很久以前，人們需要在生產(chǎn)勞動(dòng)中計(jì)數(shù)。例如，當(dāng)人們出去打獵的時(shí)候，要數(shù)一下有多少人出去了，拿了多少武器?；貋?lái)的時(shí)候，要數(shù)一下抓了多少頭野獸。這樣就有數(shù)字了。

人類(lèi)是動(dòng)物進(jìn)化的產(chǎn)物，最初也完全沒(méi)有數(shù)量的概念。但人類(lèi)發(fā)達(dá)的大腦對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)已經(jīng)達(dá)到更加理性和抽象的地步。這樣，在漫長(zhǎng)的生活實(shí)踐中，由于記事和分配生活用品等方面的需要，才逐漸產(chǎn)生了數(shù)的概念。比如捕獲了一頭野獸，就用1塊石子代表。捕獲了3頭，就放3塊石子。結(jié)繩記事也是地球上許多相隔很近的古代人類(lèi)共同做過(guò)的事。我國(guó)古書(shū)《易經(jīng)》中有結(jié)繩而治的記載。傳說(shuō)古代波斯王打仗時(shí)也常用繩子打結(jié)來(lái)計(jì)算天數(shù)。用利器在樹(shù)皮上或獸皮上刻痕，或用小棍擺在地上計(jì)數(shù)也都是古人常用的辦法。這些辦法用得多了，就逐漸形成數(shù)的概念和記數(shù)的符號(hào)。

數(shù)的概念最初不論在哪個(gè)地區(qū)都是1、2、3、4……這樣的自然數(shù)開(kāi)始的，但是記數(shù)的符號(hào)卻大小相同。

2. 記數(shù)符號(hào)、計(jì)數(shù)方法的產(chǎn)生

在遠(yuǎn)古時(shí)代人們雖然有計(jì)數(shù)的需要，但是開(kāi)始還不會(huì)用一、二、三……這些數(shù)詞來(lái)數(shù)物體的個(gè)數(shù)。只知道“同樣多”、“多”或“少”。那時(shí)人們只能借助一些其他物品，如在地上擺小石子、在木條上刻道、在繩上打結(jié)等方法來(lái)計(jì)數(shù)。比如，出去放牧?xí)r，每放出一只羊，就擺一個(gè)石子，一共出去了多少只羊，就擺多少個(gè)小石子；放牧回來(lái)時(shí)，再把這些小石子和羊一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，如果回來(lái)的羊的只數(shù)和小石子同樣多，就說(shuō)明放牧?xí)r羊沒(méi)有丟。再如，出去打獵時(shí)，每拿一件武器，就在木棒上刻一道，一共拿了多少件就在木棒上刻多少道；打獵回來(lái)時(shí)，再把拿回來(lái)的武器和木棒上刻的道一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，看武器和刻道是不是同樣多，如果是，就說(shuō)明武器沒(méi)有丟失。結(jié)繩計(jì)數(shù)的道理也是這樣。這些計(jì)數(shù)的基本思想就是把要數(shù)的實(shí)物和用來(lái)計(jì)數(shù)的實(shí)物一個(gè)對(duì)一個(gè)地對(duì)應(yīng)起來(lái)，也就是現(xiàn)在所說(shuō)的一一對(duì)應(yīng)。以后，隨著語(yǔ)言的發(fā)展逐漸出現(xiàn)了數(shù)詞，隨著文字的發(fā)展又發(fā)明了一些記數(shù)符號(hào)，也就是最初的數(shù)字。各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的記數(shù)符號(hào)是不同的。

古羅馬的數(shù)字相當(dāng)進(jìn)步，現(xiàn)在許多老式掛鐘上還常常使用。

實(shí)際上，羅馬數(shù)字的符號(hào)一共只有7個(gè)：I（代表1）、V（代表5）、X（代表10）、L（代表50）、C代表100）、D（代表500）、M（代表1000）。這7個(gè)符號(hào)位置上不論怎樣變化，它所代表的數(shù)字都是不變的。它們按照下列規(guī)律組合起來(lái)，就能表示任何數(shù)：

