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命名 | ||||
數字 | 0 | |||
名稱 | 0 | |||
小寫 | 〇 | |||
大寫 | 零 | |||
序數詞 | 第零 zeroth | |||
識別 | ||||
種類 | 整數 | |||
性質 | ||||
質因數分解 | 不在可因數分解的整數的範圍內 (任意質數皆為其質因數) | |||
表示方式 | ||||
花碼 | 〇 | |||
算籌 | ||||
二進制 | 0 | |||
八進制 | 0(8) | |||
十二進制 | 0(12) | |||
十六進制 | 0(16) | |||
0(〇/零)是-1與1之間的整數,也是兩個奇數之間的偶數。0既不是正數也不是負數。在數論中,0不屬於自然數;但在集合論和電腦科學中,0屬於自然數。0在整數、實數和其他的代數結構中都有着單位元這個很重要的性質。
歷史
0字體的發明始於印度。公元前2000年,印度最古老的文獻《吠陀》已有特別「0」概念的應用,當時的0在印度表示無(空)的位置。約在6世紀初,印度開始使用命位記數法。7世紀初印度大數學家婆羅摩笈多首先說明了0加0是0,任何數加上0或減去0得任何數。遺憾的是,他並沒有提到以命位記數法來進行計算的實例。也有的學者認為,0的概念之所以在印度產生並得以發展,是因為印度佛教中存在着「絕對無」這一哲學思想。公元733年,印度一位天文學家在訪問現伊拉克首都巴格達期間,將印度的這種記數法介紹給了阿拉伯人,因這種方法簡便易行,不久就取代了在此之前的阿拉伯數字。這套記數法後來又傳入西歐地區,由歐洲發揚光大。
說起「0」的出現,應該指出,中國古代文字中,「零」字出現很早。不過那時它不表示「空無所有」,而只表示「零碎」、「不多」的意思。如「零頭」、「零星」、「零丁」。「一百零五」的意思是:在一百之外,還有一個零頭五。隨着阿拉數字的引進。「105」恰恰讀作「一百零五」,「零」字與「0」恰好對應,「零」也就具有了「0」的含義。0在中國古代叫做金元數字。
關於0這個數字的概念在其它地區很早就有。巴比倫人、埃及人、瑪雅人以及印度人分別獨立發明了「零」[1]。公元前3000年,巴比倫人就已經懂得使用零來避免混淆。古埃及早在公元前2千年就有人在記帳時用特別符號來記載零。
瑪雅文明最早發明特別字型的0。瑪雅數字中0 以貝殼模樣的象形符號代表。 0這個字型的數字是在5世紀由古印度人發明。他們最早用黑點「.」表示零,後來逐漸變成了「0」。
7世紀初印度大數學家葛拉夫·瑪格蒲達首先說明了任何數加上0或減去0得任何數。遺憾的是,他並沒有提到以命位記數法來進行計算的實例。公元733年,印度一位天文學家在存取現伊拉克首都巴格達期間,將印度的這種記數法介紹給了阿拉伯人,因這種方法簡便易行,不久就取代了在此之前的阿拉伯數字。這套記數法後來又傳入西歐。 在東方國家由於數學是以運算為主(西方當時以幾何並在開頭寫了「印度人的9個數字,加上阿拉伯人發明的0符號便可以寫出所有數字。由於一些原因,在初引入0這個符號到西方時,曾經引起西方人的困惑,當時西方認為所有數都是可數,而0這個數字會使很多算式、邏輯不能成立[2](如除以0),甚至認為是魔鬼數字,而被禁用[3];直至約公元15、16世紀,0才逐漸給西方人所認同,使西方數學有快速發展。[4]
中國古代的籌算數碼中沒有「零」,遇到「零」就空位。比如「6708」就可以表示為「┴ ╥ 」(〦〧 〨)。數字中沒有「零」,是很容易發生錯誤的。所以後來有人把銅錢擺在空位上,以免弄錯,這或許與「零」的出現有關。 自從前4世紀,中國數學家已經了解負數和零的概念。[5]1世紀的《九章算術》說:「正負術曰:同名相除,異名相益,正無入負之,負無入正之。其異名相除,同名相益,正無入正之,負無入負之。」(這段話的大意是「減法:遇到同符號數字應相減其數值,遇到異符號數字應相加其數值,零減正數的差是負數,零減負數的差是正數。」)以上文字裏的「無入」通常被數學歷史家認為是零的概念。(全文見維基文庫的《九章算術》)雖然如此,但是當時並沒有使用符號來表示零。
在690年時,武則天頒佈了則天文字,其中一個字就是「〇」,當時的意義同「星」。現在表示零的符號「0」是該字元的變體。[6]
七世紀的古印度婆羅摩笈多是第一個提出有關0的計算規則的數學家。瞿曇悉達於718年將印度數字〇引入中國,以此來代替算籌。[7] [8]宋朝蔡沈《律率新書》中用方格表示空缺。金朝《大明曆》中有「四百〇三」,「三百〇九」等數字[9]。1247年,秦九韶在其著作數書九章中使用符號「〇」來表示零的概念。[10]李冶《測圓海鏡》第十四問中用
代表:。
10世紀波斯數學家伊本·拉班《印度算術原理》第一部分敘述用印度數字0-9(० ۱ ۲ ۳ ۴ ۵ ۶ ۷ ۸ ۹)為基礎的十進位制四則運算和開平方、開立方的土盤程式。
在1202年時,意大利商人斐波納契寫了一本《算盤書》。在東方中由於數學是以算術為主(西方當時以幾何和邏輯為主),由於運算上的需要,自然地引入了0這個數。
數學性質
