首先要明白,“数字”表达和“数学”表达是两回事。
像“法语把97说成4*20+10+7”这种经年烂梗,甚至还有“法语数字表达如此怪异,为何法国却能出这么多大数学家”之类的言论,都是混淆了“数字”和“数学”的表达。但“数字”并不只存在于“数学”的范畴中,“数学”也并不必须通过“数字”来表达。
对于这个问题,简单的回答是:
如果指的是“数字”的表达,汉字数字系统在世界语言中是一套比较有优势的系统(尤其在古代),但相比于现在人类通用的印度-阿拉伯数字系统,汉字数字仍然有所局限。
如果指的是“数学”的表达,那么全人类的任何一门现有语言和文字,在“数学”范畴内都是处于劣势的。而人类也早就明白了这一点,所以很早就发展出了一套超越现有语言的数学符号体系,而这套体系也早就已经随着现代教育的普及而被全人类接受。可以说,“数学语言”本身就是人类最成功的一次“通用语”实践。
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下面分开来说。
首先,对于“数字”的表达,汉字数字系统在人类的原生语言中的确是存在一定优势的,主要体现在两点:一,规整且直观地适配了十进制计数;二,言文一致。
这里我们要认识一点:“数字”是一种介于“语言”和“文字”之间的语言学实体。一个有自身语言的民族可以没有自己的文字,但他们一定会有自己的口语计数体系。相比于书面文字,数字要简洁和直观得多,这使得在人类语言中,数字极易发展成“训读”模式,也就是人们口头说的是一套,但写出来的又是另一套不相关的符号。
而像“英语的11不是10+1”“法语把97说成4*20+10+7”这类现象,本质上就是人类语言的计数系统普遍缺乏“言文一致”规则的体现,换言之,无论英语的“eleven”还是法语的“quatre-vingt-dix-sept”,这都是口语层面的“数”(shǔ),而非书面语的“数”(shù)。欧洲语言中11~19和20~90的屈折词尾变化,以及法语受日耳曼影响产生以20为基底的特殊计数模式,本质都是在记录人类幼儿习得母语时,从小到大“数”(shǔ)出整个计数体系的过程。事实上,比这更奇怪的计数方式,比如北欧语言的10基和20基杂糅模式,朝鲜语中20到90的每一个整十数都有独立说法等,都是人类口语计数的习惯残留。
但在另一方面,古人发展文字的同时就已经达成了共识:即便是纯表音文字,表达数字时也不会说什么就写什么。最典型的就是由古希腊人发明,在罗马时期壮大,并在中世纪欧洲一直传承的罗马数字系统。罗马人口头说“septuāgintā quattuor”,字面上是septuā(七)+gintā(几十)+quattuor(四);但写出来却是“LXXIV”,字面上是L(50)+XX(20)+IV(5-1)。换成一个操古英语的人,口头说的会是“fēoƿer and hundseofontiġ”,写出来却依然是“LXXIV”。也就是,整个西方语言的口语和书面数字表达在罗马数字时期就已经完全分离了。
相反,汉字数字正是一套从一开始就高度“言文一致”的系统,中国古人从上古时期开始就已经形成了分析式的计数思维,可以按照直观的十进制思维构建数字,而不必使用屈折词尾表达“十几”“几十”,或是为“几十”单独命名。而这样的直观思维加上汉字本身的非表音特性,也使得汉字的书面数字始终与口语高度契合,而不必像罗马数字那样发展成一个与口语完全无关的系统。可以说,中国古代即便是文盲也可以很轻易地理解任何一个数字,但欧洲古代的文盲就未必能看懂超过一百的大数了(所以欧洲古代的货币普遍不采用十进制换算,而是要设置多级单位)。
不过,相较于现代的阿拉伯数字,古代原生的汉字计数系统仍然有着一定的局限,这之中最大的局限还是在于——没有“数位标记”的观念。汉字计数系统的实质是一套基于十进制的计量系统,十、百、千、万、亿、兆……本质上都是“单位”,依次以十的基数换算。“三千零五”的含义是“三个千位再多余五个个位”,“零”本意是“多余”。而早在上古时期,中国人就已经意识到了这一点,于是又发明了另一套符号——算筹,并在其中加入了数位标记的概念,但此时的算筹就已经和汉字数字分道扬镳了。
直到古代印度人引进“0”的符号并完善了数位标记的概念,发明出的计数系统经阿拉伯人传入欧洲,并在科学革命时期被大幅推广,由此产生的数字符号又在近代被传播到全世界,人类才真正拥有了一套完善的“数字表达”体系。但在这个过程中,人类的口语计数并没有发生本质的改变,不管是“十一”还是“XI”还是“11”,口语上都仍然是“eleven”或“shi yi”,人类实质上更习惯了数字上言文分离的抽象思考方式。
