могли этим похвастаться. Уже упомянутая египетская система счисления была аддитивной: единицы, десятки, сотни, тысячи (и выше) имелись свои изображения, которые при записи ставились в ряд друг за другом, а число получалось путем простого прибавления цифр. К примеру, это на самом деле является египетской записью числа 2334:

По аддитивному принципу была выстроена и греческая нумерация, заимствованная нашими древнерусскими предками, а также народами древней Грузии и Армении.

Древнерусская запись числительных велась с помощью букв кириллицы или глаголицы. То есть кириллическая запись числа 217 выглядела бы как простая запись букв С I З, а на глаголице — вот так:

Римская нумерация — наиболее простой пример субстративного метода, смешанного с аддитивным. Здесь цифры как прибавляются друг к другу, так и вычитаются друг из друга: MXCVIII — это 1000+(100-10)+5+3=1098.

Сравнение записи цифр у разных народов

При изучении записи цифр у разных народов, я пришел к выводу, что цифры

большинства из них похожи.При записи чисел во всех,кроме древнекитайской

системы счисления,используется аддитивный способ. В Китае–

мультипликативная система счисления.