1．重復(fù)次數(shù)：一個(gè)羅馬數(shù)字符號(hào)重復(fù)幾次，就表示這個(gè)數(shù)的幾倍。如：III表示3；XXX表示30。

2．右加左減：一個(gè)代表大數(shù)字的符號(hào)右邊附一個(gè)代表小數(shù)字的符號(hào)，就表示大數(shù)字加小數(shù)字，如VI表示6。一個(gè)代表大數(shù)字的符號(hào)左邊附一個(gè)代表小數(shù)字的符號(hào)，就表示大數(shù)字減去小數(shù)字的數(shù)目，如IV表示4，XL表示40，VD表示495。

我國(guó)古代也很重視記數(shù)符號(hào)，最古老的甲骨文和鐘鼎中都有記數(shù)的符號(hào)，不過(guò)難寫(xiě)難認(rèn)，后人沒(méi)有沿用。到春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，生產(chǎn)迅速發(fā)展，適應(yīng)這一需要，我們的祖先創(chuàng)造了一種十分重要的計(jì)算方法——籌算。籌算用的算籌是竹制的小棍，也有骨制的。按規(guī)定的橫豎長(zhǎng)短順序擺好，就可用來(lái)記數(shù)和進(jìn)行運(yùn)算。隨著籌算的普及，算籌的擺法也就成為記數(shù)的符號(hào)了。算籌擺法有橫縱兩式，都能表示同樣的數(shù)字。

從算籌數(shù)碼中沒(méi)有10這個(gè)數(shù)可以清楚地看出，籌算從一開(kāi)始就嚴(yán)格遵循十位進(jìn)制。9位以上的數(shù)就要進(jìn)一位。同一個(gè)數(shù)字放在百位上就是幾百，放在萬(wàn)位上就是幾萬(wàn)。這樣的計(jì)算法在當(dāng)時(shí)是很先進(jìn)的。因?yàn)樵谑澜绲钠渌胤秸嬲褂檬M(jìn)位制時(shí)已到了公元6世紀(jì)末。但籌算數(shù)碼中開(kāi)始沒(méi)有零，遇到零就空位。比如6708，就可以表示為┴ ╥。數(shù)字中沒(méi)有零，是很容易發(fā)生錯(cuò)誤的。所以后來(lái)有人把銅錢(qián)擺在空位上，以免弄錯(cuò)，這或許與零的出現(xiàn)有關(guān)。不過(guò)多數(shù)人認(rèn)為， 0這一數(shù)學(xué)符號(hào)的發(fā)明應(yīng)歸功于公元6世紀(jì)的印度人。他們最早用黑點(diǎn)（·）表示零，后來(lái)逐漸變成了0。

說(shuō)起0的出現(xiàn)，應(yīng)該指出，我國(guó)古代文字中，零字出現(xiàn)很早。不過(guò)那時(shí)它不表示空無(wú)所有，而只表示零碎、不多的意思。如零頭、零星、零丁。一百零五的意思是：在一百之外，還有一個(gè)零頭五。隨著阿拉數(shù)字的引進(jìn)。105恰恰讀作一百零五，零字與0恰好對(duì)應(yīng)，零也就具有了0的含義。

現(xiàn)在世界通用的數(shù)碼1、2、3、4、5、6、7、8、9、0，人們稱之為阿拉伯?dāng)?shù)字。實(shí)際上它們是古代印度人最早使用的。后來(lái)阿拉伯人把古希臘的數(shù)學(xué)融進(jìn)了自己的數(shù)學(xué)中去，又把這一簡(jiǎn)便易寫(xiě)的十進(jìn)制位值記數(shù)法傳遍了歐洲，逐漸演變成今天的阿拉伯?dāng)?shù)字。

數(shù)的概念、數(shù)碼的寫(xiě)法和十進(jìn)制的形成都是人類(lèi)長(zhǎng)期實(shí)踐活動(dòng)的結(jié)果。

隨著生產(chǎn)、生活的需要，人們發(fā)現(xiàn)，僅僅能表示自然數(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不行的。如果分配獵獲物時(shí)，5個(gè)人分4件東西，每個(gè)人人該得多少呢？于是分?jǐn)?shù)就產(chǎn)生了。中國(guó)對(duì)分?jǐn)?shù)的研究比歐洲早1400多年！自然數(shù)、分?jǐn)?shù)和零，通稱為算術(shù)數(shù)。自然數(shù)也稱為正整數(shù)。

