Недесятичная система счисления (также известная как недесятичная , недесятичная и система счисления с основанием 11 ) — это позиционная система счисления , в которой в качестве основы используется одиннадцать . Хотя ни одно известное общество не насчитывает одиннадцать человек, предположительно так поступили два: маори ( один из двух полинезийских народов Новой Зеландии ) и пангва ( народ Танзании , говорящий на языке банту ). Идея счета по одиннадцати по-прежнему представляет интерес из-за ее связи с традиционным методом подсчета голосов, практикуемым в Полинезии. [1] [2] Во время Французской революции недесятичное число кратко рассматривалось как возможная основа реформированной системы измерения. [3] Недесятичные числа применяются в информатике, [4] технологиях, [5] и в системе международных стандартных книжных номеров . [6] Они также иногда фигурируют в произведениях популярной художественной литературы. [7] В недесятичном формате - заглавная буква (часто A , символ 10 в шестнадцатеричном виде ; T , первая буква английского слова «десять»; или X , римская цифра 10) или цифра ↊ (называемая «dek»). ) обычно используется как трансдесятичный символ для обозначения числа 10.
На протяжении примерно столетия идея о том, что маори считали одиннадцатью, была наиболее известна благодаря ее упоминанию в трудах американского математика Леви Леонарда Конанта . Он определил это как «ошибку», возникшую в словаре новозеландского языка XIX века, опубликованном преподобным Уильямом Уильямсом , в то время архидьяконом Вайапу . [8] : с. 123
«Много лет назад появилось заявление, которое сразу привлекло внимание и пробудило любопытство. Оно заключалось в том, что маори, коренные жители Новой Зеландии, использовали в качестве основы своей системы счисления число 11; и что эта система была вполне широко развит, имея простые слова для чисел 121 и 1331, то есть для квадрата и куба 11». [8] : стр. 122–123.
Это утверждение, опубликованное Уильямсом в первых двух выпусках серии словарей, гласило:
«Туземцы считают по одиннадцати, пока не дойдут до десятой одиннадцати, которая составляет их сотню; затем далее до десятой сотни, которая составляет их тысячу; но те туземцы, которые поддерживают сношения с европейцами, по большей части , отказался от этого метода и, исключив нгахуру , считай текау или тахи текау за 10, руа текау за 20 и т. д. *По-видимому, это основано на принципе отложения одного к каждому десяти в качестве подсчета. у англичан, как в случае с булочной дюжиной». [9] : с. xv
В 2020 году более раннее континентальное происхождение идеи, что маори считали одиннадцатью, было связано с опубликованными работами двух научных исследователей XIX века, Рене Примевера Урока и Жюля де Блоссвиля . [1] Они посетили Новую Зеландию в 1824 году в рамках кругосветного плавания « Кокиль» 1822–1825 годов , [10] французского корвета под командованием Луи Исидора Дюперрея и при поддержке Жюля Дюмона д'Юрвиля . По возвращении во Францию в 1825 году Урок опубликовал свой французский перевод статьи, написанной немецким ботаником Адельбертом фон Шамиссо . [11] В заявлении фон Шамиссо о том, что новозеландская система счисления основана на двадцатиричной ( двумерной ) системе счисления, Урок вставил сноску, чтобы отметить ошибку:
Текст фон Шамиссо в переводе Урока: «...de l'E. de la mer du Sud... c'est là qu'on trouve Premierment le système arithmétiquefundé sur un échelle de vingt, comme dans la Nouvelle- Зеланд (2)...» [11] : с. 27 [...к востоку от Южного моря... именно здесь мы впервые находим арифметическую систему, основанную на двадцатикратной шкале, как в Новой Зеландии (2)...]
Сноска к уроку к тексту фон Шамиссо: «(2) Erreur. Le système arithmétique des Zélandais est undécimal, et les Anglais sont les premiers qui ont propagé cette fausse idée. (L.)» [11] : с. 27 [(2) Ошибка. Зеландская арифметическая система недесятичная, и англичане первыми распространили эту ложную идею. (Л).]
