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巴克沙利手稿的70张桦树皮叶片上有数百个圆点零,牛津的最新测年把其中五张叶片的树皮定在公元773年至1032年之间
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巴克沙利手稿的70张桦树皮叶片上有数百个圆点零,牛津的最新测年把其中五张叶片的树皮定在公元773年至1032年之间

图片: National Geographic / Wikimedia Commons, Public domain (已裁剪)

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巴克沙利手稿1881年发现于白沙瓦附近,按牛津自己的评估,几乎可以肯定是现存最古老的南亚数学文献,其中数百次把零写成一个圆点。2024年牛津的放射性碳报告把五张叶片的树皮定在公元773年至1032年之间,而林隆夫(Takao Hayashi)把注释部分定在7世纪。

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巴克沙利手稿由70张桦树皮叶片组成,上面写满梵文规则和演算过的算术题,其中有数百处用圆点表示零。牛津放射性碳实验室和收藏它的博德利图书馆在2024年的报告中称它“几乎可以肯定是现存最古老的南亚数学著作的见证”。该报告把其中五张叶片的树皮定在公元773年至1032年之间。

这个年代此前已经变过一次。2017年9月,同样的机构宣布其中一张叶片早到3世纪或4世纪,《卫报》和其他媒体都作了报道。2024年的报告解释了这个数字为什么不再成立。文本和上面的零没有变,变的只是树皮的实测年龄。

一名劳工、一处废墟和白沙瓦附近的村庄

这些叶片于1881年5月发现于巴克沙利村,该村在白沙瓦东北约80公里,属于今天的巴基斯坦。牛津的报告说,一名农业劳工从一块田地或一处废墟中取出了它们,关于发现经过的记述并不准确。

德国学者A. F. R. 霍恩勒(A. F. R. Hoernle)当时任印度政府古文字学家,他1882年的一份报告说,手稿是一个人为挖石头而在一处残破的围场里发现的。霍恩勒补充说,发现者把它取出来时,大部分已被毁坏。他研究了残存的碎片,并于1902年把它们赠给牛津的博德利图书馆,馆藏编号为MS. Sansk. d. 14。

学者们对这部文本的了解,大部分至今仍来自照片。G. R. 凯伊(G. R. Kaye)1927年出版校订本时发表了这些照片。据不列颠哥伦比亚大学的数学家比尔·卡塞尔曼(Bill Casselman)说,此后这些残片被封进云母片之间。树皮粘在云母上,碎成了数百小块,颜色也变暗了。卡塞尔曼指出,隔着云母似乎仍然能把页面拍得很清楚。

叶片教的是什么

这部文本是规则和例题的汇编,以诗体写成,附有散文注释。牛津的报告把它描述为“诗体的算法和例题”,所用梵文受到西北地区方言的影响。文字是夏拉达体的一种变体,维尔茨堡大学的Indoskript数据库把它列出的那张对开页标为晚期原始夏拉达体。按卡塞尔曼描述的模式,每条规则之后是例子,再之后是对答案的验算。

题目都是日常问题。第16和17对开页上的一道混合题,讲的是不同成色的金合金。MacTutor报告说,另一些题涉及三率法(其例题算出50乘12除以8等于75第纳尔)、两个男孩的日工资和债务使他们30天后持平,以及一道关于马价的不定问题。牛津数学家马库斯·杜索托伊(Marcus du Sautoy)2017年这样概括它的风味:这是“如果有人买了这个又卖了这个,他还剩下多少?”一类的问题。

平方根是最出彩的部分。MacTutor列出了手稿对非完全平方数的求法,给出41的平方根为6.403138528,而真值是6.403124237,精确到小数点后四位。对339,009,它算对了十一位小数。卡塞尔曼说,就他所知,其他文化要到很久以后才出现类似的超大数,并指出十进制小数是阿拉伯数学家在这类工作之后才发明的。

