Ответы к темам проектных работ на 41 странице 1 части учебника по математике авторов Н. Я. Виленкин, В. И. Жохов, А. С. Чесноков, С. И. Шварцбурд для учащихся 5 класса.
1. Как в старину считали на Руси?
2. Счёт у народов мира.
Как в старину считали на Руси?
Нашим современникам кажется, что математика на Руси в допетровскую эпоху была крайне примитивной и сводилась к простейшему арифметическому счету. Однако это не так. Математические вычисления на Руси начали вести ещё в глубокой древности. Об этом говорят раскопки, которые археологи вели в древних славянских поселениях. К примеру, ученые нашли изображение циркуля, что говорит о том, что славяне еще 10 веков назад имели некоторые познания в геометрии. Поэтому, можно сделать вывод что как наука, математика стала развиваться не позднее XII века. Хотя расцвета она достигла действительно только в XVIII столетии.
Древнерусская система расчетов
Как полагают большинство историков, до возникновения монет славяне в качестве денег использовали животных, точнее их шкуры. Пушнина также использовалась и для уплаты дани. Так, существовали куны (от слова «куница»), резаны (куски шкур), а также ногаты. Позже, для удобства кожаные деньги заменили на металлические бляхи. Однако название «денег» осталось прежним: мордки, резаны, векши и ногаты. Что касается серебряной гривны, то первые монеты были выпущены во времена правления князей – Игоря, Ольги, Владимира, Ярослава. Одна гривна (около 50 г серебра) приравнивалась к 20 ногатам, 25 кунам или 50 резанам. Только в XIV-XV веках в обиход вошел рубль — первоначально так именовали круглый кусок серебра весом около 205 граммов.
Меры длины у наших предков соотносились с размерами различных частей человеческого тела: пядь, локоть, сажень, верста.
Малая пядь равнялась расстоянию между концами растянутых пальцев, большого и указательного, то есть около 19 сантиметров.
Большая пядь – это расстоянию между раздвинутыми большим пальцем и мизинцем, то есть около 23 см.
Локоть был равен примерно двум большим пядям (от 44,4 до 47,4 см).
Сажень изначально означал расстояние от конца пальцев одной руки до конца пальцев другой, когда обе руки расставлены в стороны. Но саженей в Древней Руси было множество: косая сажень, маховая сажень, морская сажень, городская, царская, малая и другие.
В XVI столетии была введена такая мера, как аршин (от персидского слова «араш» — «локоть»), равная трети сажени. Сыпучие тела, например, крупу или даже землю, измеряли кадями, позднее четвертями, десятинами и сохами. Вес мерили в пудах и фунтах.
Надо сказать, что наши предки довольно рано начали пользоваться именно десятичной системой исчисления, тогда как у древних китайцев, например, в основе расчетов лежало число пять.
С введением в обиход кириллицы цифры стали обозначать славянскими буквами, аналогичными греческим, — титлами. Некоторым большим круглым числам были присвоены специальные названия.
Так, десять тысяч обозначали словом «тьма», сто тысяч — «легион» или «неведий», миллион — «леодр». Если речь шла о еще больших числах — триллионах, то применяли особую систему записи, называемую великим счетом. Такая система нумерации использовалась в России вплоть до XVIII века.
Развитие математических наук
Пожалуй, самой ранней из известных нам публикаций математических сведений можно считать ту, которая фигурирует в юридическом сборнике «Русская правда» XI века. Там приводится ряд примеров по расчету долгов, штрафов, процентов и т.п. Из этого источника видно, что к тому времени русские уже вполне уверенно могли оперировать целыми и дробными числами.
Самый главный литературный источник по математическим знаниям на Руси - сочинение Кирика Новгородца "Учение им же ведати человеку числа всех лет", написанное в 1136 году. В сочинении, полное наименование которого звучало как «Кирика диакона и доместика Новгородскаго Антониева монастыря учение им-же ведати человеку числа всех лет», содержались сведения как по математике, так и по астрономии, в числе прочего там приводился подробный расчет даты сотворения мира (тогда считалось, что мир был сотворен Богом за 5508 лет до начала христианской эры). Монах также делил сутки на мелкие доли, доходя до одной миллионной. В арифметических расчётах Кирика фигурируют числа до десятков миллионов.
