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数学史的大事件——六十进位值制记数法的起源

六十进制是以60为基数的进位制,源于公元前3世纪的古闪族,后传至巴比伦,流传至今仍用作纪录时间、角度和地理坐标。其他文明也有使用六十进制,如西新几内亚的Ekagi族。

1 基本简介

数字6012个因子,即123456101215203060,其中235是质数。由于拥有较多因子,六十进制的数可被较多数整除;换言之,可以分拆成多种不同的时间长度,例如一小时可以被看作230分钟、320分钟、415分钟等。60也是可同时被16整除的最小的数字。

2 表示方法

常规表示法:数字用0~9A~Za~x表示,其中A~Z代表10~35a~x代表36~59

分数表示法:与其他进位系统一样,六十进制的系统可以用来表达分数,而循环小数也是很常见的:

3 发展历史

在古代的美索不达米亚时代,数字以楔形文字表达,分“个位”和“十位”,1Y代表,2YY3YYY,如此类推,直至910则为<20<<,如此类推,直至50<<<<<),如下图:

大过59个数字,就重覆以上符号作标示。闪族和早期巴比伦没有0的符号,故未必能单就一堆楔形符号即时说出其所代表的数字。到后来,巴比伦人逐渐以点代表零。

4 用途

与其他进位制不同,六十进制在一般运算和逻辑中并不常用,主要用于计算角度、地理坐标和时间。

一小时相等于60分钟,而一分钟则为60秒。于是,'3:23:17'(三小时廿三分十七秒)即相当于3×60^2+23×60^1+17×60^0秒或3×600+23×60?1+17×60?2小时。当中的六十进制数字(即32317)均以十进制数字写出。

相类似的是角度,一个圆形被均分成360度,每一度有60角分,一角分等于60角秒。

在农历中,有六十甲子的概念,以天干与地支两者经一定的组合方式搭配成六十对,为一个周期。

5 起源的相关说法

六十进位值制记数法是巴比伦数学最突出的特点之一。巴比伦人为什么取60作为进位的基数呢我们认为基数60的选取可归结为以下五个因素

(1)语言学现象巴比伦的六十进制思想起源于苏美尔人。早在公元前三十世纪苏关尔人的语言中就有了六十进数学观念要弄清这个问题必须考虑语言与文字的相互作用因而牵涉到语源学问题。

(2)自然分数的存在楔形文记数法中有一点值得注意那就是表示1/21/32/31/45/6都用特别的记号。这些“自然分数使用率很高进位基数的选择无疑要为其提供方便因此应当含有因子2346。这就使我们联想到其公倍数1260等。

(3)政治需要巴比伦的六十进位值制记数法起源于乌尔第三王朝约公元前2113~2006。这一时期的巴比伦政治上实行中央集权制这促使一个统一的标准化度量衡制度特别是货币制度度量银币的重量制的建立。

(4)货币经济的发展在巴比伦的经济文献,度量银币的重量单位起着重要的作用其主要单位是米那(mina)和赛克尔(shekel)根据他们所表示的原始重盘1米那=60赛克尔。随着时间的推移这种关系逐渐推广到其它单位进而用来表示一般的数的关系。

(5)数学本身的需要由于60234661012153060的倍数因此它在一定程度上可使计算简化六十进分数的计算几乎和整数一样容易。六十进位值制记数法的优越性在早期天文计算中尤为明显因而被希腊人所接受并传向其它国家和地区。

总之六十进位制是经过长期历史发展的产物是多种因素共同作用的结果。位值制思想的产生是由于早期苏美尔人表示160采用同样形状而大小不同的符号因此随着书写形式的规范化,上述符号在大小上的差别消失了从而很自然地导致位值制的产生。另外由于楔形文字刻写的困难必须用尽可能少量的符号表示出所有的数这也是楔形文记数法中首先出现位值制的动因之一


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