- 0是否屬於自然數仍有爭議,數論領域認為0不屬於自然數,集合論和電腦科學領域認為0屬於自然數。
國際標準ISO 31-11:1992中,從集合論角度規定:符號所表示的自然數包括正整數和0。中國國家標準GB 3102-11:93參照國際標準作出同樣規定。
- 平方數,為0的平方。
- 立方數,為0的立方。
- 第1個普洛尼克數,為0與1的乘積。下一個為2。
- 第0個佩爾數。下一個為1。
- 第0個斐波那契數。前一個、下一個與下兩個皆是1、前兩個是-1。
- 0是個高斯整數。
- 0可被2整除,所以0是偶數。
- 分數中的分母不可以是0。
- 0非正非負,0的相反數和絕對值是其本身。
- 0乘以任何實數都等於0(0×10=0),任何實數加上0等於其本身(1+0=1)。
- 0沒有倒數和負倒數,任何數(包括0)除以0皆無意義。
- 0不能做對數的底。
- 0的正數次方等於0,0的負數次方是無意義。
- 0的0次方目前是未定式,部分領域中,如組合數學,常用的慣例是定義為1。也有人主張定義為1。[11][12]
- 0! 定義為1。
- 0是任何數的倍數。
- 0作為序數一般僅出現於計算機領域。
- 0是斐波那契數列中,僅有的3個平方數之一(另外兩個是1與144)。[13]
- 0是唯一一個使得沒有複數w滿足ew = z的複數z。
0的因數和倍數
- (為任何實數)
- 為0的因數,0為的倍數,也就是說,任何整數都是0的因數。
另外,因為0不能作為任何數的因數,所以0沒有倍數。
人類文化
- 在計算機科學中,0經常用於表示布林值假(F)。
- 在數碼電路中,不使用精確的電壓值來代表訊號的值,只使用「0」和「1」兩個值。「0」表示低於預先規定的閾值電壓,被稱為低電平或者邏輯0。與之對應,「1」表示高於預先規定的閾值電壓,被稱為高電平或者邏輯1。注意負邏輯時的規定相反,高電平為邏輯0。
- 在電話網絡中,國家代碼(國家或地區號)開始為00(兩個0),其下的地方區號(郡或市等地區代碼)開始為0(一個0)。
- 數字0的使用使數學快速發展。
- 0號線
參考來源
- 文獻
柯利弗德·皮寇弗; 陳以禮(翻譯). The Math Book:From Pythagoras to the 57th Dimension, 250 Milestones in the History of Mathematics [數學之書]. 時報文化. 2013-04-16. ISBN 978-957-135-699-0 (繁體中文).
- 參照
- ↑ 柯利弗德 2013,第45頁
- ↑ Alexander Moseley. A to Z of Philosophy. A&C Black. 2008: 141. ISBN 9781441183910.
- ↑ Mark Stavish. Freemasonry: Rituals, Symbols & History of the Secret Society. Llewellyn Worldwide. 2007: 6. ISBN 9780738711485.
- ↑ J J O'Connor, E F Robertson. A history of Zero. MacTutor數學史檔案. [2015-01-14].
- ↑ Wáng, Qīngxiáng, Sangi o koeta otoko (The man who exceeded counting rods), Tokyo: Tōyō Shoten, 1999, ISBN 4-88595-226-3
- ↑ 小寫〇(IDEOGRAPHIC NUMBER ZERO)的編碼是U+3007,勿與圈號(CIRCLE)混淆。
- ↑ Qian, Baocong, 中國數學史, 北京: 科學出版社, 1964
- ↑ Wáng, Qīngxiáng, Sangi o koeta otoko(The man who exceeded counting rods), 東京: 東洋書店, 1999, ISBN 4-88595-226-3
- ↑ 郭書春著《中國科學技術史·數學卷》394頁科學出版社2010
- ↑ Needham, Joseph (1986). Science and Civilization in China: Volume 3, Mathematics and the Sciences of the Heavens and the Earth. Taipei: Caves Books, Ltd. Page 43.
- ↑ 存档副本 (PDF). [2011-12-09].
- ↑ sci.math FAQ: What is 0^0?. [2011-12-09].
- ↑ JOHN H. E. COHN. 〈Square Fibonacci Numbers, Etc.〉. Bedford College, University of London, London, N.W.1. [2019-05-12].
Theorem 3. If Fn = x2, then n = 0, ±1, 2 or 12.