所以,如果你对英国人说“two zero two one”年,他们一般会知道你在说什么(因为现代人在学习使用阿拉伯数字的过程中都产生了一定的抽象数字意识),但他们理解起来肯定会比理解“two-thousand twenty-one”或“twenty twenty-one”别扭。同样,你觉得跟法国人说“un-neuf-neuf-sept”年更“直观”,但法国人的母语思维就是更习惯将“1997”这个符号整体读作“dix-neuf cent quatre-vingt-dix-sept”,拆成单个数字来读对他们而言也是“知道说什么但就是别扭”。
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我们已经看到,如今全世界通行的阿拉伯数字本身就是一种超越任何既有语言的通用符号,现代人已经能接受用同一个“90”来同时表示“ninety”“quatre-vingt-dix”或“jiǔ shí”,这就是一种简单高效的抽象思考方式。而事实上,阿拉伯数字也正是“数学符号体系”——这套科学革命以来成型的、人类历史上最成功的“通用语”实践的缩影。
探索创立“通用语”,正是科学革命时代的一大标志性学术运动,当时的笛卡尔和莱布尼茨都在此领域做了深入研究。而数学本身就是人类发展“通用语”的首要桥梁。自古以来,无论是东方人的算筹、算盘,还是西方人的几何学,本质都是一套超越基础语言的高层次逻辑语言(西方人发展出抽象的几何学,基本动机很可能就是因为现实中的数字表达体系和语言过于繁琐)。而科学革命后,抽象的数学符号一步步形成体系,并最终发展成了相当接近一门“语言”的系统。实际上,如果你看牛顿的《自然哲学的数学原理》的原稿,就会发现,里面大量的篇幅还要借助现实语言来表述(比如《原理》还未使用“=”“>”这样的基础符号),但再看一个世纪后欧拉的论文,上面的内容就和如今的书面数学推导过程比较类似了。这个演化的过程足以说明,人类的任何一门现有语言,无论汉语、英语、法语等等,相比于数学本身都是处于劣势的。
这里我们不妨总结一下,“数学语言”与一般人类语言相比究竟有何不同?
一,“言”和“文”完全分离。无论是“123”“+-×/”还是“=><”,它们都不存在任何“标准读法”,但又都具有明确的抽象含义,任何一门语言都可以按本语言的说法来表达出这些含义(也就是“训读”),这使得数学符号可以完全不依附于任何一种现实语言,但同时又能让操任何现实语言的人轻易理解。
当然,现实中我们惯例上会使用拉丁字母及少数希腊字母来表达公式中的参数和变量,或者用来标记几何图形,但这也只是一种命名的习惯而已,不具备科学的意义。另外,数学语言在“语法”上似乎更接近于“SVO”语言的习惯,这导致日语只能借用英语的“plus”“minus”来表达“+”“-”(按黏着语习惯运算符号更应该放在变量后面),当然这也只是小问题。
二,高度二维化。这可以说是数学语言区别于传统人类语言的标志性特征。从最基础的变量附加上下标,到分数、幂指数、求和、微积分、排列组合等等,现代数学语言的一大基本设计,正是充分利用纸面上的二维空间来完成逻辑的表达与演绎。二维化的数学符号不仅可以进行语义和功能的区分,也可以直观地展现运算的过程。
相反,人类的传统语言和文字,无论是纯表音的字母文字还是兼表意音的汉字,由于必须承担口语记录的功能,其基本架构都只能是一维的。这造成的一个有趣现象是:或许数学语言的二维架构过于“先进”,以至于在基本只适配了人类语言传统的一维表达方式的计算机上,本来可以在纸面上轻易书写的数学公式,却反而成了一套处理起来不太方便的系统。这也进一步说明,现有的所有人类语言相比与“数学语言”,都是处于劣势的。
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最后再宣传一下,如果你对本文所涉及的符号、语言与科学逻辑话题感兴趣,还可以阅读我的新书《计量单位进化史》,书中还有更多关于数字表达、进位制、单位换算等话题的内容。
参考阅读:
数学里面一切皆符号,没有什么字母……
譬如说美国人看到an一定想到这是一个不定冠词,
而在数学里面,这通常表示系数a乘以一个自然数n……
所以美国人数学不好是有原因的……
数学家花了那么长的时间建立起数学的符号体系,就是因为觉得所有的自然语言都不够严谨。
0123456789+-×÷≈≡≠=≒≌≤≥<>∫∬∭∮∯∰∞∧∨∪∩∈∵∴⊥∠√
来 告诉我 这些是哪国文字
你要说用个xyz就是体现字母性了 它除了比写甲乙丙省事儿外 它是表现了cock的含义还是体现了dick的意思啊
一看就是没有学过高等数学 ○| ̄|_
≥∑≯∈∠∫∵∴≌‰∝∮∞∩Ψ
看看26个字母里你能找几个,最简单的加减乘除都+-×/都不是英语字母表达。
至于x,y,z,a,b,c代表未知数,只是习惯和简单而已。你用天干地支表示照样算出来。
甲+乙=3;甲-乙=1。不照样算出来吗!
