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为什么中国的大数是“四位一进”(万进制)的?
发布日期:2024-09-07   点击:

为什么中国的大数是“四位一进”(万进制)的?

王恩旭

2024年5月19日


中国人学英语,常常会产生这样的困惑:为什么英语大数的读法和汉语不同,比如汉语1万英语要说成10千,汉语10万英语要说成100千,汉语1000万英语要说成10百万?同样的困惑,英国人学汉语时也会遇到:为什么英语10千汉语要说成1万、英语的100千汉语要说成10万,等等。其实,造成困惑的原因,跟两种语言的记数方式有关。汉语采用四位一进的记数方式,即:(详见下表)

个、十、百、千四位进一位,变成万位;

万、十万、百万、千万四位进一位,变成亿位;

亿、十亿、百亿、千亿四位进一位,变成兆位;

……

汉语的大数


英语的大数

104


Thousand/千

103

亿

108


Million/百万

106

1012


Billion/十亿

109

1016


Trillion/兆

1012

1020


Quadrillion/千兆

1015

1024


Quintillion/百京

1018

1028


Sextillion/十垓

1021

1032


Septillion/秭

1024

1036


Octillion/千秭

1027

1040


Nonillion/百穰

1030

1044


Decillion/十沟

1033

……

……


……

……

1 汉英大数的进位方式比较(详见刘新宇 2023:179)

和汉语不同,英语采用了三位一进的记数方式,即:(见上表)

个、十、百三位进一位,变成千位;

千、十千、百千三位进一位,变成百万位;

百万、十百万、百百万三位进一位,变成十亿位;

……

换成现代数学的说法,就是:汉语记数以104倍增长,每增长104倍,便要进位;英语记数以103倍增长,每增长103倍,便要进位。由于汉英进位倍数的不同,造成了学习上的困难。

那么,为什么汉英的记数方式不同?或者说,为什么汉语采用四位一进的记数方式、英语采用三位一进的方式呢?记数方式上的不同,反映了汉英民族文化、思维方式上怎样的不同呢?要回答这个问题,还要从数字的源头谈起。根据我们的观察,人类记数的产生和发展,大体经历了累积、简化、模式化、固化四个阶段。下面,分别讨论。

1.累积阶段

有关数字的起源,学术界讨论了上百年,但目前我们对这一问题的认识依然不清楚,只能约略猜测数字的发端和演化情况(马祖尔2018:14)。在探索数字起源的各种证据中,文字是非常重要的一个。从文字证据来看,数字产生经历一个由少到多、由简单到复杂的过程。数字刚刚产生的时候,数量很少。从某种意义上说,人类在没有学会记数之前,对数字的感知可能不会超过五(史宁中 2000)。所以这样说,出于以下几方面的考虑:

1)从数字字形来看。五以内数字的字形构造大体一致,多是累积式的。比如“一”是一横或一竖,“二”在“一”的基础上增加了一横或一竖,“三”在“二”的基础上又增加了一横或一竖。这样的情况在三以内的数字中表现出惊人的一致,无论古代埃及、古代巴比伦、古代印度还是古代中国,三以内的数字构造都是累积式的。字形构造上一致性,反映了远古人类对最初数字认识上的一致性。这样的认知是超时空的,无论是前3400年的古代埃及,还是在前700年的古代印度都是如此。由此可以推断,这些数字的形成一定不是受了语言环境、社会环境、民族文化的影响,而是出于远古人类的本能。这样的本能,有的延续到了四,比如埃及的象形数字、中国的甲骨文数字,但一般不会超过五。






1 古埃及的象形数字(约前3400年)






2 古巴比伦的楔形数字(约前2400年)              






3 古中国的甲骨文数字(约前1000年)


4 古印度的婆罗米数字(约前700-800年)

由此看来,五是远古人类认知、记录数字的一道分水岭(watershed)。五以内的数字遵循一种认知、记录规律,五以外的数字遵循另一种认知、记录规律。所以造成这样的不同,唯一的解释是:五以内的数字是人类社会最先产生的数字,主要受人类本能的影响;五以外的数字随后产生,这些数字除了受人类认知本能的影响外,还受语言环境、社会环境、民族文化等因素的影响。正是受到了这些因素的影响,才让五以外的数字变得千差万别。其中,变化最大是甲骨文数字、婆罗米数字。

