中华学生百科全书-第193部分

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物，就是由于其生存环境遭受人类破坏而灭绝了。大型兽类和鸟类亦不例外，
在我国历史上有过记录，而今已经在自然界绝迹的著名动物有犀牛、新疆虎、
野马、糜鹿、白臀叶猴等。近　30　年来，我国野生动物数量急剧减少，正面临
灭门之灾的有野象（约　100　只）、大熊猫（约　1000　只）、野骆驼（约　1000
只）、黑颈鹤（500～1000　只）、扬子鳄（约　500　只）、白鳍豚（约　200　只）、
东北虎（不过　30　只）、朱鹮（28　只）、坡鹿（约　100　只）等数十种之多。
　　　　现在全世界的物种大约有　500　万到　1000　万种，其中已被人们认识并有记
录的约为　180　万种。由于人类的直接或间接影响，就全部生物种估计，目前
平均每天就有几个物种灭绝，并且，灭绝的种数与日俱增。
　　　　要知道，一个新的生物种的形成，在自然演化史中往往要经历千百万年
的时间，一旦绝灭，就再也无法创造。人类利用生物品种的历史表明，我们
无法预言哪些生物对我们有用，常常是有些似乎最无用的物种，因某种“巧
遇”而突然变成医药、工业、农业和科学研究方面很有价值的，甚至是不可
替代的原材料。这方面的例子国内外都有。例如，在哥伦布登上美洲大陆之
前，欧亚大陆的人还不认识橡胶树，当本世纪初橡胶制品成为人类生活中不
可或缺的东西时，橡胶植物便成了种植园中的绿宝。因此，地球上每失去一
个物种，我们的后代就会失去一次选择利用的机会。而且，生物种对于维持
自然界的生态平衡，起着至关重要的作用，每消灭一个物种，就有可能增加
一分破坏生态平衡的危险性。因此，从目前状况看人类活动对生物界的影响，
是不利因素大于有利因素，人类非下大气力改变这种状况不可。否则，后患
无穷，受害的必然是人类自己。



　　　　　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　八　九　十　……
　　　　　　　　　　　　　　　　　六　　　　　七

　　　　　　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。

　　　　因而，我们有足够的根据说，八卦是世界上最古老的二进制。其实，这
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
来。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，但从创造的时间来看，莱布尼兹却落后于中国几千年。
　　　　八卦最早记载在《周易》一书中。据说，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，八卦的产生将有　5000　年之久，几乎与
我们中华民族的历史同步。即使不这样算，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。这是任何国家任何个人所无法比
拟的。这样看来，谁能说八卦中的“二进制”不是古代数学的“世界冠军”
呢？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　祖冲之的世界纪录
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　圆周率是求圆周长、圆面积、球体积时经常用到的，在生产实践中用途
非常广泛。因而，有关它的计算，一直是古今中外数学家们关注的课题。在
国外，古希腊的阿基米德计算过圆周率，曾求得圆周率的两位小数的精确值；
在我国，也有人很早便研究圆周率。成书于西汉初年的《周髀算经》，就有
“周三径一”的说法，认为圆周率是　3。到了西汉末
年，数学家刘歆又得出3。1547的圆周率值；而时至东汉，张衡则用　10　=
　　　　　　　　　92
3。1622和　　　　这两个数值作为圆周率。
　　　　　　　　　29
　　　　三国时的数学家刘徽用割圆术的方法，求出圆周率的值是　3．14，取得了
我国古代关于圆周率研究的一个重大成果。
　　　　公元　429　年，祖冲之诞生在范阳郡遒县（今河北省涞源县）的一个士大
夫家庭。他的祖父、父亲都很喜欢数学。受家庭环境的影响，祖冲之从儿时
起，就对数学着迷。每当父辈们用“算筹”来计算时，他就瞪着好奇的大眼
睛，默默地瞅着那些“算筹”。渐渐地，他也能得心应手地摆弄这些用来计
算的小竹棍了。随着年龄的增长，祖冲之已不满足于那些简单的运算，他开
始研究前人的成果，希望在此基础上有更大的突破。
　　　　一天，祖冲之得到了一本刘徽作注的《九章算术》。他如获至宝。上朝
归来，便躲在书斋里潜心阅读。
　　　　随后不久，祖冲之便开始了他的计算工作。当时，没有计算机等先进的
计算工具，所有的只是一些作为算筹的小竹棍。祖冲之便利用这原始的计算
工具，每天在公务之余不停地计算着。从　12　边形、24　边形、48　边形、96　边
形、192　边形、768　边形、1536　边形、到　12288　边形，反复地运算。一根根
小竹棍被摸得通红发亮，一双手被磨出了厚厚的老茧。经过多年不懈的努力，
终于得出了比较精确的结论。
　　　　3．1415926＜π＜3．1415927
　　　　这个数值在当时的世界上是最精确的，直到一千年之后，才有人打破这
个纪录。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　计算机的祖先——算筹和算盘