书尾的跋是抄写者的附记,其中提到一位婆罗门,称他是恰贾卡(Chajaka)之子,他为一位名叫哈西卡(Hasika)、瓦西哈(Vasiha)之子的人及其后裔抄写了这部著作,地点在南亚西北部的犍陀罗地区。林隆夫1995年校订并翻译了这部文本,下文讨论的2017年答复(他是合著者之一)称这个校订本是权威研究。他暂时把注释部分定在7世纪,把现存手稿定在8世纪至12世纪之间的某个时期。

一个身兼两职的圆点

手稿里的零是一个圆点。它标记数字中的空位,就像101里的0,2017年牛津的公告说它后来中间生出了空心,成了现代的符号。2017年答复的作者们补充说,手稿还把这个圆点用来表示未知量,用法类似代数里的变量。

这些规则也显示出零是可以拿来运算的。在第22对开页的一道题中,代表未知量的圆点被换成1,文本说这一步是“把一加到零上”。在第47对开页,例题把分数108625/65600和59425/49200相乘,得到6455040625/3227520000,这五位作者说,若不对数中的零作运算,很难想象这个计算怎样完成。牛津2017年的新闻稿把巴克沙利圆点描述为占位符,并指出婆罗摩笈多公元628年的《婆罗摩历算书》(Brahmasphutasiddhanta)是第一份把零当作数来讨论的文献。婆罗摩笈多制定的规则另有专文介绍。

这个符号的更广阔的历史见印度给世界带来了零。巴克沙利叶片是其中的一项证据,2017年的答复还列出了其他证据:梵文词shunya(空)在诗律计算中起过某种记号作用,一部约公元550年的文本把一个常数定义为“六十减零”,还有几部早期文本描述了用算筹进行的位值计数。

2017年9月:三张叶片,三个世纪

博德利图书馆从第16、17和33对开页上、远离墨迹的地方取了三个小块树皮样品。牛津放射性碳加速器单元在大卫·奇瓦尔博士(Dr David Chivall)参与下对它们作了测量。博德利图书馆的约翰·克莱梵文馆员卡米洛·福尔米加蒂(Camillo Formigatti)2017年9月14日把结果发到一个学者邮件列表上,置信度均为95.4%:第16对开页为公元224年至383年,第17对开页为公元680年至779年(另有一个较小的第二区间,公元790年至868年),第33对开页为公元885年至993年。他写道,团队没有料到三者差别这么大。

牛津大学当天发布了这条消息,《卫报》以独家形式刊登。新闻稿说,这部手稿早到3世纪或4世纪,比学者们原先认为的早了约五个世纪,也比中央邦瓜廖尔一座寺庙墙上的9世纪的零更古老,后者在此之前是已知最早的印度占位零。新闻稿还说,这些叶片至少来自三个不同的时期。新闻稿提到林隆夫的8世纪至12世纪区间,称之为此前主要的学术估计。

学者们的答复

2017年,五位印度数学史学者(金·普洛夫克、阿加特·凯勒、林隆夫、克莱门西·蒙泰尔和多米尼克·武雅斯塔克)在同行评审期刊《南亚科学史》上发表了答复。他们说无法在技术上质疑放射性碳数据,转而从手稿本身立论。各叶片上的笔迹和版式看起来一致,在他们看来,这与相隔数世纪写成的页面不符。第16对开页的背面和第17对开页的正面载有同一道讲金合金混合的连续题目,林隆夫没有看到换了抄写者的迹象。他们写道,如果这部著作是一次抄成的,那么零的年代就是最晚那张叶片的年代。

他们的结论也肯定了这项检测。他们称放射性碳分析可能具有很大价值,并要求每张叶片取不止一个样品,如有可能还要检测带墨迹的字迹本身。他们对结果在同行评审之前就交给了媒体并制作了视频表示遗憾。

第二天,在邮件列表上,瓦尔特·斯拉耶(Walter Slaje)写道,印度早期使用零是印度学者早已确立的常识,并问为什么没有人征询他们。安德烈亚·阿克里(Andrea Acri)指出,如果这部手稿是单一的文本,它的抄写年代应落在9世纪或10世纪,并说他是根据新闻报道在没有图书馆资料的条件下作出判断的。

