人類究竟在何時和怎樣才產生出數的概念的?如果要講述這個關於數的起源的故事,那麼「在很久很久很久以前……」這樣的開頭對於我們要講的故事來說是再恰當不過的了。數的產生,是從離開我們極其遙遠的人類生存時期開始的。那個時期未曾留下任何書面的文獻,因為數的概念在人類發明文字——這一記錄人類自己思想的符號——之前很早就產生了。數學史家一般都從以下幾個方面考察數學的起源和早期發展:
1.考古工作中挖掘的古代人類的遺物,如勞動工具,建築,生活用具等;
2.現存的原始部落的日常生活、語言;
3.各民族語言發展的歷史和它們之間的比較研究。
藉助於此,對數的概念的起源,我們就能形成一個大致的輪廓了。對於大多數讀者來說,了解這樣一個大概也就可以了。下面我們做的就是去了解人類是怎樣逐漸一步步地獲得了數的最初知識的。
數覺
人類之所以能夠產生數的觀念,首先,是由於人類即使在最古老的年代,也已經有了某種對數的朦朧意識。比如說人能夠區分有與沒有的差別;此外當在一個小的集合中,增添或者去掉東西時,人能夠覺察到其中有所變化,會意識到是「多了」或是「少了」。這種覺察數之有無與數之多少的能力,被數學史家稱為「數覺」。可以相信,早在進化的蒙昧時期,人類就已經具有這種能力了。
其實,有實例表明若干種動物看來也具有一種與人類相類似的原始數覺。如,在有些鳥類的鳥巢中若是有四個蛋,那麼你可以放心地拿去一個,鳥沒有覺察;但是如果拿掉兩個,這鳥通常就要逃走了。鳥會用某種奇怪的方法來辨別二和三。
下面這一則有趣的故事能夠更好地說明鳥所具有的這種本領。
有個田主決心要打死一隻在他莊園的望樓裡築巢的烏鴉。他試了好多次想驚動它,始終沒有成功:因為人一走近,烏鴉就離開了巢,飛走了。它會棲在遠遠的樹上守著,等到人離開瞭望樓,才肯飛回巢去。有一天,這田主定下了一個計策:兩個人走進望樓,一個留著,一個出來走開了。但是烏鴉並不上當:它老等著,直到留在望樓裡的人也走了出來才作罷。這個試驗一連作了幾天:兩個人,三個人,四個人,都沒有成功。末了,用了五個人:也像以前一樣,先都進瞭望樓,留一個在裡面,其他四人走出來,離開了。這次烏鴉卻數不清了;它不能辨別四與五,馬上就飛回巢裡去了。
至於這隻烏鴉的結局如何可就不言而喻了。
現在我們所要說的是,我們的遠祖是具有這種數覺的智力水平的。不過辨別數目時,如果僅靠數覺,其範圍是十分有限的。一個論據是:許多語言幾乎都帶有這種早期局限性的痕跡。如英文的thrice和拉丁文的ter,都同樣的有雙重意義:三倍和許多。而我們古漢語中的「三」不也常泛指多嗎?其實,我們現代人在數覺方面也不過如此,並無明顯進步。有精密的實驗結果證實:普通文明人的直接視覺數覺,很少能超過四,至於觸覺數覺,範圍甚至還要小些。
說到這裡,你或許已開始覺得這種數覺有些幼稚的可笑,而具有這種數覺的能力也實在不是一件什麼大不了的事情。確實,這在現代人看來,是那麼的微不足道。可是,這畢竟是一個好的起點。在沒有數的概念之前,人的這種朦朦朧朧的數覺或數的意識,是認識的第一步。正是這種比鳥類高明不了多少的原始數覺,奠定了人類產生數這一概念的基礎。如果沒有這種基本的數覺,會怎麼樣呢?答案很簡單:如果沒有這種簡單的數覺,那麼人類就根本不可能產生出後來的數的概念。當然了,如果人類只有這種數覺的話,在對數的概念的認識上,也就不會比鳥類有什麼進步了。
讓我們現代人感到慶幸的是,在一連串內在的與外在的特殊條件影響下,人類在數覺之外,學會了另一種技巧,這種技巧註定了使他們未來的生活受到巨大的影響。這技巧就是計數,並且,正是由於有了計數,我們贏得了用數來表達我們的宇宙的驚人成就。