「為什麼一分鐘60秒,為什麼一個小時60分鐘?」,筆者偶爾看到有網友提出這個問題,一下子還真難回答,這還是一個關於60進位的問題。
筆者通過查找資料,終於知道了一分鐘60秒,一個小時60分鐘和60進位的來歷了:
六十進位
首先,六十是一個非常好的數字,是2、3、4、5、6的最小公倍數。因為它能夠整除的數字特別多,十進位能夠整除的數字太少了(比如十進位不能整除三,導致三分之一使用十進位無法精確地表示出來,只能無限逼近成 0.33333...),導致十進位表示很多數字都不精確,所以說想把1小時等分成2、3、4、5、6份,每份都是整數個單位那讓1小時等於60個單位,對於計算比較方便,比較容易等分。可惜除了角度相關的單位(角度,時間,經緯度等)之外,六十進位並沒有流行起來。
六十進位最初起源於古巴比倫,至於古巴比倫人為什麼要用60進位,說法不一。主要以下兩個原因:
1. 有人把巴比倫人最初認為一年為360天,太陽每天走一「步」即一度,及巴比倫人已熟悉六等分圓周相結合而得60進位;
2.也有人認為60有2、3、4、5、6、10、12等因數,使運算簡化等等。
這種60進位制最初由興克斯(Hincks)於1854年在古巴比倫的泥板上發現的.這些泥板大約是公元前2300至公元前1600年的遺物。1.21 = 92,1.40 = 102,2.1 = 112,這些式子如按其他進位都無法理解,如按60進位卻迎刃而解。如1.40 = 1×60 + 40 = 100 = 102等等。
古代觀察時間主要是利用圓形的角度(日晷guǐ,或者太陽方位等),鐘錶也是利用圓形的角度來表示時間的。
如果你嘗試對圓形做等分的話,你會發現把圓形分成四的整數倍是非常容易的(比如四等分,八等分,十二等分等),而分成十等分就既不容易又不自然。
使用直尺和圓規把一個圓很容易分成六等分,如上圖三角形OAF是一個等邊三角形,每個邊都等於圓的半徑,通過圓規設定跨度為半徑,最終可以劃分圓為六等分。
用尺規也可以五等分任意角(方法比較複雜,這裡不做詳解),然後再二均分其中一個角,就可以得到六十分之一個圓。重複做以上操作,只用圓規和沒有刻度的直尺把一個圓分成了60個等分,就像一個鐘錶盤,可以分為60個刻度,一分鐘有60秒,一小時分為60分鐘就顯而易見了。
所以全世界各個文明都把一天分成了四的整數倍。同時古代文明沒有精確計時的必要性,把時間精確到一兩個小時已經足夠用了,所以全世界各個文明,一般都是按照12等分或者24等分來分割一天。
由於人們在其他的地方都是使用十進位,在時間和角度上卻使用十二(或二十四)進位,換算起來非常麻煩。後來人們開始意識到,如果使用一個能夠整除十二(或二十四)還能夠整除十的進位,能夠大大減少換算的難度。滿足條件的最小進位是六十。所以當人們開始有了精確測量角度和時間的需求的時候,就給角度和時間都安了「分」「秒」這兩個六十進位的單位。
60進位制至今仍在不少領域內應用,如1小時等於60分;1分等於60秒;角度制等。我國的天幹、地支的記年法也是一種六十進位制。
關於其他進位
十進位
關於十進位,古已有之。首先人們最初根據自己的雙手手指數目,從一數到十,自然地在高位想進一位,是最容易理解的,也是現在最常用的十進位。十進位的基數為10,數碼由0-9組成,計數規律逢十進一。如以下簡單十進位加法進位:
9 + 2 =11 18 + 15 = 33
二進位
二進位由0和1組成,運算規律逢二進一,二進位可以說是很簡單的進位,特別適合計算機的存儲和運算,可以用一個高電平表示1,低電平表示0,或者在磁碟中,用帶有磁性為1,不帶磁性為0,在硬體實現上更為簡單,所以現階段的計算機是基於二進位,二進位用下標2或數據後面加B表示,如十進位125對應二進位數據 (1111101)2或1111101B,。如以下簡單二進位加法進位:
(1)2 + (1)2 = (10)2 111B + 101B = 1100B
八進位
由於二進位數據的書寫和閱讀不方便,計算機引用了八進位,用三位二進位數對應八進位,0,1,2,3,4,5,6,7,分別對應:000,001,010,011,100,101,110,111。這樣在書寫和閱讀上大大的簡便了,八進位用下標8或數據後面加O表示,如二進位數據(110 011 101 . 110 111 )2對應八進位數據 (635.67)8或635.67O。以下簡單八進位加法進位:
(7)8 +(5)8 = (14)8 56O+ 74O= 152O
十六進位
由於二進位數在使用中位數太長,書寫和閱讀不方便,所以又提出了十六進位數。
十六進位數有兩個基本特點:它由十六個數碼:數字0~9加上字母A-F組成(它們分別表示十進位數10~15),十六進位數運算規律是逢十六進一,即基數R=16=2^4,通常在表示時用尾部標誌H或下標16以示區別,在c語言中用添加前綴0x以表示十六進位數。
例如:十六進位數5AE可寫成(5AE)16,或寫成5AEH。
(7)16 +(B)16 = (12)16 56H+ 74H= CAH
當然,還有一些進位,如十二進位,二十四進位,時間上使用較多,這裡不再贅述了。
總算可以完整解答這個「為什麼一分鐘60秒,一個小時60分鐘?」的問題和關於60進位的問題了,不知道該網友能否滿意?