1 美索波达米亚的数学 逻舞可以等待,因为它是水恒的, Oliver Heaviside 1。敷学是在哪里开始出现的? 数学作为一门有组织的、独立的和理性的学科来说,在公元前 600到300年之间的古典希腊学者登场之前是不存在的.但在更 早期的一些古代文明社会中已产生了数学的开端和萌芽.在这些 原始文明社会中,有好些社会只能分辨一、二和许多,并没有更多 的数学知识;有些则知道并且能够运算大的整数.:还有一些能够 把数作为抽象概念来认识,并采用特殊的字来代表个别的数,引入 数的记号,甚至采用十、二十或五作为基底来表示较大的数量.也 可以发现他们知道四则运算,不过仅限于小的数;并且具有分数的 概念,不过只限于,言之类,面且是用文字表达的。此外,古人 也认识到最简单的几何概念如直线、圆和角.也许值得一提的是, 角的概念想必是从观察到人的大小腿(股)或上下臂之间形成的角 而产生的,因为在大多数语言中,角的边常是用股或臂的字来代表 的.例如在英文中,直角三角形的两边叫两臂.(在汉文中直角三 角形的一条直角边也叫股一译者).在这些原始文明中,数学的 应用只限于简单交易,田地面积的粗略计算,陶器上的几何图案, 织在布上的花格和记时等方面.· 在公元前三千年左右巴比伦和埃及的数学出现以前,人类在 数学上没有取得更多的进展.由于原始人早在公元前一万年就开
12 第1章美索波达米亚的数学 始定居在一个地区,建立家园,靠农牧业生活,可见最初等的数学 迈出头几步是多么费时:更由于许许多多古代文明社会竟然没有 什么数学可言,足见能培育出这门科学的文明是多么稀少. 2.美索波达米亚的政治史 ·在上述两个古代文明社会中,巴比伦人是首先对数学主流作 出贡献的.由于我们对近东的特别是对巴比伦古代文明的知识, 大部来自近百年来考古研究的结果,所以这一知识是不完整的,而 且会因以后的新发现而必须加以改正“巴比伦人”这个名词包括 好些同时或先后居住在底格里斯(Tigris)和幼发拉底斯(uphra- ts)两河之间及其流域上的一些民族.这块地方古代叫美索波达 米亚(Mesopotamia),是今日伊拉克的一部分.这些民族居住在独 立的城邑如巴比伦(Babylon),乌尔(Ur),尼普耳(Nippur),苏塞 (Susa),阿塞耳(Aur),乌鲁克(Uruk),拉加希(Lagash),克希 (Ksh)等.公元前4000年左右,同闪族及印度-日耳曼族不同 种族的苏默人(Sumerians)在美索波达米亚的部分地区定居了下 来.他们的首都是乌尔,他们所控制的地区叫苏默.虽然他们的 文化在公元前2250年达到最高点,但甚至在更早的时候,公元前 2500年左右,苏默人就受阿卡德人(Akkadians)的政治控制.这 阿卡德人是闪族,他们的主要城市是阿卡德,当时的统治者是 Sargon.于是苏默文化就被阿卡德文化所淹没了.在Hamiurabi 王(公元前1700年左右)统治期间,文化得到高度发展.这位君王 也以制定一部著名法典而垂名后世, 公元前一千年左右,民族迁徙和铁器的使用产生了进一步的 变革.其后到公元前八世纪,这地区为原住在底格里斯河上游的 亚述人(Assyrians)所统治.据今日所知,亚述人对文化没有什么 新贡献,一个世纪之后,亚述帝国为迦勒底人(Chaldeans)和米太
3.数的记号 楼形文子 31 人(Medes)所割据,而米太人则与更往东的波斯人种族接近.美素 波达米亚史上的这段时期(公元前七世纪)通常称为迦勒底时期. 公元前540年左右,近东地区为居鲁士(Cyrus)统治下的波斯人所 征服.波斯数学家如Nabu-rimanni(公元前490年左右)和Kidinu (公元前480年左右)开始为希腊人所知悉. 公元前330年,希腊军事领袖Alexander the Great征服了美 索波达米亚.从公元前330年迄基督诞生这一段历史时期世称为 塞流卡斯时期(Seleucid period),这是从公元前323年Alexander 死后统治该地区的希腊将领Seleucus得名的.