Фон Шамиссо сам упомянул о своей ошибке в 1821 году, проследив источник своего замешательства и его разъяснения у Томаса Кендалла , английского миссионера в Новой Зеландии, который предоставил материал по языку маори , который лег в основу грамматики, опубликованной в 1820 году английским издательством. лингвист Сэмюэл Ли . [12] [13] В той же публикации 1821 года фон Шамиссо также определил систему счисления маори как десятичную, отметив, что источником путаницы была полинезийская практика подсчета вещей парами, где каждая пара считалась как одна единица, поэтому что десять единиц численно эквивалентны двадцати: [12] [13]
«Перед нами «Грамматика и словарь языка Новой Зеландии», опубликованная Церковным миссионерским обществом. Лондон, 1820. 8vo. Автором этой грамматики является тот же мистер Кендалл, который передал нам словарь во время путешествия Николаса. 14. Теперь нам открылся язык, и мы исправляем свое мнение» . [12] : с. 13
И,
«Очень далеко не легко узнать арифметическую систему народа. В Новой Зеландии, как и в Тонге, существует десятичная система. Что, возможно, и обмануло г-на Кендалла вначале, в его первой попытке В путешествии Николаса, которому мы следовали, у новозеландцев существует обычай считать предметы парами. Туземцы Тонги считают бананы и рыбу также парами и двадцатками ( Tecow , английская оценка)». [12] : стр. 441–442.
Использование Улсом термина «недесятичный» в 1825 году, возможно, было ошибкой типографа, которая соединила предполагаемую фразу «un десятичный», которая правильно определила бы новозеландскую нумерацию как десятичную. [1] Урок знал, что полинезийские числа были десятичными и очень похожими во всем регионе, поскольку он многое узнал о тихоокеанских системах счисления за 2,5 года на « Кокиле» , собирая числовые словари и, в конечном итоге, публикуя или комментируя более дюжины из них. [1] Он также был знаком с работами Томаса Кендалла и Сэмюэля Ли благодаря переводу работ фон Шамиссо. [11] Эти обстоятельства позволяют предположить, что Лессон вряд ли неправильно понял, что Новая Зеландия считает счет по одиннадцати. [1]
Урок, его товарищ и друг Блоссвилль [15] отправили своим современникам отчеты о предполагаемом открытии счета по одиннадцати числам в Новой Зеландии. По крайней мере двое из этих корреспондентов опубликовали эти отчеты, в том числе итальянский географ Адриано Бальби , который подробно описал письмо, которое он получил от Лессона в 1826 году, [16] и венгерский астроном Франц Ксавер фон Зак , который кратко упомянул предполагаемое открытие как часть письмо из Блоссвилля он получил через третье лицо. [17] Де Блоссвиль также упомянул об этом шотландскому писателю Джорджу Лилли Крейку , который сообщил об этом письме в своей книге 1830 года «Новозеландцы» . [18] Урок также, вероятно, был автором недатированного эссе, написанного французом, но в остальном анонимным, найденного среди бумаг прусского лингвиста Вильгельма фон Гумбольдта и опубликованного в 1839 году. [19] [20]
История расширилась в своем пересказе: [1] В письме 1826 года, опубликованном Бальби, был добавлен предполагаемый числовой словарь с терминами для одиннадцати в квадрате ( Карау ) и одиннадцати в кубе ( Камано ), а также описание того, как числовые слова и процедура подсчета предположительно были получены от местных информаторов. [16] Интересно, что это также изменило ошибочную классификацию, требующую исправления, с двадцатеричной на десятичную. [11] [16] В эссе 1839 года, опубликованном вместе с бумагами фон Гумбольдта, упоминается Томас Кендалл , английский миссионер, чья путаница по поводу влияния парного подсчета на числа маори заставила фон Шамиссо ошибочно идентифицировать их как двенадцатизначные . [11] [12] [19] В нем также перечислены места, откуда предположительно прибыли предполагаемые местные информаторы. [19]
Идея о том, что маори считали одиннадцатью, подчеркивает изобретательную и прагматичную форму счета, когда-то практиковавшуюся по всей Полинезии. [1] [21] [22] При этом методе подсчета каждый десятый предмет откладывался, чтобы отметить десять подсчитанных предметов; отложенные предметы впоследствии подсчитывались таким же образом: каждый десятый предмет теперь обозначал сто (второй раунд), тысячу (третий раунд), десять тысяч предметов (четвертый раунд) и так далее. [1] Метод подсчета работал одинаково, независимо от того, была ли базовая единица измерения одним предметом, парой или группой из четырех человек — базовые единицы счета, используемые во всем регионе — и он был основой для уникального двоичного счета, обнаруженного в Мангареве , где подсчет также мог вестись группами по восемь человек. [1] [23]