至于1234567890那是阿拉伯数字,印度人发明的。
至于中文在数学表达处于劣势的问题, 简直就是无知好吗!
数学表达如果是分为语言表达和字面表达,那语言表达是基本没有优势劣势的。不过中文的单音节的数字发音简直完爆其他语言。英语的语言表达很麻烦的有没有?zero,one,two,...如果说110,中文就妖妖灵,英文还要one,one,zero万万泽儿肉,这里还看不出差别。我们在加减乘除,英语发音加and ,plus , added to;minus, 减taken from, subtracted from ;乘 multiply···by···/ multiplied by / time,除divide···by···/ divided by / divide···into··· / into、divide,很麻烦有没有!3*5=15,Three times five is (makes, will be , equals, is equal to ) fifteen .表达太多,烦琐,等于=还几种说法,还搞个时态的东西。中文多简单,就一个说法,三乘五等于十五,简便快捷,发音简单。
11发音eleven和one完全没有关系12twelve和two貌似有点关系。这些还是小问题,大问题是乘法口诀。老外一般人数学差,为啥啊。不背乘法表啊!
英国首相卡梅隆问小学生9*8等于多少?被反问11*12等于多少然后就被尬住了。一国首相连简单的二位数乘法都搞不定(-ι_- )
关键就是英文不好背啊,三四一十二,英文是threeforetwelve,三五一十五,英文是threefivefifteen,完全不押韵。英国要引进上海的数学教法,背中文乘法表。貌似效果也不咋滴,毕竟不是母语。
所以在数学的语音表达上,中文完爆英文。至于书面表达,除了常用的a,b,c,x,y,z,和使用英文注释那不是英语表达简便,只是习惯而已。任何一种表音语音的字母都可以拿来用,比如俄语。如果冷战苏联赢了,使用俄语来表示也不是不行。
如果未来中国占据世界学术主流,全部用拼音注释也没有问题,用天干地支表示未知数也没问题。
天干地支不能表达未知数?
naive,把甲乙丙丁简化成一笔的符号不就OK了。参考草书在标准化就OK 了。
至于说拼音不能用来注释,更是naive。同音字过多是汉字的缺点,但用来注释简直太方便。
比如概率probability在学术里通常用P 来表示。如果表示什么的概率就P(something),前面还要专门一句话来描述P。不描述你咋知道P是描述概率,还是描述功率呢!
