古老的二进制与今天的电脑

  • 日期:2010-02-23 14:35
  • 来源: 学生社区
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  "1+1=10".看了這个算式, 同学們或许会大吃一惊: 這作者准是糊涂了, "1+1=2"是天经地义的, 怎么会"1+1=10"呢? 這问题的确让人疑惑.不过, 你要是了解二进制的话, 那這问题就不成为问题了.

  在人类采用的记数法中, 不仅有十进制, 还有八进制, 十二进制, 十六进制等等.其中, 最低的进位制是二进制.

  在二进制中, 只有0 和1 两个基本符号, 0 仍代表"零", 1 仍代表"一", 但"二"却没有对应的符号, 只得向左邻位进一, 用两个基本符号來表示, 即"满二就应进位".這样, 在二进制中, "二"应写作"10", "三"应写作"11", 其他以此类推.

  不同进位制的数是相互联系的, 也是可以互相转化的.下面是十进制数和二进制数的关系对照表, 请同学們比较一下, 看看你能从中悟到点什么:

  自然数一二三四五六七八九十......

  十进制2 3 4 5 6 7 8 9 10 ......

  二进制10 111 100 101 111 1000 1001 1010 ......

  看了這个表, 你便会明白, 为什么"1+1=10"了.你也许发现, 在二进制中, 用0 和1 两个数码就能表示出所有的自然数.這就是二进制的优点.正因为如此, 被誉为"人类文明最辉煌的成就之一"的电子计算机, 便采用了這二进制的数字线路.很显然, 机器识别数字的能力低, 10 个数字要用10 种表达方式实在复杂, 而对付两个数字, 就简单容易得多了.

  那么, 這作用非凡的二进制是谁最先发明的呢? 西方数学史家认为, 它是17 世纪德国著名数学家莱布尼兹的首创.公正地讲, 莱布尼兹是一位卓越的天才数学家, 1671 年, 当他还只有25 岁时, 便发明了世界上第一台能进行加、减、乘、除运算的计算机;1684 年, 他又与牛顿几乎同时各自独立地完成了微积分的研究.应该承认, 莱布尼兹是欧洲最早发现二进制的数学家;但就世界范围來看, 二进制的发明权在中国, 這便是那神秘的八卦.

  八卦, 是我国古代的一套有象征意义的符号, 古人用它來模拟天地万物的生成.其符号结构的素材只有两种, 即阳爻"".和阴爻"".這两种素材互相搭配, 以三个为一组, 便产生出八种符号结构:

  我們可以看出, 每个卦形都是上、中、下三部分, 這三部分称为"三爻".上面的叫"上爻", 中间的叫"中爻", 下面的叫"初爻".如果我們用阳爻""表示数码"1", 用阴爻""表示数码"0", 并且由下而上, 把初爻看作是第一位上的数字, 中爻看作是第二位上的数字, 上爻看作是第三位上的数字, 那么, 我們便会发现, 八卦的八个符号, 恰好与二进制吻合.

  因而, 我們有足够的根据說, 八卦是世界上最古老的二进制.其实, 這一点连莱布尼兹本人也不否认.他曾和清朝的康熙皇帝通过信, 就64 卦问题交换过看法.莱布尼兹认为, 64 卦的排列, 就是把64 个数字用二进制写出來.由此可见, 莱布尼兹的二进制是从中国的八卦得到的启发.尽管他的研究更完备、更系统, 但从创造的时间來看, 莱布尼兹却落后於中国几千年.八卦最早记载在《周易》一书中.据說, 它最先由圣人伏羲所画, 后经周文王、周公、孔子的探究推演, 发展成了完备的体系.

  如果从传说中的伏羲画八卦算起, 八卦的产生將有5000 年之久, 几乎与我們中华民族的历史同步.即使不這样算, 以《周易》所记载八卦为源头, 八卦在我国的产生也有近3000 年的的历史.這是任何国家任何个人所无法比拟的.這样看來, 谁能說八卦中的"二进制"不是古代数学的"世界冠军" 呢?

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