2)从记数工具看。学术界普遍同意,人类最早的记数工具是手。一只手有5根手指,每根手指记录一个数,一共可以记录5个数。目前,依然有很多民族保留着用手记数的习惯。比如,北美印第安人地尼丁杰族(Dene-dindjie)伸出左手,把手掌对着自己的脸,弯起小指,表示1;接着弯起无名指,表示2;又弯一下指尖,接下去弯起中指,表示3;弯起食指指着拇指,表示4;…… 伸开手掌,表示5;……。新几内亚人的计数方法和地尼丁杰族人的大致相同:伸出左手小指表示1,无名指表示2,中指表示3,食指表示4,拇指表示5。用一根手指记一个数字,理解起来比较困难,适用范围也比较小。相对而言,更便于人们理解的是通过手指组合记数,此时参与记数的手指数量等于数字的实际值。比如,中国人和英语国家的人五以内数字的记数方式相同:伸出食指表示1,伸出食指和中指表示2,伸出中指、无名指、小指表示3,伸出食指、中指、无名、指小指表示4,手指全部伸开表示5。日本的记数方式和中国相反,他们不是用伸出手指而是用折叠手指的方法来计数,比如折叠大拇指、伸开其余四指表示1,折叠大拇指、食指表示2,折叠大拇指、食指、中指表示3,折叠大拇指、食指、中指、无名指表示4,五指折叠成拳表示5。另外,早期人类用手记数,在语言中也留下了痕迹。比如,中国广东话称“五”为“一巴掌”,俄语的Пять(五)和Пяcть(掌骨)发音相近,梵语的Pantcha(五)与波斯语的Pentcha(手)只差一个字母a/e(顾汝佐、蒋冲1989:1044)。

3)从进位的情况看。手是人类最早的记数工具,一只手有5根手指,当5根手指全部用完时,便要进一位。就像数“正”字一样,“正”字有5笔,数完一个“正”便要进一位,表示得到一个5;数完两个“正”,得到两个5;数完三个“正”,得到三个5……以此类推,满5进一位,这就是现在所说的五进制。罗马数字是五进制的典型代表,在Ⅰ(1)、Ⅱ(2)、Ⅲ(3)、Ⅳ(4)、Ⅴ(5)中,“Ⅴ(5)”是进位数字。小于5时用减法表示,比如“Ⅳ(4)”表示5-1;大于5时用加法表示,比如“Ⅵ(6)”表示5+1、“Ⅶ(7)”表示5+2、“Ⅷ(8)”表示5+3等。五进制是数字进位的基础,这一点从数字字形上也能得到佐证(前面说过,五以后的字形构造都发生了变化)。在五进制的基础上,逐渐发展出了十进制(如中国数字和埃及数字)、二十进制(如玛雅数字)等。选择10个数进一位,用亚里士多德的话说,显然是因为每个人都有10个手指的缘故;选择20个数进一位,似乎只有公元前1000年前的玛雅数字这样。其中的原因,可能跟生活环境有关,中美洲天气炎热,玛雅人长年光着脚,脚趾头可以和手指一样参与记数,于是产生了二十进制。

对于为什么早期的数字数量不会超过五,以上从字形构造、记数工具、进位情况做了解释。除此之外,还可以提供两个间接的证据:一个是原始部落证据。美国科普作家约瑟夫·马祖尔(2018:11)注意到,有些大洋洲、美洲、太平洋岛屿的原始部落居民,即便到公元后二十世纪也只能记录四以内的数字,不能记录四以上的数字。另一个是现代科学证据。研究发现,受脑容量的限制,人类大脑短期能够记住的数字大约是5-7个,超过这个数字,记忆起来就会比较困难。也就是说,在不借助外界工具(如实物、结绳、刻痕等)的情况下,人类大脑短期内能够记住的数字是5个左右。

2.扩充简化阶段

五以内的数字既是人类创造的第一批数字,也是人类创造其他数字的基础。基于五以内的数字,通过累积(accumulate)的方式,古埃及人、古巴比伦人创造了六、七、八、九等数字。比如古埃及的五,通过在四的基础上增加一竖构造形成,但和四不同的是,五的5竖变成了上下构造方式(上面3竖、下面2竖)。以此类推,六在五的基础上增加一竖、……、九在八的基础上增加一竖。这样,通过改变构造方式,古埃及人、巴比伦人创造了9个基本数字(零的问题比较复杂,暂不涉及)。