Мы привыкли, что цифра может иметь разные значения в зависимости от места в числе. Скажем, в числе 23 двойка означает два десятка, а в числе 32 — две единицы. В допетровской Руси числа записывали совсем иначе — не цифрами, а буквами со специальным значком — титлом. Два десятка обозначали буквой КАКО, а две единицы — буквой ВЕДИ; вот другие примеры на рисунке:
Чтобы показать, что букву в данном контексте следует воспринимать как число, над ней писали специальный значок — титло, представляющий собой волнистую линию. Букве «аз» соответствовала, как вы, наверное, догадались, единица. Последней буквой в алфавите, имевшей числовое значение, была «цы». С ее помощью записывали число 900. Таким образом можно было легко записать любое целое число от 1 до 999. Тысячи записывались теми же буквами с титлом, что и 1, 2, …, 9, но слева внизу изображался еще один знак — наклонная линия, которая пересекается двумя черточками. Десятки тысяч отмечались тоже первыми буквами алфавита, но без титла, а сами буквы брались в кружок. Для изображения сотен тысяч кружок составлялся из точек, а для миллионов — из черточек. Записанные таким способом числа имели свои названия. Десять тысяч называли тьмой, сто тысяч — легионом, а миллион — леодром. Описанная здесь нумерация называлась «малое число», или «малый счет». Кроме нее, существовал еще и «большой счет» («большое число», «великое число»).
В этой системе миллион назывался тьмой. Тьма тем, или 10 в 12 степени, получает наименование легион. Легион легионов, или 10 в 24 степени, именовался леодр. За ним следовал ворон (вран) — леодр леодров, 10 в 48 степени. Воронов обозначали соответствующей буквой в кружке из крестиков. За вороном шла колода, «…и более сего несть человеческому уму разумевати». Интересно, что колода, на которой счет обрывался, была вовсе не вороном воронов, а десятью воронами. Ее показывала рамка из двух лежащих на боку квадратных скобок. В славянской нумерации на Руси числа записывались так же, как и современные: запись шла слева направо, от старших разрядов к младшим. В ней ясно видны зачатки позиционной системы. Но числа от одиннадцати до девятнадцати записывались по-особенному: сначала писали букву, показывающую единицы, а затем ставили заглавную «и» с точкой, которой обозначалось число десять. Поэтому до сих пор мы говорим, например, «пятнадцать», то есть «пять на десять», произнося число так, как оно писалось много столетий назад.
Подобные системы счисления в прошлом не были чем-то необычным: кроме русских и греков, буквы алфавита подрабатывали цифрами у арабов, грузин, евреев, армян. Славянская кириллическая нумерация имела ранг официальной в России, Белоруссии, Украине, Болгарии, Венгрии, Сербии и Хорватии. Она просуществовала до XVII века, пока реформы Петра I не сделали ее историей.
Татаро-монгольское нашествие, начавшееся в XIII столетии, а также конфликты православной церкви с католической существенно затормозили развитие наук на Руси: русская культура оказалась изолирована от западной. В одной из церковных директив того времени даже говорилось: «Богомерзостен перед Богом всякий, кто любит геометрию; а се душевные грехи учиться астрономии и эллинским книгам; по своему разуму верующий легко впадает в различные заблуждения».
Это вылилось в то, что математика стала играть в основном прикладную роль для разных хозяйственных нужд. Но в XVI—XVII века в силу развития экономики и военных наук потребовалось повышение уровня математических знаний. В Москву стали прибывать специалисты из-за границы, на русский язык переводились западные учебники по математическим дисциплинам, включая арифметику и геометрию. Выходили и математические сочинения отечественных авторов.
Так, в 1625 году было издано руководство под названием «Синодальная № 42» Елизарьева. Примерно к тому же периоду относятся «Устав ратных дел», в котором излагались задачи триангуляции на местности, и «Книга сошного письма», посвященная землемерию. Однако многие подобного рода пособия на самом деле содержали грубые ошибки. Например, неверно описывались методы вычисления площади треугольника.
Между тем в это время уже начала складываться привычная для нас система счета. Появились такие термины, как считание (сложение), вычитание, перечни (слагаемые). Некоторые термины заменялись кальками с латыни: скажем, корень назывался радиксом. Были введены в обиход арабские цифры, которыми мы пользуемся и сегодня.
В ходу были рукописные учебники арифметики, ориентированные в основном на вычисления на русских счетах. В 1682 году в Москве вышло сочинение по математике под названием «Считание удобное, которым всякий человек купующий или продающий, зело удобно изыскати может, число всякие вещи». Помимо способов решения практических задач, связанных со счетом, там присутствовала и таблица умножения до 100×100.Математическое образование
В 1701 году Петр I издал указ об учреждении Школы математических и навигацких наук. Ведущим преподавателем заведения стал Магницкий, по поручению императора написавший в 1703 году учебник «Арифметика, или наука числительная». Впоследствии по нему обучались несколько поколений россиян. В нем содержались сведения не только по арифметике, но и алгебре, геометрии, тригонометрии, а также астрономии, навигации и метеорологии.
