欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

二进制的故事

2022-07-19 20:22 作者:斐波那契的兔子数列  | 我要投稿

在故事开始之前,我们首先要了解一下,什么是二进制?

《圣经旧约·创世纪》说,神用六天创造了万物,第七天休息,于是一个星期有七天。

一个星期有七天,第八天又是第二个星期的开始,这就是八进制。

在人类有文字记载之前,计数和简单的算术就已经发展起来了。当人们更加深入地去探讨数学的时候,就必须将计数的方法统一起来,此时“进制”就诞生了。

《数学简史》里说:世界各地的民族不约而同地采取了这个方法——把从1开始的若干连续的数字作为基本数字以他们的组合来表示大于这些数字的数。换言之,如果大于1的某个数b作为计数的进位制或基,并确定出数目1,2,3,...,b的名称,则任何大于b的数均可以用这b个数的一个组合表示。

比如说,现代人们进行十进制的计算时,就是采用0到9十个数字,大于9的数字,比如十,就是用数字1和数字0表示,写作:10.这里就是采用了十作为基。

而二进制,也称作“逢二进一”,是基数最小的一种记数法。

澳大利亚北部有个叫做昆士兰州的地方,那里的原住民是这样计数的:1,2,2和1,两个2,...这就是二进制了。

但是二进制,有另一个更广为人知的形式,那就是德国数学家莱布尼兹创造的二进制——他用0和1两个数字作为基础数字(也叫做数码)进行计数:0,1,10,11,100,....分别对应十进制的0,1,2,3,4...用0和1就可以表示任何数。

莱布尼茨认为一切数都可以由0和1创造出来,正是《圣经》中所说上帝从无到创造万物的象征。

其实,将数与世界万物起源联系起来并不是莱布尼茨独有的想法。中国道家先贤老子在《道德经》里说:道生一,一生二,二生三,三生万物。

早在1679年以前莱布尼茨在自己的数学研究当中发明了他的二进制记数法,并且记录在他1679年3月15日的拉丁文手稿《二进制算术》当中。

1689年,莱布尼兹在罗马认识了一个神父,这名神父给他讲述了在神秘的东方各种见闻,使其沉迷在了远东的中国文化之中。这个神父就是意大利耶稣会会士闵明我。

其实按照夏瑞春的《德国思想家论中国》的说法,这个闵明我并非真正的闵明我,真正的闵明我是西班牙多明我会的神父,这个意大利神父是后来冒名顶替了西班牙的闵明我,进入了北京以后,还做了钦天监南怀仁的助手。

1694年,闵明我从欧洲去北京的前夕,莱布尼兹交给了他一个希望了解中国的提纲,总共有三十项之多,几乎包括所有的领域。

1696年,已经是宫廷议员的莱布尼茨向奥古斯特公爵介绍了自己2进制记数法,公爵大感兴趣。

顺便一提,1677年1月,莱布尼茨辗转到了汉诺威,担任布伦兹维克公爵府法律顾问兼图书馆馆长,并负责国际通信和充当技术顾问。汉诺威成了他的永久居住地。而奥古斯特公爵是布伦兹维克公爵的弟弟,莱布尼茨向奥古斯都公爵介绍了二进制的次年,也就是1697你,布伦兹维克公爵约翰·弗里德里却突然去世,其弟奥古斯特继任爵位,莱布尼茨仍保留原职。由于莱布尼茨还是个哲学家,而新公爵夫人苏菲又是他的哲学学说的崇拜者,经常与其来往。“世界上没有两片完全相同的树叶”这一句名言,就出自他与苏菲的谈话。

1697次年,莱布尼茨又特制了一枚纪念章给公爵,上面刻着一行拉丁文,翻译成中文就是:从虚无创造万有,用1就够了。同年,莱布尼茨写信将自己的想法告诉当时在北京传教的耶稣会神父白晋,白晋是法国国王路易十四派去中国传道的,曾经在中国给康熙皇帝讲授数学。白晋将二进制与中国古代知名典籍《周易》里的六爻排列对照,认为两者是一致的。

1701年,白晋从北京写信给莱布尼茨,告诉他,“伏羲六爻”的排列和2进制记数法顺序一致,随信还附有伏羲六爻排列的木版图。莱布尼茨知道这件事情以后欣喜若狂,以为自己的创造与千年之前的中国圣人的创造是一致的,从此神往神秘的东方文明。

又是1701年,55岁的莱布尼茨向巴黎皇家学会提出了一篇正式论文——《数字科学新论》,这篇论文主要论述他所发明创造的二进制记数法。可惜的是这篇论文被巴黎科学院院长封单内婉言谢绝,院长谢绝的理由是:实在看不出二进制有什么用。

1703年,莱布尼茨在补充了伏羲六十四卦次序图和伏羲六十四卦方位图后,才终于将全部研究成果发表在法国的《皇家科学院院刊》之上,标题为:“二进制算术阐释——仅仅使用数字0和1兼论其效能及伏羲数字的意义”。他根据二进制来理解中国的先天六十四卦方圆图,说明先天圆图已经包含了他所发明的东西。

二进制,在往后的很长一段时间内都没有什么明确的用途。

来到二十一世纪,二进制已经被电子计算机所特别拥有。二进制在在电子信息科学当中,有着无可比拟的优越性。在信号传输领域,二进制是《数字电子技术基础》这门学科的根基之一。

在电子计算机领域,数字信号0表示电子元件的低电平,1表示电子元件的高电平,将1和0两个数字作为信号,控制电子器件的通电和断电,实现各种功能。就在这个基础上,电子计算机诞生了。

计算机带给我们这个世界的变革,大家有目共睹。从网络聊天软件、云共享等互联网交互,到智能空调、智慧家居等人工智能电子产品,抑或是网络购物、扫码支付等的万物皆可物联网。我们的生活无时不刻不被计算机所影响。这何曾不是一种创世纪呢?


二进制的故事的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律