累积式造字便于识记,但不利于书写。数字越大,书写的时间就越长。为了节约时间,需要对字形进行简化。以古埃及数字为例,经过1000多年的发展,除三以内的数字外,其他数字的写法都已经简化。比如,僧侣文的数字四不再是4竖,而是简化成了一横;八不再是8竖,而是简化成了两横。同样,用一横表示四竖的规则,也推广到了四十、八十上面。此时的僧侣文已经约略有了进位的意识,数字增加3次进一位,用一横表示;再增加3次再进一位,用两横表示。但进位的规律不强,没有推广到所有的数字上。只有一到八、十到四十,遵循了每增加3次进一位的规律。除此之外,其他数字没有这样的规律,至少看起来不明显。





5 古埃及僧侣文数字(约前1650年)


3.模式化阶段

简化字形缓解了数字难记、难写的问题,但不能从根本上解决问题。随着社会的进步,需要的数字数量越来越多。数字越多,创造新字形的压力就越大,识记和书写新数字的难度也就越大。此时,累积式的记数方式无法再持续下去(difficult to sustain),必须探索模式化的记数方式。只有这样,才能从根本上解决数字难造、难记、难写的问题,方便人们使用。

到公元前10世纪左右,人类初步建立了模式化的记数方式。最能体现这一方式的,是进位制度(rounding system)。这一时期东西方的进位制度大体相同,都是四个数进一位式的。每累积增加四个数会改变数字的写法,表示进了一位。西方以腓尼基数字为代表,东方以甲骨文数字为代表。





西方数字从复杂走向简约、从不规律走向规律,腓尼基人起了重要的作用。公元前10世纪左右,中东地区兴起了一个新的民族。他们善于经商、航海、善于漂染衣物,经常往来于地中海沿岸的各个国家之间,由于总是穿着鲜亮的紫红色衣服,因此被沿岸居民称为“紫红色的人”,希腊语发音为“腓尼基”。腓尼基人是地中海沿岸最具商业头脑的一群人,每天有大量的商务往来,需要把这些往往信息记录下来。记录商务账目需要简单便捷的、模式化的数字,但当时流行的埃及数字、巴比伦数字,对于腓尼基人来说,都太过复杂、太不便捷。为了满足日常记账的需求,腓尼基人在古埃及、古巴比伦数字的基础上,创制了更加简约、模式化的腓尼基数字。


6 腓尼基数字(约前1000年左右)

腓尼基人的贡献在于简化了古埃及以及古巴比伦数字的形式,建立了每隔四个(位)数进一位的记数模式。他们先根据五以内数字的造字规律,创制了六到九。六在五的基础上增加一竖、七增加两竖、八增加三竖、九增加四竖。随后,进一步延伸扩展,创制十到二十、二十到三十、三十到四十等数字。在此之前,古巴比伦、古埃及数字也有这样的思想,但都不是每隔四个(位)数进一位(古埃及数字是十进制、古巴比伦数字是六十进制)。可以说,西方每隔四个(位)数进一位的模式最早是由腓尼基人建立的。





同样在公元前10世纪左右,甲骨文数字也初步建成了每隔四个(位)数进一位的模式。但和腓尼基数字不同,甲骨文数字的进位模式只用于数字一到四,不用于六到九。个位数如此(见图3)、十位数、百位数、千位数、万位数也是如此(见图7)。


7中国甲骨文数字(约前1000年,详见梁宗巨等 2005;69)