拼音就简单了,可以直接Gailv(shiqing),功率就直接用Gonglv(shiqng)。看起来比较长是不是?不用着急,可以再简化。像什么an,ang,in,ing...之类的这些都可以简化成一个字母。比如Gonglv(shiqing)可以简化成 Gㄅlv(sㄆqㄇ) 。总共就8个字母就能描述一个概念,基本不用去去描述。
你用英文描述P(something),你得要先描述P是什么玩意,是概率还是功率。再something你还不能用简写,不然你还得描述S是什么玩意。用简化的拼音,8个字母就搞定了。这不仅仅这地方8个字母搞定,在其他地方基本能用8个字母搞定。比如某物的高度。Gㄅdu(mㄆwu)8个字母搞定,这就带来中文注释的整体的规范性。
英文注释某物的高度H(building),你要描述H是代表hight,building不能缩写。一缩写就要还要注释B是啥玩意。
忒麻烦有没有,英文里面的但凡是简写或缩写都要用单独一句话描述某个字母或缩写表示什么玩意。一个简写或缩写就要用一句话描述。
至于汉语的同音字多的问题,压根不是问题。用来注释肯定用词语,注释高度就用四个字母拼音描述,完全没有疑议。
最后至于评论中关于本文说外国人数学差的评论,你个杠精。
至于评论这不能,那不能的。我就想跟你说一切都有可能。英语的价值发掘基本到头了,汉语的价值发掘还刚刚开始。
一些人用惯了外国人发明的键盘就永远觉得键盘就该那个样,见惯了windows就觉的电脑就是那个样,见惯了英文期刊就觉的学术论文就该是那个样。思想观念老的跟姥姥一样。我想对这些人说,我和你们存在着代沟,我从不跟姥姥争她认为是对的观念。所以我也懒的跟你们争你们认为是对的观念。
英语就像银行卡号,汉语就想二维码。没被发掘的时候一毛不值,一旦被发掘就大杀四方。
没有好的语言可以表达数学。
我觉得,假如中国一直用中文表述数学,到一定程度,各种符号也会出来的,只不过不一定与现在一样罢了。
其实在能较好理解的前提下 ,自然语言越少越好。
中文在数学表达上明显有优势,这个很早就有人说过。
123456789 10,这些数字虽然是阿拉伯数字,但是你看到这些数字的时候,它会在你脑袋里面转化成:
一二三四五六七八九十之类的中文
而在美国人的脑子里面转化为
one two three four five six seven eight nine ten之类的英文。
但是从11以后就不一样了。
中文的11,就是十一。
英文的十一,是eleven
其实eleven这个单词在中国人眼里是没有道理的,它就不该叫eleven,应该叫ten one。
不能说从11以后英文突然转了个弯,你难道是二十进制么?
eleven这个单词和之前从1到10的单词之间毫无联系,完全是凭空制造出来的。
到了20的时候,中文就是二十。
英文是twenty。不应该叫twenty,应该叫two ten。
数学本来是有规律的,中文其实很遵守了数学的规律,但是英文就不是。
其他语言更是糟糕,像什么法语。
是应该祭出一张“神器”了:
里耶秦简改写了世界的数学发展史。
中国古代,数学领域的辉煌成就:
《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《孙子算经》、《张丘建算经》、《五经算术》、《五曹算经》、《辑古算经》、《夏侯阳算经》、《缀术》。
《九章算术》成书在公元一世纪,看看它的成就:
第一章“方田”,主要讲的是田亩面积的计算,包括分数的各种计算方法;
第二章“粟米”,讲各种比例问题,特别是关于各种谷物间按比例相互交换的计算方法;
第三章“衰分”,讲按等级分配物资或摊派税收的比例问题;
第四章“少广”,讲开平方、开立方的计算方法;
第五章“商功”,讲各种形状的体积的计算方法;
第六章“均输”,讲如何按人口、物价高低、路途远近等条件,以计算各地的赋税和分派工役等问题的计算方法;
第七章“盈不足”,即用假设的方法解决如下一类的问题:“今有(人)共买(物),(每)人出八(钱)盈余三(钱),(每)人出七(钱)不足四(钱),问人数、物价各几何?” 这类问题,在《九章算术》中已有完整的解法;
第八章“方程”,是关于联立一次方程组普遍解法的叙述;
第九章“勾股”,主要是应用勾股定理和直角三角形相似的各种比例关系,测量和计算“高、深、广、远”的问题。
“盈不足术”类似于现代“行列式解法”,它在欧洲至中世纪方以“双设法”的形式出现;欧洲直到16世纪时方得出类似一次联立方程组的普遍解法;
“方程”章中已引入了负数的概念,并已产生和运用了正、负数的加减法则,而印度到7世纪以后,欧洲到16世纪以后,才产生比较明确的负数概念。
古代世界中最精确的圆周率,这个就不多言了。
其他如:隋代刘焯创立的“等间距二次内插法”;唐代一行的“不等间距二次内插法”,王孝通的三次方程解法;宋元时期的解三次以上方程的方法,高阶等差级数求和、联立一次同余式等等,也都在世界上领先数百年之久。而在明代广泛使用的珠算盘,更是几百年来最先进的一种计算工具,至今仍有一定的生命力。
墨子在《墨经》中所提出的圆、直、点、线、面、体、平行等各种命题和概念,都可与欧几里得几何学的相关定理和命题媲美。
唐朝的《缉古算经》已经涉及到高次方程。
数学语言仅仅只是符号,全世界通用。但如果你指的是描述数学问题的语言,那汉语是世界上最先进的语言之一。
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