Метод счета также решает еще одну загадку: почему гавайское слово « двадцать» , ивакалуа , означает «девять и два». При использовании метода подсчета пар было подсчитано девять пар (18), а последняя пара (2) была отложена для следующего раунда. [1] [2]
Меньше известно об идее счета пангва в Танзании до одиннадцати. Это было упомянуто в 1920 году британским антропологом Норткотом У. Томасом :
«Еще одна ненормальная система счисления — это система пангва, живущая к северо-востоку от озера Ньясса, которая использует систему счисления с основанием одиннадцать». [24] : с. 59
И,
«Если бы мы могли быть уверены, что ки дзиго изначально имело значение одиннадцать, а не десять, в Пангве, было бы заманчиво соотнести дзи или чи с тем же словом в Валегга-Ленду, где оно означает двенадцать, и таким образом ввести связь, хотя и самая хрупкая и отдаленная, со всеми тремя областями, в которых используются аномальные системы». [24] : с. 59
Это утверждение было повторено британским исследователем и колониальным администратором Гарри Х. Джонстоном в Vol. II его исследования языков банту и полубанту в 1922 году . Он также отметил многообещающее сходство между термином Пангва, обозначающим одиннадцать, и терминами, обозначающими десять, на родственных языках: [25]
«Иногда для «одиннадцати» существуют специальные термины. Насколько мне известно, они следующие:
Ки-дзигꞷ 36 (на этом языке пангва северо-востока Ньясаленда счет фактически ведется одиннадцатью. Ки-дзигꞷ-кавили = «двадцать два», Ки-дзигꞷ-кадату = «тридцать три»). Однако корень -дзигꞷ , очевидно, тот же самый, что и -цигꞷ , который в № 38 означает «десять». Он также может быть связан с -диги («десять») в числе 148, -туку или -дугу в Абабуа. и конголезские языки: -дикꞷ из 130, -лику из 175 («восемь») и тиаг из 249». [25] : стр. 477.
В классификации языков банту и полубанту Джонстона [25]
Сегодня считается, что пангва имеет десятичные числа, причем числа шесть и выше заимствованы из суахили . [26]
В июне 1789 года, всего за несколько недель до того, как Французская революция началась со штурма Бастилии , Академия наук учредила комитет ( la Commission des Poids et Mesures ) для стандартизации систем мер и весов — популярная реформа, которая была первым шагом на пути к стандартизации систем мер и весов. создание международной метрической системы . [27] [28] 27 октября 1790 года комитет сообщил, что они рассмотрели возможность использования двенадцатеричной системы счисления (основание 12) в качестве основы для весов, длин/расстояний и денег из-за ее большей делимости по сравнению с десятичной системой счисления (основание 10). [29] Однако в конечном итоге они отвергли эту инициативу, решив, что общая шкала, основанная на устных числах, упростит вычисления и преобразования, а также облегчит внедрение новой системы. [29] Математику Жозефу-Луи Лагранжу , члену комитета, приписывают влияние на комитет в выборе десятичной системы счисления. [3] Дебаты о том, какой из них использовать, по-видимому, были оживленными, если не спорными, поскольку в какой-то момент Лагранж предложил принять 11 в качестве базового числа на том основании, что неделимость на самом деле выгодна; поскольку 11 было простым числом, ни одна дробь с этим знаменателем не могла быть сокращена: [3] [30]
Деламбр писал: «Il était peu frappé de l’objection que l’on trait contre ce system du petit nombre des diviseurs de sa base. Если рассматривать все дроби, то это идея, похожая на эти преувеличения, которые являются лучшими духами в споре, но больше всего я не работаю под номером 11, который вручает номер 12. que des novateurs plus intrépides auraient voulu substituer à celui de 10, qui fait partout la base de la nuération». [3] : с. lxvi
В переводе: «Он [Лагранж] почти сожалел, что [основание] не было простым числом, таким как 11, которое обязательно давало бы всем дробям один и тот же знаменатель. Эту идею можно будет рассматривать, если хотите, как одно из тех преувеличений, которые избегал лучших умов в пылу споров; но он использовал число 11 только для того, чтобы исключить число 12, которое наиболее отважные новаторы хотели заменить на 10, которое является основой исчисления повсюду».