古代腓尼基人和古代中国人生活方式不同,所处的地理位置不同,但能在相同的时间段独立创建大致相同的进位模式,一定有一些共同的因素在起作用。那么,是哪些共同因素呢?根据我们的观察,共同的因素有两个:一个是外部因素,跟社会需求有关。远古人类生产力低下,社会结构简单,财富数量较少,用有限的几个数字(如五以内的数字)就能满足日常记数的需求,不需要更多的数字。经过漫长的进化和发展,古人类社会日益复杂,社会财富已经达到了用五个、十个、一百个乃至一千个数字都无法记录的程度。比如,到公元前10世纪,腓尼基人凭借先进的造船和航海技术,积累了巨额的财富,变成了地中海沿岸的商业霸主;同一时期,东方的殷商王朝也已发展成了一个庞大的农业帝国,据卜辞记载,商王朝一次出兵的数量就有三五千人,最多的时候达到了一万三千人。帝国时代的到来,需要更加完备的记数体系,尤其是可以记录大数的数字体系。另一个是内部因素,跟五有关。前面说过,远古人类最初使用的数字可能不超过五。一二三四五是远古人类的基本数字,这些数字不仅影响着古人类的思维方式、认知方式、记数方式、进位方式,同时也是其他一切数字产生的基础。比如,目前常见的二进制(1+1)、五进制(4+1)、十进制(5+5)、十六进制(24)、二十进制(4x5)等都是在这些基本数字的基础上产生出来的。

简而言之,社会需求促进了大数的出现,大数出现的数量越多,人类创造数字和记忆数字的压力越大,此时就越需要规律化、模式化的记数体系。创制规律化、模式化的记数体系,除了要满足简约便捷的要求外,还要与已有的记数体系相和谐。在已有记数体系中,最有可能与整个记数体系相和谐的是五以内的数字。因此,这些数字最有可能成为规律化、模式化记数体系建立的基础。事实上也是如此,腓尼基数字和甲骨文数字都选用了五以内的数字为进位数字,以此为基础,初步建立了每隔四个或四位数进一位的记数体系。

至于为什么选择“四”而不是“三”或“五”作为进位数字,可能和远古人类用手记数的习惯有关。一只手有五根手指,其中大拇指跟其他四根手指的指向不同,大拇指指向一个方向,大拇指指向另一个方向。大拇指和其余四指之间的区别反映到数字上,就是前四个数字遵循一种造字规律,“五”遵循另一种造字规律。当这五个数字的差别以文字的形式固定下来后,会被一代又一代的人传承使用。长期的传承使用一方面加深了远古人类对这五个数字的印象,另一方面也会影响他们对这五个数字的认识:“一二三四”是一组有规律的数字,规律从“一”开始,顺次增加,到“四”结束;然后再从“一”开始,到“四”结束。如此循环往复,逐渐形成了每隔四个(位)数进一位的制度。和“四”不同,数字“三”“五”中没有这样的规律,因此不太可能被选作进位数字。

4. 固化阶段

根据上文,古腓尼基人和古代中国人选择以“四”为进位数字,主要基于人类用手记数的习惯,以及由此固定下来的数字字形。既然如此,“四”就不是一个必然的进位数字,可能会随着字形的变化、人类语言文化习俗的变化而变化。英语选择以“三”为进位数字,可能就是这个缘故。由于英语文化源于古希腊、古罗马文化,因此要弄清英语“三位一进”制的来源,还要从古希腊数字说起。

公元前8世纪左右,希腊城邦兴起,并开始不断夺取腓尼基人的海上殖民地和市场。公元前4世纪左右(前332年),腓尼基文明衰落。希腊人占有了腓尼基人的财富、商品,掌握了腓尼基人的很多工艺、技术,当然最重要的是学会了腓尼基字母。由于腓尼基字母只记录辅音,不记录元音。因此,希腊人对腓尼基字母进行改良,创制了既能记元音、又能记辅音的希腊字母系统。公元前3世纪左右,希腊人用这套字母系统记录数字,并用字母的排序反映数字的顺序。如下图所示;





8 古希腊字母数字(约前3世纪,梁宗巨等 2005;66)


由于字母的数量有限,当记录到数字900时,27个字母便用完了。于是希腊人记录数字1000时,只能重复原来的字母。为了便于区分,在字母的下方加了一个小撇,表示该数是原数的1000倍,比如“��”表示1000,“��”表示2000,“��”表示3000等。目前,希腊数字除了表序数(ordinal number)时会偶尔用到外,表基数(cardinal number)时已经被阿拉伯数字所取代。

