问题

用十二进制替换十进制是不是更符合自然规律?

回答
“用十二进制替换十进制是不是更符合自然规律?” 这是一个非常有趣且有深度的哲学和数学问题。我的答案是:不一定更符合自然规律,但十二进制确实在某些方面展现出比十进制更强的“自然契合度”和便利性,尤其是在历史和实用性层面。

要详细阐述这个问题,我们需要从几个层面来分析:

一、 十进制的“自然性”:我们为什么使用十进制?

首先,我们需要理解为什么我们普遍使用十进制。最普遍的说法是:

十个手指: 这是最直接、最直观的原因。人类有十个手指(通常情况下),这是我们进行计数最天然的工具。从孩童时期,我们就会用手指来学习和理解数字。这种与身体构造的紧密联系,使得十进制成为了我们最熟悉的计数系统。
历史传承: 一旦一个计数系统被广泛采用并深入到社会生活的方方面面,它就会产生强大的惯性。无论是商业、教育、科学还是文化,都围绕着十进制构建。要改变它将是极其困难和成本巨大的。

二、 十二进制的“自然性”:十二进制的优势在哪里?

尽管十进制因手指而普及,但十二进制在数学上和历史上都显示出其独特的优势,使其在某些方面看起来“更自然”:

1. 因子更多,分割更方便(整除性): 这是十二进制最核心的数学优势。一个数的因子越多,它就越容易被整除,越方便进行分数和小数运算。
十进制的因子: 10 的因子有 1, 2, 5, 10。
十二进制的因子: 12 的因子有 1, 2, 3, 4, 6, 12。
比较: 十二有六个因子(不包括自身和1),而十只有两个(不包括自身和1)。这意味着,在涉及划分和组合时,十二进制的应用会更顺畅。
例如:
我们经常需要将事物分成一半(1/2),十二进制和十进制都可以做到(12/2=6, 10/2=5)。
分成三份(1/3),十二进制更方便 (12/3=4),十进制则不行(10/3=3.33...)。
分成四份(1/4),十二进制更方便 (12/4=3),十进制也可以 (10/4=2.5)。
分成六份(1/6),十二进制更方便 (12/6=2),十进制不行。
实际应用中的体现:
时间: 12小时制(上午/下午)、一年12个月、十二生肖,这些都与12的因子特性有关,方便将时间周期分割。例如,12小时制可以将一天分成上下两半,更方便记忆和区分。
度量衡: 在历史上,许多度量衡单位都倾向于使用12的倍数或因子。例如,1英尺等于12英寸,1打(dozen)是12个,1个小打(gross)是12打(即144个)。这些都是为了方便进行分割和组合。
其他: 音乐中的十二平均律,一年有四个季度,每个季度三个月,加起来就是十二个月。

2. 与自然界周期性现象的契合度:
太阳周期(白天/黑夜): 虽然地球的自转周期不是完美的12小时,但“白天”和“夜晚”这两个大周期经常被我们分割成更小的、更易于管理的单元。12小时制就提供了一个相对平衡的分割方式。
月球周期: 月球绕地球运行的周期大约是29.5天,而一年有12个这样的周期(12 x 29.5 ≈ 354 天)。古老的历法系统,如中国的农历,就大量使用月亮的周期,并且与12年周期(太岁纪年)紧密结合。12作为连接月相周期和太阳年周期的桥梁,其重要性不言而喻。
其他可能: 虽然不如时间和月亮周期明显,但一些自然现象的分割和分类也可能与12的因子特性产生某种共鸣。

3. 计数方式的可能性(手指): 虽然我们主要用十个手指计数,但如果采用更精细的计数方式,十二进制也可以与手指相关联。
指节计数法: 在许多文化中,有一种用大拇指拨动其他手指的指节来计数的传统方法。每个手有三个指节(不包括大拇指的基部),加上大拇指本身,可以数到12。这种方法可以更高效地进行计数,并且能自然地达到12的基数。这可能是十二进制在历史上传播的另一个潜在原因。

三、 十二进制 vs. 十进制:谁更“自然”?

