§13曆法的發明(1/3)

人類在以采集和漁獵為生的舊石器時代,已經對寒來暑往的變化、月亮的圓缺、動物活動的規律、植物生長和成熟的時間,逐漸有了一定的認識。

新石器時代,社會經濟逐漸進入以農、牧生產為主的階段,人們更加需要掌握季節,以便不誤農時。古代的天文曆法知識就是在生產實踐的迫切需要中產生出來的。

在中國,相傳黃帝時已有了曆法。不過,根據考古資料的印證,應當是帝堯時有了曆法。《尚書。堯典》中說,堯曾組織了一批天文官到東、南、西、北四個地方去觀測天象,以編製曆法,向人們預報季節。 其中的羲仲,被派到東方穽夷臅穀的地方,觀測仲春季節的星象,祭祀日出。

古埃及大約在公元前2780年,創造了一年 365 天的回歸曆或太陽曆。他們還經過 50 年的研究,製定了基於尼羅河泛濫的曆法。尼羅河經常泛濫,它的泛濫對埃及的莊稼和人民的生活都至關重要。埃及人把一年分為 12 等分,餘下5 天作為節日。

從公元前 747 年起,巴比倫天文學家已開始從一個固定的時間點計算一年內的時間。古希臘的塞琉西王朝(從約公元前280 年起)也是從一個固定點記錄時間的。

在美洲,瑪雅人(公元600 年至800 年)和阿茲台克人(約公元 1300年至 1500 年)把宗教與曆法結合的極其緊密。特別是瑪雅人,他們很懂得天文學。他們把一年算作 365 天。一年由 18 個單位組成,一個單位為 20 天,另外還有 5 天,是“不吉利的日子”。

由於真正的太陽年實際上是365天 5 小時 48 分 46 秒,到羅馬時代,正好 365天的陽曆就需要修改了。公元前 46 年,凱撒聽取了索西格內斯的意見,改革了曆法。按改革後的曆法,每隔 4 年有一個閏年,增加一天。一年的 12個月份為大月和小月,大月 31 天,小月 30 天。在不是閏年的時候,2 月隻有 29 天。

然而,羅馬人的改革也沒有使曆法變得完全準確。到 1582 年,按當時的年曆,春分應在 3 月

11日,而實際上應當在 3 月 21日。由於對教會來說,準確地確定全世界的萬聖節和宗教節具有重大意義,於是教皇格雷果裏十三世便再次改革了曆法,使 1582 年的 10 月 4日變成了10月 15 日。為了避免發生錯誤,改革後的曆法是每個世紀內 24 個閏年而不是 25個閏年。

許多信新教的國家都逐漸改用了格 雷果裏曆。英國在 1752 年采用了這一曆法,由於要在英國的舊曆法上加上 11天才能跟新曆法一致,於是發生了曆史上著名的人們要求歸還 11 天的騷亂。其他國家接受這一新曆法的時間有先有後,如俄國在 1917 年十月革命之後才改革曆法,而泰國直到 1940 年才開始采用格雷 果裏曆。

阿拉伯數字的使用

可以說是阿拉伯數字開啟了數學之門,是數學之門開啟了科學之門。

公元3世紀,印度的一位科學家巴格達發明了阿拉伯數字。

最古的計數目大概至多到3,為了要設想“4”這個數字,就必須把2和2加起來,5是2加2加1,3這個數字是2加1得來的,大概較晚才出現了用手寫的五指表示5這個數字和用雙手的十指表示10這個數字。這個原則實際也是數學計算的基礎。羅馬的計數隻有到Ⅴ(即5)的數字,Ⅹ(即10)以內的數字則由Ⅴ(5)和其它數字組合起來。Ⅹ是兩個Ⅴ的組合,同一數字符號根據它與其他數字符號位置關係而具有不同的量。這樣就開始有了數字位置的概念,在數學上這個重要的貢獻應歸於兩河流域的古代居民,後來古鯿人在這個基礎上加以改進,並發明了表達數字的1,2,3,4,5,6,7,8,9,0十個符號,這就成為今天記數的基礎。

8世紀印度出現了有零的符號的最老的刻版記錄。當時稱零為首那。

公元500年前後,隨著經濟、文化以及佛教的興起和發展,印度次大陸西北部的旁遮普地區的數學一直處於領先地位。天文學家阿葉彼海特在簡化數字方麵有了新的突破:他把數字記在一個個格子裏,如果第一格裏有一個符號,比如是一個代表1的圓點,那麽第二格裏

的同樣圓點就表示十,而第三格裏的圓點就代表一百。這樣,不僅是數字符號本身,而且是它們所在的位置次序也同樣擁有了重要意義。以後,印度的學者又引出了作為零的符號。可以這麽說,這些符號和表示方法是今天阿拉伯數字的老祖先了。

兩百年後,團結在***教下的阿拉伯人征服了周圍的民族,建立了東起印度,西從非洲到西班牙的阿拉伯帝國。後來,這個***大帝國分裂成東、西兩個國家。由於這兩個國家的各代君王都獎勵文化和藝術,因此兩國的首都都非常繁榮,而其中特別繁華的是東都——巴格達,西來的希臘文化,東來的印度文化都匯集到這裏來了。阿拉伯人將兩種文化理解消化,從而創造了獨特的阿拉伯文化。

大約700年前後,阿拉伯人征服了旁遮普地區,他們吃驚地發現:被征服地區的數學比他們先進。於是設法吸收這些數字。

771年,印度北部的數學家被抓到了阿拉伯的巴格達,被迫給當地人傳授新的數學符號和體係,以及印度式的計算方法(即現在用的計算法)。由於印度數字和印度計數法既簡單又方便,其優點遠遠超過了其他的計算法,阿拉伯的學者們很願意學習這些先進知識,商人們也樂於采用這種方法去做生意。

後來,阿拉伯人把這種數字傳入西班牙。公元10世紀,又由教皇熱爾貝.奧裏亞克傳到歐洲其他國家。公元1200年左右,歐洲的學者正式采用了這些符號和體係。至13世紀,在意大利比薩的數學家費婆拿契的倡導下,普通歐洲人也開始采用阿拉伯數字,15世紀時這種現象已相當普遍。那時的阿拉伯數字的形狀與現代的阿拉伯數字尚不完全相同,隻是比較接近而已,為使它們變成今天的1、2、3、4、5、6、7、8、9、0的書寫方式,又有許多數學家花費了不少心血。

十個數字符號後來由阿拉伯人傳入歐洲,被歐洲人誤稱為阿拉伯數字。由於采用計數的十進位法,加上阿拉伯數字本身筆畫簡單,寫起來方便,看起來清楚,特別是用來筆算時,演算很便利。因此隨著曆史的發展,阿拉伯數字逐漸在各國流行起來,成為世界各國通用的數字。

(本章完)