从一到无穷大:数字时空与爱因斯坦
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数数字游戏

有一个故事,讲的是两个匈牙利贵族做数数字游戏。两个匈牙利人比赛,谁说出的数字大谁就获胜。

“好啊,”其中一个说,“你先来!”

另一个苦思冥想,终于说出了他所知道的最大的数字:“3!”

现在又轮到前一个人开动脑筋,一刻钟的纠结后,他说:“你赢了!”

当然了,这两位贵族老爷的智力都不太发达,况且这很可能就是一个讽刺小故事。然而这样的对话如果发生在原始部落中,却是毫不惊奇的,有不少探险家已经证实,在原始时期,并不存在比3大的数字。如果你问某个原始人,他有几个儿子或是杀死过几个敌人,要是这个数字大于3,他就会告诉你:“很多个。”所以说单就数数这项本领而言,这些部落战士会败在幼儿园小孩手下,因为孩子们可以从1足足数到10呢!

现在,我们早已习以为常的是,我们想写多大的数字就可以写多大——如果把战争经费用“分”来表示,或是把天体间的距离用“英寸”(1英寸约为2.54厘米,长度差不多是一枚一元硬币的直径)来表示,如此种种大数——只要在一个不是零的数字后面接上一串零就好了。你可以一直写下去,直到手腕发酸为止。这样,尽管已知宇宙中所有原子的总数目已经很大,为300,000,000,000,000,000, 000,000,000,000,000,000,000,000,000,000, 000,000,000,000,000,000,000,000,000,你还是可以写出比这更大的数字来。

而且这个数字还可以改写得更短,即3×1074,其中10右上角小一点儿的数字“74”表示3后面有74个0;换句话说,意味着3要乘以74次10。

但是在古代,人们并不知道这种简单的“科学记数法”,它是由在距今不到2000年的某位不知叫什么的印度数学家发明出来的。在这个伟大发明(尽管我们常常意识不到它的伟大)出现之前,人们表示每一数位上的数字的方法是反复书写对应的符号。例如,8732由古埃及人写来是:

在恺撒大帝时期,人们会用以下方式记录数字:

MMMMMMMMDCCXXXII

(8个M=8000、1个D=500、2个C=200、3个X=30、2个I=2)

后一种表示法你一定比较熟悉,因为这种罗马数字现在还能派上用场——表示书籍的卷数、章数,各种表格的行数、列数等。不过古代用到的数很难超过几千,因此也没发明比千位更高数位的表示符号。

一个古罗马人,无论他在数学上多么训练有素,如果让他写“一百万”,他也一定会不知所措。他所能用到的最好的办法,也只是一个又一个地写下1000个“M”,这可要写上几个小时(图1)。

图1 恺撒大帝时期,古罗马人尝试用罗马数字写“一百万”,而墙上的板子大概连“十万”也写不下

在古人的想法里,那些很大的数目,如天上的星星有多少颗、海里的鱼有多少条、岸边的沙子有多少粒,都是“不计其数”的,就像“5”这个数字对原始人来说也是“不计其数”的,只能说成“很多个”。