生理自然: 从“我们有十个手指”这个最直接的生理构造来看,十进制似乎更“自然”。这是我们最直观的起点。
数学/分割自然: 从数学的整除性和分割便利性来看,十二进制显示出明显的优势。许多日常应用中(时间、度量衡、分数),十二进制的处理方式更加优雅和方便。
文化与历史自然: 十进制之所以成为主流,是因为它在人类历史的早期就获得并巩固了主导地位。一旦确立,其“自然性”就体现在其无处不在的惯性上。而十二进制则是在特定领域(如时间、度量衡)中顽强地存在并发挥其优势,体现了一种“功能性自然”。

四、 为什么我们没有完全转向十二进制?

尽管十二进制有这么多优势,为什么我们没有完全替换十进制?

1. 十进制的强大惯性: 如前所述,一旦一个系统成为主流,改变它的成本和难度是巨大的。从教育到商业,再到科学研究,所有系统都围绕十进制构建。
2. 十进制的足够性: 对于大多数日常计算和科学应用,十进制也足够方便。十的因子2和5足以满足很多常见的分割需求(如半、五分之一、十分之一)。
3. 引入新进制的复杂性: 引入十二进制需要我们学习新的数字符号(通常需要引入“A”和“B”来代表十和十一),这会增加学习和操作的难度。

总结:

“用十二进制替换十进制是不是更符合自然规律?”

这个问题没有一个绝对的答案,因为它取决于我们如何定义“自然规律”。

如果“自然规律”指的是与我们最直接的生理构造(十个手指)的吻合度,那么十进制更自然。
如果“自然规律”指的是在数学分割和组合的便利性、与某些周期性自然现象的契合度,那么十二进制表现出更强的“自然性”。

实际上,我们并非完全舍弃了十二进制。它巧妙地镶嵌在我们的时间系统(12小时制、一年12个月)、度量衡单位(英尺/英寸)以及许多历史传承的习惯中。这说明了十二进制的实用价值和某种程度上的“自然适配性”。

所以,我们可以说,十进制是基于我们最直接的生理直观而形成的“自然”计数系统,而十二进制则是在数学结构和对某些自然周期分割的效率上展现出更强的“自然契合度”。两者都以不同的方式“符合”了某种意义上的“自然”。在现代社会,十进制是绝对的主流,但十二进制的优点也使其在特定领域继续发挥着重要的作用。

网友意见

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一年十二个月

如果按照月亮的阴晴圆缺来算,一年不只有12个月。十九年七闰听说过吗?

天干地支

天干只有十个。

二十四节气

你在肯尼亚给我搞出个二十四节气来看看?

钟表12个小时为一圈

我完全可以把一分钟设定成70秒,80分钟一个小时。

英制单位中一英尺等于12英寸

规定为9英寸又有什么影响呢?

音乐的音阶一个循环(从B到C)12个音

那是因为人类的识别能力所限,换成蝙蝠,超声波的音阶都能给你整出来。

好多商品单位也是一打12个

一打12个,那是因为欧洲人在殖民过程中把这个计量方式带到了全世界。

日耳曼语言对数字11和12都有特殊的对应单词,英语中的eleven和twelve、而不是oneteen or twoteen, 德语中的elf和zwölf。

贴个词源学的解释:

在古英语中,“十一”叫做enleofan,由en(=an,一)和leofan(=leave,剩余)组成,字面意思就是“(十个手指头用完后)还剩一个”,后来演变为现代英语中的eleven(十一)。

同样,“十二”在古英语中叫做twelf,由twe(=two,二)和lf(=leave,剩余)组成,字面意思就是“(十个手指头用完后)还剩二个”,后来演变为现代英语中的twelve(十二)。

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