但其时希腊数学之 花已盛开,所以自Alexander迄公元七世纪阿拉伯人到来这一段 时期内,希腊人的影响遍及近东.巴比伦人所创造的数学大部出 现在塞流卡斯时期以前. 尽管美索波达米亚地区的统治者变动频繁,但数学的知识、 传统和使用,从古代起至少-一直到Alexander时代,始终连绵不 断. 3.数的记号 我们对巴比伦文明和数学的知识,无论是其古代的或较近期 的,都得自其泥版的文书.这些泥版是在胶泥尚软时刻上字然后 晒千的.因面那些未被毁坏的就能完整保存下来.这些泥版的制 作大抵在两段时期,有些是公元前二千年左右的,而大部分是公元 前600年到公元300年间的.较早的泥版对数学史来说重要性更 大些。 “较早期泥版上刻的是阿卡德文字,这是附加到较早的苏默文 字上的一种文字.阿卡德语中的字含有一个或多个音节;每个音 节则用一批基本上是线条形式的记号表示.阿卡德人用一种断面 呈三角形的笔斜刻泥版,在版上按不同方向刻出榭形刻痕.`因此
14 第上章美索波达米亚的数学 这种文字就叫楔形文字.楔形文字的英文字cuneiform就是从 拉丁文unes而来的,而cuneus的原意就是“楔”或尖劈. 巴比伦文化中发展程度最高的算术是阿卡德人的算术.他们 的整数写法如下: T门州Ψ或济W带9或洲 1 4 5 带,邢帮了0·”“你备系 10 11 12 YKK TY YK 60 70 80 120 130 巴比伦数系的突出之点是以60为基底并采用进位记号. 起初巴比伦人没有用什么记号来表示某一位上没有数,因此 他们写的数是意义不定的.例如《可以表示80或3620,这要 取决于头一个记号是表示60还是3600.他们往往空出一些地方 来表明那一位上没有数,但这当然还会引起误解的.在塞流卡斯 时期他们引入了一种特别的分开记号来表示那一位上没有数.例 如1世=1602+0.60+4=3604.但即使在这段时期也还未采 用一个记号来表明最右端的一位上没有数,如同我们今日所记的 20那样.在这两段时期,人们都得依靠文件的内容,才能定出整 个数字的确切数值 巴比伦人也用进位记法来表示分数.例如,《作为分数来 记时,可以表示20/60,而《T作为分数来记,可表示21/60或 20/60+1/602.所以他们数字系统的混淆不清比上面所指出的还 要厉害。 少数几个分数有其特定记号.例如我们可以看到平=司
3,数的记号 81 =骨=是这些特殊分数是是和导对巴比伦人来 说,在量的度量意义上是作为‘整体'看待的,而不是一的几分之 儿,虽则它们是从量的度量(同另一量相比有这相应关系)所得出 的结果,例如把一角钱与元对比时我们可以把1角钱写成0,但 又把这品本身看成是一个单位. 实际上巴比伦人并不到处都用60进制.有时他们把年数写 成2me25,这里m6代表百,用我们的记号这就是225.他们也用 imu代表1000,这-一般用在非数学的文件上,然而也出现在塞流 卡斯时代的数学文件上.有时10和60进位是混用的,如2me1, 10,这表示2×100+1×60+10=270.他们以60,24,12,10,6, 2混合进位制写出的数,表示日期、面积、重量、钱币,正如我们今 日的钟点数用12进位,分、秒数用60进位,英寸数用12进位而普 通计数则用10进位一样.巴比伦人的数制也象今日所用的一样, 是由许多历史条件和地区习惯形成的混合数制.不过在数学和天 文上,他们则是一贯用60进制的. 我们不能明确地知道基底60是怎么来的.这也许是由于他 们采用一系列重量单位制的结果。假如我们有一个重量单位制, 其各单位所含重量之比为 1/2,1/3,2/3,1,10. 又假如另外还有一种重量单位制,其单位不同但重量值之比相同, 而政治或社会力量要求把这两种衡制合并起来.(例如我们有公 尺和码.)如果较大的单位是较小单位的60倍,那么较大单位的 1/2,1/3和2/3将是较小单位的整倍数.因而为了使用方便就采 纳较大的单位。 关于进位记数法的来源有两种可能的解释.在较早的记数法 中,他们用较大的】代表1乘60而以较小的这种记号代表1