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們又發(fā)現(xiàn)很多數(shù)量具有相反的意義，比如增加和減少、前進(jìn)和后退、上升和下降、向東和向西。為了表示這樣的量，又產(chǎn)生了負(fù)數(shù)。正整數(shù)、負(fù)整數(shù)和零，統(tǒng)稱為整數(shù)。如果再加上正分?jǐn)?shù)和負(fù)分?jǐn)?shù)，就統(tǒng)稱為有理數(shù)。有了這些數(shù)字表示法，人們計(jì)算起來(lái)感到方便多了。

3數(shù)字發(fā)展史上可笑又可怕的流血事件

但是，在數(shù)字的發(fā)展過(guò)程中，一件不愉快的事發(fā)生了。讓我們回到大經(jīng)貿(mào)部2500年前的希臘，那里有一個(gè)畢達(dá)哥拉斯學(xué)派，是一個(gè)研究數(shù)學(xué)、科學(xué)和哲學(xué)的團(tuán)體。他們認(rèn)為數(shù)是萬(wàn)物的本源，支配整個(gè)自然界和人類(lèi)社會(huì)。因此世間一切事物都可歸結(jié)為數(shù)或數(shù)的比例，這是世界所以美好和諧的源泉。他們所說(shuō)的數(shù)是指整數(shù)。分?jǐn)?shù)的出現(xiàn)，使數(shù)不那樣完整了。但分?jǐn)?shù)都可以寫(xiě)成兩個(gè)整數(shù)之比，所以他們的信仰沒(méi)有動(dòng)搖。但是學(xué)派中一個(gè)叫希帕索斯的學(xué)生在研究1與2的比例中項(xiàng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有一個(gè)能用整數(shù)比例寫(xiě)成的數(shù)可以表示它。如果設(shè)這個(gè)數(shù)為X，既然，推導(dǎo)的結(jié)果即x2=2。他畫(huà)了一個(gè)邊長(zhǎng)為1的正方形，設(shè)對(duì)角線為x，根據(jù)勾股定理x2=12+12=2，可見(jiàn)邊長(zhǎng)為1的正方形的對(duì)角線的長(zhǎng)度即是所要找的那個(gè)數(shù)，這個(gè)數(shù)肯定是存在的。可它是多少？又該怎樣表示它呢？希帕索斯等人百思不得其解，最后認(rèn)定這是一個(gè)從未見(jiàn)過(guò)的新數(shù)。這個(gè)新數(shù)的出現(xiàn)使畢達(dá)哥拉斯學(xué)派感到震驚，動(dòng)搖了他們哲學(xué)思想的核心。為了保持支撐世界的數(shù)學(xué)大廈不要坍塌，他們規(guī)定對(duì)新數(shù)的發(fā)現(xiàn)要嚴(yán)守秘密。而希帕索斯還是忍不住將這個(gè)秘密泄露了出去。據(jù)說(shuō)他后來(lái)被扔進(jìn)大海喂了鯊魚(yú)。然而真理是藏不住的。人們后來(lái)又發(fā)現(xiàn)了很多不能用兩整數(shù)之比寫(xiě)出來(lái)的數(shù)，如圓周率就是最重要的一個(gè)。人們把它們寫(xiě)成π、等形式，稱它們?yōu)闊o(wú)理數(shù)。

如果你細(xì)心觀察的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)羅馬數(shù)字中沒(méi)有0。其實(shí)在公元5世紀(jì)時(shí)，0已經(jīng)傳入羅馬。但羅馬教皇兇殘而且守舊。他不允許任何使用0。有一位羅馬學(xué)者在筆記中記載了關(guān)于使用0的一些好處和說(shuō)明，就被教皇召去，施行了拶（zǎn）刑，使他再也不能握筆寫(xiě)字。