В 1725 году открылась Петербургская академия наук, где преподавали крупнейшие европейские математики Леонард Эйлер и Даниил Бернулли. А в 1755 году произошло открытие Императорского Московского университета, в котором в 1760 году появилась кафедра математики. С начала XIX века в курс наук была введена высшая математика.
Счёт у народов мира
Сейчас в большинстве стран мира, несмотря на то, что там говорят на разных языках, считают одинаково, "по-арабски". Но так было не всегда. Еще каких-то пятьсот лет назад ничего подобного и в помине не было даже в просвещенной Европе, не говоря уже о какой-нибудь Африке или Америке.
Но тем не менее числа люди все равно как-то записывали. У каждого народа была своя собственная или позаимствованная у соседа система записи чисел. Одни использовали буковки, другие - значки, третьи - закорючки. У кого-то получалось удобнее, у кого-то не очень.
Современному человеку трудно представить себе математику без обозначений чисел и арифметических действий. Тем не менее, когда-то этих обозначений не существовало. Древние культуры вообще были в большей степени ориентированы на устную речь, на устное обучение, чем современная. Постепенно люди сталкивались с необходимостью сооружать пост¬ройки, делить землю на участки, подсчитывать собранный урожай, вес¬ти календарь. Человек учился считать, выполнять действия над числа¬ми. Запоминать все вычисления становилось трудно и поэтому возни¬кает необходимость в записи чисел. Цифры – условные знаки для обозначения чисел. Человечество выработало целый ряд различных систем записи чисел – различных нумераций.
Как считали в древности
До появления числовых обозначений — цифр и букв, с которыми мы сейчас ассоциируем число, наши ранние предки пользовались «эталонами», которые они выбирали по ассоциативному принципу. Например, все знали, что Луна на небе одна, рук (или глаз) у человека две, а пальцев на каждой руке по пять. Поэтичные отголоски такой системы можно отыскать сейчас в раннем словесном счете индусов, где единицу называли Землей, Луной, Брахмой; двойку — «близнецами», «глазами»; пятерку — «чувствами» и так далее. В местах обитания первобытного человека археологи находят предметы с выбитыми точками, нацарапанными черточками, глубокими зарубками. Эти находки позволяют предположить, что уже в каменном веке люди умели не только считать, но и фиксировать результаты своих подсчетов.
Народы Древней Азии при счете завязывали узелки на шнурках разной длины и цвета. Узелки называли вспоминателем.
Китайцы же придумали цифры на пальцах. Так они могли показать числа и цифры. Например: указательный палец правой руки означает цифру 1, а если приставить на него указательный палец левой руки, то это будет число 10. А чтобы показать цифру 6 нужно загнуть три пальца. В древние времена люди ходили босиком. Поэтому они могли пользоваться для счета пальцами как рук, так и ног. Таким образом они могли, казалось бы, считать лишь до двадцати.
С развитием общества совершенствовались и способы счета. Ведь такие примитивные приемы, как зарубки на палке, узлы на веревке или камешки, сложенные в кучки, не могли удовлетворить потребности торговли и производства.
Как считали в Древнем Китае
Приблизительно 4 000 тысяч лет тому назад в Китае возникла китайская нумерация, старейшая и самая прогрессивная, поскольку в неё были заложены такие же принципы, как и в современную арабскую, которой мы с Вами пользуемся. .
Записывались цифры числа начиная с больших значений и заканчивая меньшими. Если десятков, единиц, или какого-то другого разряда не было, то сначала ничего не ставили и переходили к следующему разряду. (Во времена династии Мин был введен знак для пустого разряда - кружок - аналог нашего нуля). Чтобы не перепутать разряды использовали несколько служебных иероглифов, писавшихся после основного иероглифа, и показывающих какое значение принимает иероглиф-цифра в данном разряде.
Такая запись числа мультипликативна, то есть в ней используется умножение:
Как считали в Древнем Египте и Риме
Приблизительно за 3 000 лет до нашей эры было сделано важнейшее открытие: люди изобрели специальные знаки для обозначения некоторого количества предметов. Например, египтяне десяток обозначали знаком , сотню − . Так, число 123 записывалось следующим образом:
В Древнем Риме записывали цифры с помощью таких цифр:Римская система счисления основывается на следующем принципе: если при чтении слева направо меньшая цифра стоит после большей, то она прибавляется к большей: VI = 6, XXXII = 32; если меньшая цифра стоит перед большей, то она вычитается из большей: IV = 4, VL = 45.
В римской системе счисления, например, число 14 записывают так: XIV. Здесь цифра I стоит между большими цифрами X и V. В таких случая цифру I вычитают из цифры, стоящей от нее справа (в нашем примере это цифра V).
