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中华学生百科全书:中国古代科技集成

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古老的二进制与今天的电脑 “1+1=10”。看了这个算式,同学们或许会大吃一惊:这作者准是糊涂了,“1+1=2”是天经地义的,怎么会“1+1=10”呢?这问题的确让人疑惑。不过,你要是了解二进制的话,那这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,用两个基本符号来表示,即“满二就应进位”。这样,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,请同学们比较一下,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2345678910⋯⋯二进制10111 100101111100010011010⋯⋯看了这个表,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。这就是二进制的优点。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,便采用了这二进制的数字线路。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,这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;但就世界范围来看,二进制的发明权在中国,这便是那神秘的八卦。八卦,是我国古代的一套有象征意义的符号,古人用它来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“——”。这两种素材互相搭配,以三个为一组,便产生出八种符号结构:我们可以看出,每个卦形都是上、中、下三部分,这三部分称为“三爻”。上面的叫“上爻”,中间的叫“中爻”,下面的叫“初爻”。如果我们用阳爻“——”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,我们便会发现,八卦的八个符号,恰好与二进制吻合。...

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