現(xiàn)在，0已經(jīng)成為含義最豐富的數(shù)字符號(hào)。0可以表示沒(méi)有，也可以表示有。如：氣溫0℃，并不是說(shuō)沒(méi)有氣溫；0是正負(fù)數(shù)之間唯一的中性數(shù)；任何數(shù)（0除外）的0次冪等于1；0！=1（零的階乘等于1）。

除了十進(jìn)制以外，在數(shù)學(xué)萌芽的早期，還出現(xiàn)過(guò)五進(jìn)制、二進(jìn)制、三進(jìn)制、七進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制、二十進(jìn)制、六十進(jìn)制等多種數(shù)字進(jìn)制法。在長(zhǎng)期實(shí)際生活的應(yīng)用中，十進(jìn)制最終占了上風(fēng)。

有理數(shù)和無(wú)理數(shù)一起統(tǒng)稱為實(shí)數(shù)。在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)對(duì)各種數(shù)的研究使數(shù)學(xué)理論達(dá)到了相當(dāng)高深和豐富的程度。這時(shí)人類(lèi)的歷史已進(jìn)入19世紀(jì)。許多人認(rèn)為數(shù)學(xué)成就已經(jīng)登峰造極，數(shù)字的形式也不會(huì)有什么新的發(fā)現(xiàn)了。但在解方程的時(shí)候常常需要開(kāi)平方如果被開(kāi)方數(shù)負(fù)數(shù)，這道題還有解嗎？如果沒(méi)有解，那數(shù)學(xué)運(yùn)算就像走在死胡同中那樣處處碰壁。于是數(shù)學(xué)家們就規(guī)定用符號(hào)i表示-1的平方根，即i2=-1，虛數(shù)就這樣誕生了。i成了虛數(shù)的單位。后人將實(shí)數(shù)和虛數(shù)結(jié)合起來(lái)，寫(xiě)成a＋bi的形式（a、b均為實(shí)數(shù)），這就是復(fù)數(shù)。在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，人們?cè)趯?shí)際生活中找不到用虛數(shù)和復(fù)數(shù)表示的量，所以虛數(shù)總讓人感到虛無(wú)縹緲。隨著科學(xué)的發(fā)展，虛數(shù)現(xiàn)在在水力學(xué)、地圖學(xué)和航空學(xué)上已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，在掌握和會(huì)使用虛數(shù)的科學(xué)家眼中，虛數(shù)一點(diǎn)也不虛了。

數(shù)的概念發(fā)展到虛和復(fù)數(shù)以后，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，連某些數(shù)學(xué)家也認(rèn)為數(shù)的概念已經(jīng)十分完善了，數(shù)學(xué)家族的成員已經(jīng)都到齊了?？墒?843年10月16日，英國(guó)數(shù)學(xué)家哈密爾頓又提出了四元數(shù)的概念。所謂四元數(shù)，就是一種形如的數(shù)。它是由一個(gè)標(biāo)量（實(shí)數(shù)）和一個(gè)向量（其中x 、y 、z 為實(shí)數(shù)）組成的。四元數(shù)的數(shù)論、群論、量子理論以及相對(duì)論等方面有廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，人們還開(kāi)展了對(duì)多元數(shù)理論的研究。多元數(shù)已超出了復(fù)數(shù)的范疇，人們稱其為超復(fù)數(shù)。

由于科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，向量、張量、矩陣、群、環(huán)、域等概念不斷產(chǎn)生，把數(shù)學(xué)研究推向新的高峰。這些概念也都應(yīng)列入數(shù)字計(jì)算的范疇，但若歸入超復(fù)數(shù)中不太合適，所以，人們將復(fù)數(shù)和超復(fù)數(shù)稱為狹義數(shù)，把向量、張量、矩阿等概念稱為廣義數(shù)。盡管人們對(duì)數(shù)的歸類(lèi)法還有某些分歧，但在承認(rèn)數(shù)的概念還會(huì)不斷發(fā)展這一點(diǎn)上意見(jiàn)是一致的。到目前為止，數(shù)的家庭已發(fā)展得十分龐大。