在希腊文明兴起的同时,古罗马文明也开始发展。直到公元前5世纪,罗马还在用手指记数。表示一二三四,分别伸出一、二、三、四个手指;表示五,伸出一只手;表示十,伸出两只手。为了记住这些数字,罗马人在羊皮上画出 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 表示手指的数目;表示一只手(五)时,模仿大指与食指张开的形状,画成“Ⅴ”;表示两只手(十)时,画成“ⅤⅤ”形,后来“ⅤⅤ”发生了变化,变成一只手向上、一只手向下的“Ⅹ”。这是古罗马最初几个数字的来源。后来,为了表示较大的数,罗马人用单词的第一个字母来表示。比如,用单词centum(拉丁文的意思是一百)的第一个字母C表示一百;用单词mille(拉丁文的意思是一千)的第一个字母M表示一千;取字母 C 的一半,变成L表示五十;取字母 D 表示五百。这样,罗马人就有了七个基本数字:

I(1)  V(5)  X(10)  L(50)  C(100)  D(500)  M(1000)

在这七个基本数字的基础上,罗马人有发展出了一套记数规则。利用这套规则,可以记录千位以内的数字:1)相同的数字连写,表相加。比如,Ⅲ表示三个I 相加(I+ I+ I),即三;MM表示两个M相加,即两千。2)不同的数字连写,小数在大数右边,表相加;小数在大数左边,表相减。比如,Ⅵ表示V 加I,即六;Ⅳ表示V 减I ,即四。详见下表:

对照

举例

个位数

Ⅰ-1、Ⅱ-2、Ⅲ-3Ⅳ-4、Ⅴ-5、Ⅵ-6、Ⅶ-7、Ⅷ-8Ⅸ-9

十位数

Ⅹ-10、Ⅺ-11、Ⅻ-12、XIII-13XIV-14、XV-15、XVI-16、XVII-17、XVIII-18XIX-19、XX-20、XXI-21、XXII-22、XXIX-29、XXX-30、XXXIV-34、XXXV-35、XXXIX-39XL-40、……

百位数

C-100、CC-200、CCC-300CD-400、D-500、DC-600、DCC-700、DCCC-800……

千位数

M-1000、MC-1100、MCD-1400、MD-1500、MDC-1600、MDCCCLXXXVIII-1888、MDCCCXCIX-1899、MCMLXXXIV-1984MM-2000、MMMCMXCIX-3999……

千位数以上

—X10000、—XX20000、—---XXX30000、 —XL40000……

2 罗马字母数字

和古希腊数字相比,古罗马数字更加突出了“三”的地位。不仅明确规定大数记录“三进一位”(千进制,在数字上画一横线表示将这个数扩大1000倍),除此之外,还明确规定了小数重复的次数不超过“三”。一旦超过,便要换一种形体。个位数如此,十位数、百位数、千位数等也是如此,如上表的Ⅰ-1、Ⅱ-2、Ⅲ-3、Ⅳ-4。这样,便保证了整个记数系统的和谐统一,即小数重复次数不超过“三”,大数进位的位数也不超过“三”。








古罗马体系突破了远古人类用手记数的习惯(重视“四”),突出了罗马语言文化特点;加以该体系有比较明显的主观规定色彩,缺少客观性,因此一直不稳定。比如“四”的写法,有时坚持重复次数不超过三的原则,写作Ⅳ;有时又突破了这一原则,写作IIII(梁宗巨等 2005;61)。至于写作IIII的原因,有不同的说法。有的认为,是为了避讳罗马神Jupiter(拉丁文 IVPPITER);有的认为,是法国国王路易十四(Louis XIV,1638-1715)喜欢IIII;也有的认为,是为了表盘上的数字对称,即保持表盘一侧的IIII和另一侧的VIII都是4个字符。受种种因素的影响,西方大数“三进一位”的记数制度直到18世纪末才逐渐稳定下来。根据《Oxford English Dictionary》在线词典,英語的千进位标记kilo-,最早是1795年法国人在建立国际单位制或“万国公制”时确立的。法国人最早将希腊语的χίλιοι变成法语的kilo;然后基于千进位规律,依次得到kilo以上的大数million(一千个千/百万)、billion(一千个百万/十亿) 等