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　一次，一个中国代表团访问前西德某学校，主人请客人们参观完现代化
的电子计算机之后，又指着一幅挂图说：“这是世界上第一个计算器。”代
表团成员一看，原来竟是中国的算盘。
　　　　英国皇家学会会员、著名化学家李约瑟博士曾致力于《中国科学技术史》
的研究，待他全面地考察了中国古代的发明创造之后，以赞美的口气说：现
在流行于世的算盘，是中国人发明的，它可以跟中国的四大发明相提并论，
完全可以称为中国的第五大发明。
　　　　那么，这中国的第五大发明，也就是咱们中国人的绝活——算盘，是怎
样发明的？又是什么时候发明的呢？
　　　　算盘是由“算筹”脱胎而来。早在西周初年，为了计算，咱们中国人创
造了一种简陋的计算工具——算筹。这算筹就是用竹片等制成的小圆棍。计
算时，把它们或纵或横摆放在平坦的物体上，原理跟算盘相似。
　　　　所以，人们说，算筹是算盘的前身。那算盘是什么时候诞生的呢？这好
像还没有谁能说出具体的时间。不过，在一千多年前后汉人徐岳的《数术记
遗》中，已有“珠算”一词。
　　　　算盘问世最早最确凿的“视觉证据”，是在北宋著名画家张择端所画的
《清明上河图》中。据有关珠算专家考证，该图左端所画赵太丞药店的柜台
上放着一样东西，就是一架算盘。据此可知，早在宋朝，算盘就已在社会中
普遍使用。
　　　　元代以后，算盘更风靡于世。上至皇家显宦、豪商巨贾，下至平民百姓、
市井小贩，无不家藏户有。
　　　　时至明代，算盘完全取代了算筹。随着算盘的普及应用，一些指导珠算
的书籍也应远而生。如徐心鲁的《盘珠算法》（1573），柯尚迁的《数学通
轨》（1578），等。尤其值得一提的是，程大位撰写的《直指算法统宗》（1592）
一书，书内详细记载了珠算的口诀、技巧，被人们称为“商人的《四书五经》”。
这本书后来还流传到了日本，成了日本珠算的必备教科书。
　　　　明代初年，中国的算盘流传到日本。现在，日本的山甲市还保留着一把
古老的算盘。这把算盘的盖板反面有“文元子年”的标记。“文元子年”就
是中国明英宗正统九年。俄国的算盘，也是由中国传入的。到了　19　世纪　2O
年代，算盘又经俄国传播到欧洲。至此以后，算盘便开始走向了世界。
　　　　算盘的式样繁多，著名的收藏家陈宝定先生，共收集古今中外算盘　450
多种。中国乃至世界最大的算盘，收藏在天津历史博物馆内。它是清朝末年
天津沽衣街算盘作坊制造的，距今已有一二百年的历史。它的长度是按天津
达仁堂药店的柜台设计的，为　306　厘米，宽则为　26　厘米，共有　117　档。营业
忙时，五六个店员可以同时在大算盘上算账。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　化学先驱——炼丹术
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　《周易参同契