Год, в котором завершилась победой нашего народа Великая Отечественная война, с помощью римских цифр можно записать так: MCMXLV. Эта система сохранилась и до наших дней. Часто можно встретить записи, использующие римские цифры, например: XXI век, глава VI. Также их можно увидеть на циферблатах часов, на памятниках архитектуры.
Даже прочитать число, записанное римскими цифрами, непросто. Тем более сложно выполнять в такой записи арифметические действия. Кроме того, если требуется записывать достаточно большие числа (миллион, миллиард и т.д.), то нужно придумывать новые цифры. В противном случае запись числа будет слишком длинной. Например, если для записи числа 1 000 000 использовать только римскую цифру M, то запись будет состоять из тысячи таких знаков. Все эти недостатки существенно снижают возможность применения римской системы счисления.
Как считали в Древней Руси
В Древней Руси не стали выдумывать специальные значки для обозначения цифр. Их получали с помощью букв алфавита. Над буквой ставили волнистую линию − титло. Величайшим достижением человечества является изобретение десятичной позиционной системы счисления. С помощью этой системы записывают сколь угодно большие числа, используя всего лишь десять различных цифр. Это возможно потому, что одна и та же цифра имеет различные значения в зависимости от ее позиции в числе.
Цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 называют арабскими. Однако арабы лишь распространили десятичную позиционную систему, изобретенную индусами.
Новая, или арабская нумерация
Это, самая распространенная на сегодняшний день нумерация. Название "арабская" для нее не совсем верно, поскольку хоть и завезли ее в Европу из арабских стран, но там она тоже была не родной. Настоящая родина этой нумерации - Индия.
В различных районах Индии существовали разнообразные системы нумерации, но в какой-то момент среди них выделилась одна. В ней цифры имели вид начальных букв соответствующих числительных на древнеиндийском языке - санскрите, использующем алфавит "Деванагари".
Первоначально этими знаками представлялись числа 1, 2, 3, … 9, 10, 20, 30, …, 90, 100, 1000; с их помощью записывались другие числа. Но в последствии был введен особый знак - жирная точка, или кружок, для указания пустующего разряда; и нумерация "Деванагари" превратилась в поместную десятичную систему. Как и когда совершился такой переход - до сих пор неизвестно. К середине VIII века позиционная система нумерации получает широкое применение. В это же время она проникает в соседние страны: Индокитай, Китай, Тибет, Среднюю Азию.
Решающую роль в распространении индийской нумерации в арабских странах сыграло руководство, составленное в начале IX века Мухаммедом Аль Хорезми. Оно было переведено в Западной Европе на латинский язык в XII веке. В XIII веке индийская нумерация получает преобладание в Италии. В других странах она распространяется к XVI веку. Европейцы, заимствовав нумерацию у арабов, называли ее "арабской". Это исторически неправильное название удерживается и поныне.
Из арабского языка заимствовано и слово "цифра" (по-арабски "сыфр"), означающее буквально "пустое место" (перевод санскритского слова "сунья", имеющего тот же смысл). Это слово применялось для названия знака пустого разряда, и этот смысл сохраняло до XVIII века, хотя еще в XV веке появился латинский термин "нуль" (nullum - ничто).
Форма индийских цифр претерпевала многообразные изменения. Та форма, которой мы сейчас пользуемся установилась в XVI веке.
Как считали другие народы мира
Некоторые племена и народы использовали другие позиционные системы счисления. Например, индейцы племени майя использовали двадцатеричную систему, а древний народ шумеры − шестидесятеричную.
Следы двадцатеричной системы можно обнаружить в некоторых европейских языках. Так, французы вместо "восемьдесят" говорят "четырежды двадцать" (quatre−uingts). Разбиение одного часа на 60 минут, а одной минуты на 60 секунд − пример явного наследия шестидесятеричной системы.
Cчет с помощью десяти пальцев рук привел к возникновению десятичной системы. Общее количество пальцев на руках и ногах явилось основой для создания двадцатеричной системы. "Пальцевое" происхождение имеет и двенадцатиричная система: попробуйте большим пальцем руки сосчитать фаланги на других пальцах этой же руки, в результате получится число 12 (рис. 2). Так возник счет дюжинами.
И в наши дни в Европе дюжинами продают носовые платки, пуговицы, куриные яйца. Количество предметов в столовых приборах и сервизах (вилки, ножи, ложки, тарелки, чашки, бокалы и т.п.), как правило, равно 6 (полудюжина), 12, 24 и т.д.
Существуют и другие позиционные системы счисления. Так, в основе строения и работы компьютера лежит двоичная система счисления, использующая лишь две цифры − 0 и 1.