9 罗马众神之王朱庇特(Jupiter)         10 罗马数字表盘

虽然目前还不是很清楚为什么古希腊、古罗马人重视“三”,为什么基于“三”建立了三位一进的大数体系。但可以确定的是:1)古希腊、古罗马人重视“三”不是出于远古人类的自然习惯,而是受了其民族语言文化、习俗的影响。也可以说,古希腊、古罗马人重视“三”是人主观规定的结果。2)英语等西方国家重视“三”显然是受了古希腊、古罗马人的影响,他们继承古希腊、古罗马的三位一进(千进制)制度,并将之推广到了世界各地。比如,1960年国际计量大会通过的千进制单位,最初源自1799年法国的度量衡单位。

以上说了英语等西方国家三位一进制的来源,接下来说说中国的四位一进制的来源。前面说过,人类的早期记数跟手有关。一只手有五根手指,其中大拇指跟其他四根手指的指向不同,大拇指指向一个方向,大拇指指向另一个方向。大拇指和其余四指之间的区别反映到数字上,就是前四个数字遵循一种记数模式(如古埃及、古巴比伦、古代中国、腓尼基数字),五遵循另一种记数模式(如古埃及、古代中国、腓尼基数字)。前面说过,人类早期记数是普遍重视“四”的。古希腊、古罗马人没有延续古人类重视“四”的传统,转而重视“三”,是受了其语言文化、习俗的影响;同样,中国人延续古人类重视“四”的传统,是受了中国语言文化、习俗的影响。下面,具体说明。

和西方不同,中国语言文化、习俗是效法自然建立起来的。“人法地,地法天,天法道,道法自然”(老子《道德经》)。这句话的意思是说,人类遵循大地的规律生活劳作,繁衍生息;大地遵循上天的规律交替变化,孕育万物;天象、气候遵循宇宙的规律运行变化。

宇宙中,最容易被人感知的是太阳和月亮。古人发现,太阳和月亮有四种变化,四种变化都和地球有关。太阳的四种变化分别是热、凉、冷、温。四种变化循环往复,以年为周期,造成了地球上夏、秋、冬、春的四季交替;以天为周期,造成了地球上白昼、黄昏、黑夜、拂晓的四时交替。月亮的四种变化是新月(初一)、上弦半月(初七八)、满月(十五六)、下弦半月(二十二三),四种变化循环往复,造成了地球上月份的变化。





遵循太阳、月亮的周期性变化,中国古人创建了阴阳五行理论。最早系统阐释阴阳五行理论的是《周易》(The Book of Changes,公元前10世纪左右)。“是故《易》有太极,是生两仪,两仪生四象”(《周易·系辞上》)。这句话的意思是说,宇宙的最初状态是太极,从太极中生出两仪,由此区分了天和地、阴和阳;阴阳交互作用,此消彼长,生出四象。


11 阴阳五行理论中的四象

四象在阴阳交互中生成。其中,太阳是阳、阳作用的结果,少阴是阴、阳作用的结果,太阴是阴、阴作用的结果,少阳是阳、阴作用的结果。阴阳作用,从宇宙层面来看主要表现为太阳、月亮对地球的影响,由此区分了四季、四时、四方等;从地球层面来看,表现为万事万物之间的作用,由此区分了四灵、五行等;从人类层面了看,表现为人体内部的相互作用,由此区分了四种体质、四种脏腑器官、四种经络等。详见下表:

四象

少阳

太阳/老阳

少阴

太阴/老阴

天地时空

四季

/春分

/夏至

/秋分

/冬至

四月

上弦月

下弦月

四时

/卯/6点

/午/12点

/酉/18点

/子/0点

四方

西

万物

四灵

青龙

玄武

白虎

朱雀

属性

人体

体质

少阳之人

太阳之人

少阴之人

太阴之人

脏腑


经络

……

……

……

……

3 “天人合一”的四象观

应该说,重视四象、重视“四”是源于中国人的整体性思维。正是基于整体性思维,中国古人才发现了“四”及四象的普遍性,普遍存在于天、地、人、万事万物之中。这样的认识已经烙印于中国民族的大脑之中、成为民族语言文化的一部分;相对而言,西方人没有这样的思维,西方的天和人是分开的,因此难以从天、地、人、万事万物之中发现“四”的普遍性。这也是为什么西方人不重视“四”的一个重要原因。

