特點 我們所習慣的印度-
阿拉伯數字 ,就是一個以10為底的計數與演算系統。
例如,在234中的2代表200,25中的2代表20,而102中的2就代表2。在一個完整的進制系統中,必須要有代表“零”的符號,才能將可能缺項的位數補零。我們直式加減乘除,就是建立在這樣的位值系統上。
至於不使用進制的系統,大概只有羅馬數字還算為世人所熟悉。這也是一個以10為基底的系統,但它用I、X、C 、M表示1、10、100和1000,再加上V、L、D代表5、50及500作輔助。舉例來說,1762=MDCCLXII。
若要用它作加減乘除的運算,對現代人而言是十分困難的。但是,如果我們熟記一些規則,比如5個I的和為V,兩個V的和是X等等,再加上羅馬時代也有類似中國的算盤,其實應付10000以下的運算還不會太困難。事實上,古代希臘人、
希伯來人 及早期的
阿拉伯人 使用比羅馬數字更複雜的字母系統來代表數字,而且跟羅馬人一樣不使用零,但在當時已經足夠。
巴比倫使用的這個六十進位法是個不完整的進制系統,因為它缺乏代表“零”的符號。但它與我們系統是很接近的,它使用59個不同的符號代表1至59,當泥板上由左至右出現5、6、3時,它的意思是 =18363。這使得一個很龐大的數字變得容易紀錄。
巴比倫六十進位法如前所述,它一直沒有“零”的符號,也沒有小數點。雖然有時他們會將某一位空下來以代表缺項,但也因沒有統一使用,讓我們後人無法直接從數字元號上去確定它的值,此時我們只能從泥板的上下文去判斷了。這樣容易混淆的狀況,一直到約公元前300年波斯人“發明”了“零”的符號,才大有改善,但小數點仍一直沒有被使用。
基本性質 數字60有12個因子,即1、2、3、4、5、6、10、12、15、20、30和60,其中2、3和5是
質數 。由於擁有較多因子,六十進制的數可被較多數整除;換言之,可以分拆成多種不同的時間長度,例如一小時可以被看作2個30
分鐘 、3個20分鐘、4個15分鐘等。60也是可同時被1至6整除的最小的數字。
表示方法:數字用0~9、A~Z、a~x表示,其中A~Z代表10~35,a~x代表36~59。
用途 與其他進位制不同,六十進制在一般運算和邏輯中並不常用,主要用於計算角度、地理坐標和時間。
一小時相等於60分鐘,而一分鐘則為60秒。於是,“3:23:17”(三小時廿三分十七秒)即相當於
或
小時。
當中的六十進制數字(即3、23和17)均以
十進制 數字寫出。
相類似的是角度,一個圓形被均分成360度,每一度有60角分,一角分等於60角秒。
在農曆中,有
六十甲子 的概念,以
天干 與
地支 兩者經一定的組合方式搭配成六十對,為一個周期。
發展歷史 六十進制位值記數法( sexagesimal place value notation,縮寫為 SPVN),簡稱為“六十進制記數法”。其發明和使用,是兩河流域數學知識發展過程中的一個顯著特點和獨特貢獻,其採用的六十進制一直保留在現代世界對時間( 小時、分、秒) 的記錄中。關於這一記數法發明的具體時間,過去曾有學者論證它始於
烏爾第三王朝 時期,但學術界日益傾向於追溯其起源至更早的阿卡德王朝時期。
在古代的
美索不達米亞 時代,數字以
楔形文字 表達,分“個位”和“十位”,1以Y代表,2為YY,3為YYY,如此類推,直至9;10則為<,20為<<,如此類推,直至50(<<<<<),如右圖。大過59個數字,就重覆以上符號作標示。閃族和早期巴比倫沒有0的符號,故未必能單就一堆楔形符號即時說出其所代表的數字。到後來,巴比倫人逐漸以點代表零。
示例圖 到
古巴比倫 時期 ,六十進制記數法已在數學文獻中得到廣泛而成熟的套用。這些數學文獻的種類主要包括度量衡量值( 容積、重量、面積、長度、深度) 的列表和換算表,數表( 乘法表、倒數表、平方表、平方根表、立方根表) 以及數學習題,總數略超一千。
考古學家判斷,出土這些文獻的建築物在古巴比倫時期極有可能作為學堂使用; 加之這些文獻構成了這一時期數學基礎教育的主要內容,所以它們通常也被稱作“學堂文獻”( school texts) 或“學堂泥板”( school tablets) 。兩河流域的文字材料使用蘇美爾語( Sumerian) 或阿卡德語( Akkadi-an) ,通常用楔形文字刻寫在黏土所捏制的泥板上; 多數情況下一塊泥板記錄一篇文獻,所以使用“文獻”( text) 和“泥板”( tablet) 作為同義詞。關於兩河流域公開發表的數學泥板,已有題錄出版。
出現原因 中國人在公元二世紀才發明造紙術,在紙張傳遍歐亞大陸之前,任何足以長期保存的書寫工具都是很昂貴的。而古巴比倫時代已有良好的農業發展及頻繁的商業往來,再加上早熟的天象觀察,使得記載龐大數字並長久保存有其必要。當時捏制一塊泥板,把一些文字與數字小心地用一跟尖尖的棍子刻上去,再將之烘培定型保存起來,是十分費時的工作,可見書寫文字在當時是很“昂貴”的事。這就是為什麼在四千多年前,巴比倫人就發展出這種與現代位值系統相似的六十進位法的原因。
古人的天文測量活動促進了幾何學的發展,在這個過程中,他們經常需要等分角,二等分,三等分,四等分……(中學時候的尺規做圖就是從這種古老的幾何學流傳下來的),當然他們要先解決等分的數量小的情況,從二,三,四,五。。開始,如果採用60進制,由於60是2,3,4,5,6的公倍數,可以等分這些角,而如果用100進制,三等分和六等分就不能實現。古人定角度為60進制的原因很樸素,就是為了測量和作圖方便,做一個量角尺,就可以按照讀數來把角等分成很多份。
古代蘇美社會(約公元前3200至2340年)中,只有掌控社會經濟的廟宇才能使用文字紀錄,此外,出土的泥板中,最大超過六公斤,面積大到要助手雙手扶著供書記官書寫才行。所以,用很小的空間紀錄很大的數字就變得很重要,在一些較為古老泥板中,1的60倍被寫成一個比較大的“1”,但後來被簡化成原來的大小,再將數字放在不同位置代表60的不同倍數,帶有位值便利性的六十進位法於焉誕生。
有學者相信為了統一當時的度量衡,所以用60而非10為底,因為當時可能有兩種常用的單位(如同我們將公制和英制混合使用)。