原始人是如何学会加法的?

原始人是如何计数的?中,你发明了一套符号用来记录每天捕捞的鱼数,在这个过程中除了需要计数,你还遇到了新的问题。

当你没有发明渔网之前,你不得不一整天都待在水里。到了晚上,再把捕到的鱼拿回家,美美的吃上一餐。

发明渔网之后,你终于可以放松一下。早上起床后,去水里将渔网撒好,接着回到屋内开始做别的事情。直到中午,你回到水中把渔网收上来,开始清点上午的收获,并将数量用符号记录下来。吃完午餐后,你又将渔网撒回水中,等待下午的收成。

现在一天分成了两次捕鱼,晚上回到家后,你想知道今天总共有多少收获?由于中午你已经将鱼吃进肚子里,没办法再从肚子中重新拿出来数数。你不得不重新想个办法,怎样才能计算出这一天总共捕到了多少鱼?

很快你就想到,既然鱼的数量可以变成符号,反过来符号也可以变成鱼的数量。不过现在你没有鱼,于是在地上捡了一些石头来代替它们。

你先在地上放上几个代表上午符号数量的石子,接着在旁边放上几个代表下午符号数量的石子,然后将它们合并在一起,重新数一下现在总共有多少石子。

通过这种方式,你就计算出了自己每天捕捞的鱼数,并将它通过符号记录下来。

日子一天一天的过去,你发现有时上下午捕鱼的数量,与之前某天完全一样,并且将它们合并起来后的数量也和之前一样。

除此之外你还发现,有时候当天上午捕鱼的数量,与之前某天下午捕鱼的数量相同。当天下午捕鱼的数量,又与那天上午捕鱼的数量相同。你将当天的鱼数合并起来后,与那天合并后的数量进行比较,发现它们合并后的数量也是相同的。

渐渐地,你不再每次都用石头来代替鱼数数,而是观察到当天捕鱼的数量与之前某天相同时,就直接将过去计算的结果抄下来。在你抄过很多次之后,你甚至已经将它们记在脑中,通过回忆就可以得到答案。这样一来,你每天计算总鱼数花费的时间,就比用数石子的方法少了很多。

你开始雇人帮你捕鱼,每天上下午捕鱼的数量也在逐渐增多,这时你发现了新的问题。任意两天上下午捕鱼数量相同的情况越来越少,你没办法像之前一样从以前的记录中找到相同数量的符号直接抄一遍。更别说靠自己把所有情况都背下来,然后直接回忆出答案。你不得不重新使用石子代替鱼,并且因为鱼的数量变多,你数石子的时间也比原来变的更长。

终于你再也忍受不了这种枯燥乏味的工作,你决心一定要想出一种简单的方法来计算每天的鱼数。


在你发明符号计数时就已经想到,虽然代表数字的符号总共只有十个,但是将它们放在不同位置时,每个符号所代表的数量是不同的。一天你将地上的石子也像符号计数一样,按照位置进行区分。


按照位置排列后,石子占用的空间变得更多。为了便于观察,你将代表上午和下午的石子从横着排列改为竖着排列。排好之后,你便开始观察上下午的石子数量和一天的石子数量之间有没有什么联系?



很快,你便从第十六天的石子排列中发现了规律。当你将它们竖着排列时,你发现合并以后每个位置的石子数,刚好与对应位置上下午的石子数合并以后的数字相同。


由于之前你就已经能将任意两个符号的合并结果背出来,现在发现的规律不过是将多个符号按照位置进行拆分后,再对相同位置的两个符号进行合并运算,你过去的经验又有了用武之处。你的内心开始对自己所发现的规律产生抑制不住的兴奋,你赶紧把这个规律套用在第十七天,看看自己用规律计算出来的结果,和之前排列出来的结果是否相同?

与第十六天的结果稍有不同,你发现第十七天两个位置合并以后的结果都与之前排列出来的不同,并且右边位置合并以后的数量,还需要使用两个符号进行表示。


虽然与预期结果不同,你并没有气馁,而是继续观察自己用规律推算出来的结果。很快你就发现,右边位置合并以后的两个符号“I”和“II”,其中符号“I”代表的数量,是与原本左边位置的符号所代表的数量是相同的。于是你在脑子中想着,为什么不将它们继续合并在一起呢?

说完你就立即动手,这一次合并的结果与之前排列出来的结果完全相同,你激动的跳了起来。


现在你重新修改了之前的规律,先将每个位置的符号一一对应进行合并,合并以后所得的符号如果有两个,就将左边的符号与原本左边位置符号继续合并,这样就可以得出自己想要的答案。


你尝试着将这个规律应用于符号个数更多的情况,它们也同样生效。


自从发现合并的规律之后,你不再借用数石子的方式来得到答案,而是直接使用符号进行计算。你还另外发明了一些符号来表示计算的过程,方形代表将两个数量合并在一起,横线代表合并以后得到的结果。

在未来世界的数学课中,你所使用的方形变成了“+”号,你所使用的横线变成了“=”号,你的孙子的孙子的孙子...的孙子也在一代又一代重复学习你所发现的合并规律。


为了纪念你对原始社会所做出的贡献,你的孙子的孙子的孙子...的孙子为你拍摄了一部电影《数鱼plus》,其中男主角有一句台词这样说着,“会加法的人生你看,果然是彩色的。”

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