В 1795 году в опубликованных публичных лекциях в Нормальной школе Лагранж заметил , что дроби с разными знаменателями (например, 1/2 , 1/3 , 1/4 , 1/5 , 1/7 ) , хотя и простые сами по себе , были неудобно, поскольку их разные знаменатели затрудняют их сравнение. [31] То есть сравнивать дроби несложно, если числитель равен 1 (например, 1 ⁄ 2 больше, чем 1 ⁄ 3 , что, в свою очередь, больше 1 ⁄ 4 ). Однако сравнения становятся более трудными , когда смешаны и числители, и знаменатели: 3/4 больше, чем 5/7 , которое , в свою очередь , больше, чем 2/3 , хотя это невозможно определить путем простой проверки знаменателей так, как это возможно, если числитель равен 1. Он отметил, что трудность была решена, если бы все дроби имели одинаковый знаменатель:
Лагранж писал: «On voit aussi par-là, qu'il est indifférent que le nombre quisuit la base du system, comme le nombre 10 dans notre système décimal, ait des diviseurs ou not; peut-être même y aurait-il, à quelques égards, de l'avantage à ce que ce ce nombre n'eût point de diviseurs, comme le nombre 11, ce qui aurait leu dans le système undecimal, parce qu'on en serait moins porté à работодатель les дроби 1 ⁄ 2 , 1 ⁄ 3 и т. д.». [31] : с. 23
В переводе: «Мы также видим благодаря этому [аргументу о делимости], что не имеет значения, имеет ли число, являющееся основанием системы, как число 10 в нашей десятичной системе, делители или нет; возможно, они даже были бы, в некотором отношении было бы преимуществом, если бы это число не имело делителей, как число 11, которое имело бы место в недесятичной системе, потому что было бы меньше склонности использовать дроби 1/2 , 1/3 и т. д . »
Пересказывая эту историю, Ральф Х. Бирд (в 1947 году президент тогдашнего Двенадцатеричного общества Америки) отметил, что числа с основанием 11 имеют тот недостаток, что для простых чисел выше 11 «мы не можем сказать наверняка, не проверив их, не только от того, являются они простыми или нет, но, что удивительно, от того, являются ли они четными или нечетными». [32] : с. 9
Недесятичное число (часто называемое в этом контексте недесятичным) полезно в информатике и технологиях для понимания дополнения (вычитания путем отрицательного сложения) [4] и выполнения проверок цифр в десятичном канале. [5]
Любая система счисления с основанием больше десяти требует одной или нескольких новых цифр; «в недесятичной системе (с основанием одиннадцать) должен быть символ, обозначающий десять». [33] : с. 345 Чтобы разрешить ввод на пишущих машинках, такие буквы, как ⟨ A ⟩ (как в шестнадцатеричном формате ), ⟨ T ⟩ (начальная буква «десять») или ⟨ X ⟩ ( римская цифра 10) используются для числа 10 в системе счисления 11. Также можно использовать цифру ↊ («dek»), так называемую цифру Питмана для 10, предложенную в 1947 году Исааком Питманом в качестве одного из двух трансдесятичных символов, необходимых для представления системы счисления по основанию 12 ( двенадцатеричной ). [34]
В 10-значных числах в системе международных стандартных книжных номеров (ISBN) в качестве контрольной цифры использовалось недесятичное число . [6] Контрольная цифра — это последняя цифра ISBN, которая математически связана со всеми остальными цифрами, которые он содержит, и используется для проверки их точности. [35] Он представляет собой ответ на математический расчет, в данном случае тот, который умножает десять цифр ISBN на целые числа от десяти (крайняя левая цифра) до двух (предпоследняя крайняя правая цифра, последняя из которых является контрольной цифрой). себя), а затем суммирует их. [36] В результате вычислений должно получиться число, кратное одиннадцати, причем его последняя цифра, представленная цифрами от 0 до 9 или X (для десяти), равна десятой цифре ISBN. [36] С 1 января 2007 года [обновлять]стандартом являются тринадцатизначные номера ISBN. [6] Международное агентство ISBN предоставляет онлайн-калькулятор, который преобразует десятизначные номера ISBN в тринадцатизначные. [37]
В романе Карла Сагана « Контакт» сообщение , оставленное неизвестным продвинутым разумом, скрыто внутри числа пи ; сообщение лучше всего раскрывается, когда число «пи» вычисляется в недесятичном формате. [38] [39] : с. 317 По словам создателя сериала Дж. Майкла Стражински , в телесериале «Вавилон 5» развитая раса, известная как минбарцы , использует недесятичные числа, которые они получают, считая десять пальцев и голову. [40] [41]