牛津2024年的报告

2024年10月14日,牛津放射性碳加速器单元和博德利图书馆提交了一份更完整的报告,作者是大卫·奇瓦尔、维吉尼亚·利亚多-比桑(Virginia Lladó-Buisán)、大卫·豪厄尔(David Howell)和吉利安·埃文森(Gillian Evison)。报告说,2017年对第16和17对开页的测量得出了出人意料的年龄,所以团队在2018年又做了新的检测,对象是第23和55对开页、第15对开页,以及第16对开页的第二个样品。报告写道,第16对开页的第二次结果表明第一次不准确。第17对开页的测量值与其余数据相比是离群值,被排除在外。第33对开页的结果与新结果一致,予以保留。

五个校正后的区间(置信度95.4%)是:第15对开页公元773年至986年,第16对开页公元901年至1032年,第23对开页公元890年至1014年,第33对开页公元885年至995年,第55对开页公元774年至991年。维尔茨堡的Indoskript数据库依据放射性碳测年,把第16对开页列为公元901年至1032年,与新结果一致。报告的统计检验发现,不能假定这五张叶片的年龄都相同,但除第16对开页以外的其余四张可以,它们给出的是公元889年至979年。一个对叶片之间关系不作任何假设的模型,把手稿制作的开始定在公元799年至892年,结束定在公元900年至1102年。

报告对这些数字测的是什么写得很谨慎。放射性碳测的是树皮形成的时间,手稿不可能早于那时写成,所以这些年代只是它制作时间的最早可能值。

什么是站得住的

同一份报告说,对这部手稿提出过的年代从大约公元200年到1100年不等,它几乎可以肯定是现存最古老的南亚数学著作的见证。卡塞尔曼称它是迄今最古老的现存数学手稿,并说桦树皮在潮湿气候中保存不了多久。

牛津2017年新闻稿称为最古老的印度占位零的瓜廖尔铭文,年代为9世纪,而新测得的树皮年代区间与这个世纪重叠。林隆夫把注释定在7世纪,依据的是笔迹、语言和梵文算术文献的历史;2017年答复把零读作数,依据的是文本自身的运算程序。两者都不是对树皮的测量。

70张叶片中有六张取过样(第15、16、17、23、33和55对开页)。牛津的报告预计不会再有进一步测年,因为每次检测都要消耗一小块树皮样品。

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资料来源与延伸阅读

  1. Chivall, Lladó-Buisán, Howell and Evison, Radiocarbon dating of the Bakhshali manuscript (Oxford Radiocarbon Accelerator Unit and Bodleian Libraries, deposited 14 October 2024)
  2. University of Oxford (GLAM), Carbon dating finds Bakhshali manuscript contains oldest recorded origins of the symbol zero (14 September 2017)
  3. Plofker, Keller, Hayashi, Montelle and Wujastyk, The Bakhshali Manuscript: A Response to the Bodleian Library's Radiocarbon Dating, History of Science in South Asia 5(1), 2017
  4. Camillo Formigatti (Bodleian Libraries), announcement of the radiocarbon results on the INDOLOGY mailing list, 14 September 2017
  5. INDOLOGY mailing list thread of 14 and 15 September 2017 with replies from Walter Slaje and Andrea Acri
  6. The Guardian, Hannah Devlin, Much ado about nothing: ancient Indian text contains earliest zero symbol (14 September 2017)
  7. Hyperallergic, Allison Meier, Oldest zero identified in ancient Indian manuscript (20 September 2017)
  8. MacTutor History of Mathematics, University of St Andrews: The Bakhshali manuscript
  9. Bill Casselman (University of British Columbia), Zeroes in the Bakhshali manuscript, talk notes
  10. Bill Casselman (University of British Columbia), The Bakhshali manuscript: reproductions of the photographs in G. R. Kaye's edition
  11. Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Indoskript database: Bakhshali Manuscript, folio 16

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