四象内部,同一象的不同表现之间具有相似性。比如,春分当日,阴阳作用相等,北斗星的斗柄指向正东,太阳位于赤道,地球上昼夜平分、冷热均衡。春分过后,如同每天拂晓过后,阳气开始上升,天气渐暖、白天渐长、木属性事物活跃;对应到人体,肝脏代谢活跃,此时适宜养肝,如《黄帝内经》所说:“东方生风,风生木,木生酸,酸生肝”。当阳的作用达到顶峰,进入夏至。夏至当日,北斗星的斗柄指向正南,太阳到达北回归线,北半球白天最长、天气炎热。夏至过后,如同每天正午过后,阳气下降,天气渐凉,白天渐短;对应到人体,心脏代谢活跃,此时适合养心,如《黄帝内经》所说:“南方生热,热生火,







火生苦,苦生心”。同样,秋分、冬至的表现也和同一象内的其他表现相似,不再赘述。


12 四季、四时变化的相似性

四象不仅代表了四种表现,也代表了四种变化。变化总是按照特定的方向进行,即“太阴(老阴)→少阳→太阳→少阴”。如果以太阴(老阴)为起点,则阴的作用会逐渐减弱、阳的作用逐渐增强,太阴(老阴)逐渐变为少阳;随着阳的作用增强,逐渐占据主导地位,少阳逐渐变为太阳(老阳);……以此类推,当少阴逐渐变为太阴(老阴)时,一个变化周期结束,下一个变化周期开始。同样,四季、四时、脏腑、五行的变化也是如此,循环往复,生生不息。如下图所示。






13 四象、四季的变化           14 脏腑、五行的变化






15 四时的变化

简而言之,中国人重视“四”跟远古人类用手记数的习惯有关,也和中华民族四时交替、循环往复、生生不息的四象文化有关。换句话说,中国“四位一进”制延续了远古人类的记数习惯,符合中国特有的循环往复、生生不息的四象文化(“四位一进”也是循环使用),加以不违背汉语的思维(如不强调主谓宾三分、没有明显的性数格三种变化、不强制区分过去现在和将来等),因此很早就已经被广泛使用。据杨占武、金立华(1995:82)考察,“四位一进”制最晚到北宋时期(公元960-1127年)已经被普遍使用了,此时“算家以万万为亿,万万亿为兆,万万兆为垓”,比西方“三位一进”制的普遍使用至少早了600年(以法国1795年建立的国际单位制为标志)。

另外,数字和五行、五色相配可能也是中国“四位一进”制普及的重要推动力量。东汉数学家徐岳(?—220)在《数术记遗》中最早描述了数字进位和五行、五色的关系:

位依行色者,位依五行之色。

北方水色黑,数一。

南方火色赤,数二。

东方木色青,数三。

西方金色白,数四。

中央土色黄,数五。

言位依行色〔者〕,各一位(即个位)第一用玄珠,十位第二用赤珠,百位第三用青珠,千位第四用白珠,万位第五用黄珠(十万位以赤线系黄株,百万位以青蜒系黄珠),千万位以白系黄珠,万万位曰亿,以黄系黄珠。

依照《数术记遗》,中国大数只能是“四位一进”而不可能是“三位一进”制的。因为在五行理论中,“五”的地位非常特别,处于数字的中央位置,“天之中数五”(《汉书·律历志》);与之相配的 “土”“黄”也是如此,处于五行、五色的中央位置。


/玄

/赤

/青

/白

/黄

系数

位数

——

十万

百万

千万

亿(万万)

——

十亿

百亿

千亿

兆(万亿)

——

十兆

百兆

千兆

垓(万兆)


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4五行、五色理论推动大数进位制度

正是由于地位上的与众不同,使得“五”可以在众多数字中脱颖而出被选作进位数字(由于进位数字本身占了一位,因此实际进位时需要减掉一位,也就是“四位一进”)。相对而言,其他数字在五行理论中没有这样地位,不可能被选作进位数字。


主要参考文献

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梁宗巨等著,世界数学通史(上)[M].沈阳:辽宁教育出版社,2005。

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张丹、巩子坤,记数制:讲好中国与世界的文化故事[J].小学数学教师,2022年第2期。

郭书春、刘钝校点,《算经十书》第二册,《数术记遗》[M].沈阳:辽宁教育出版社,1998。


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