算盘一列七珠是为了进行16进制计算,那为什么古人需要16进制?
这是一个经典款算盘。
小学数学老师教过我们,算盘上面的珠子一个是5,下面的珠子一个是1,计算时到9还要增加就进一位。
那么问题来了,在进行计算时,我们明明只用到了下方4颗珠子,上方1颗珠子,怎么一副标准款的算盘,上下都有一颗我们永远也用不到的珠子?
既然如此,我们为什么不用下面这款简化版本的算盘呢?
其实正常算账,下面这款5珠版本算盘确实够用了。而上面的那款7珠版本,现在基本上找不到什么应用场景,因为,7珠算盘本来就是为了兼容16进制运算而设计的。
经典款算盘本质上是可以兼容涵盖2进制到16进制一共15种进制的计算。
因为算盘一列就是一位,其能计算的进制取决于其一列能表示的数字+1,上图的这款10进制算盘,一列最多表示9那么它最多能计算10进制计算。
传统款算盘2+5的算珠配置,自然一列便能表示15个数,因此这便代表着传统算盘是一台支持16进制计算的计算器。
因为古人对16进制的计算有需求,所以最经典款的算盘便需要同时兼容16进制和10进制的计算,所有做成了现在的样子。
而当年我们学算盘的时候还是小学,学进制的时候却已经到了初中,小学数学老师自然不会跟你提16进制,初中数学老师自然也不会教你重新找回小学时那把算盘去进行不同进制的计算,自然大部分人很难把算盘和进制运算联系到一起。
但如果这个时候你使用算盘计算其它进制的加减法,你会发现比使用数学书上的公式简单很多。
至于古人为什么需要16进制的计算,其实很简单,因为1959年之前一斤等于十六两,一两等于16钱。斤两钱本身是个16进制的体系,而到了斤后这个重量体系又恢复到了10进制。而算盘因为同时兼容10进制和16进制,就十分胜任这种计算。
计算时,你只需要将前两列保持16进1,从第三列开始恢复到10进1就行了。
但即使是使用了算盘,这计算的复杂度,也比全部使用十进制高了不少。
如果用我们现在用的十进制,1斤7两8钱,可以直接写成1.78斤,与其它斤数相加也十分简单,比如1.78斤+1.67斤=3.45斤,只是个三位数的加减法,简单快捷。
但使用原来的16进制,1斤7两8钱和1斤6两7钱,因为后两位是16进制,因此我们在计算时就很难直接将其转换为10进制的小数,或者说转换为小数反而会让计算更加复杂,那么我们最优的方案便是每一位单独计算,这样就把一个计算,转变为三个计算,而且也因此很难把非整数的斤进行小数化表示,只能用斤+两+钱分开来表示。
原因也很简单,因为后两位的16进制让你很难将转换成10进制的小数和原本16进制的单位联系起来。
拿个我们现在都还在用的非统一进制的单位来看就很明显了,不经过计算,你能不能直观判断出1.72小时和1小时42分18秒哪个大?
因为旧有的各种非10进制的单位极大的加大了计算难度。
才使得基本上完全使用10进制进行计数的公制在推出后的一百多年里,逐渐取代了世界各个沿用了几百乃至千余年的旧制,真正意义上的做到了世界范围的统一度量衡。
那么问题来了,明明我们的数学基础是10进制,为什么世界各地的古人在实际的计量单位换算上却很不喜欢使用十进制?
那是因为10进制虽然好计算,但是却不怎么好测量。在古代人们对重量的测量精准度并不算高,更不要说在小单位的测量上了,高精度的测量仪器更是不可能普及的。
同时作为度量衡的标准砝码做起来也十分困难。
古人想要获得精确的小质量物质,最简单精确的办法就是将其等分成若干份,这样每一份的质量就会很精确。
但是如果要保持10进制,一两想要成为十分之一斤,那么就需要将一斤精确的10等分,在没有额外测量工具的情况下,做这种事的难度非常高,甚至可以说这么做很不现实,也容易产生极大误差。
斤到两细分就这么麻烦,两到钱就更困难了。
因此在古代想要精确的在10进制下确定两与钱是一件十分困难的事情。
但是如果使用16进制那就不一样了。
在确定了一斤的重量后,你只需要将这一斤等分4次,那么每一份就是一两,再等分4次,每一份就是一钱。
相比于极为困难的10等分,16等分便显得无比轻松了,也因此古人才不得不在明知道计算16进制很麻烦得的情况下,依然采用16进制作为重量的计算。
发布于 2024-10-01 13:05