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如果存在一个使用九进制的文明,那么它们会在何时有奇数和偶数的概念?

2022-11-29科学

实际上逻辑可能得反过来:

正因为奇数和偶数的概念如此重要,所以文明不会使用(纯粹的)九进制。

比如有研究发现,由于人类一只手上有五根手指,所以有些原始部落仍然在使用某种意义上的「五进制」:对于比较小的数目,他们的数法是「一,二,三,四,手,手加一……」 但是,当数目逐渐增大时,下一级的计数单位并不是五乘五得二十五,而是二十。由于二十是个偶数,每个数的奇偶性只取决于其「末两位」,五-二十进制比纯粹五进制下必须考虑所有位来得方便许多。

所以,即使是如 @曾加 所言,存在一种三只手、每只手三根手指的「人类」,按照类似的发展趋势,我的猜想是会优先发展出三-九-十八进制体系(用于计数),但最终数学家可能会转而选择六进制或十二进制,甚至继续使用十八进制。(柏拉图说「悠闲出智慧」,最早的数学家八成是脱产贵族,脱离群众搞一套独立的数学体系也不奇怪)

另外, @曾加 提到了从表达数的角度最优的是三进制(因为其最接近自然对数底e)。但是我认为这个问题的建模应该是这样的:

目标函数包含两个部分,一个是记忆符号,n进制需要记忆n个符号;另一个是表达数,n进制下一个数x大概需要log_n(x)=ln(x)/ln(n)。

注意到,最终决定目标函数的是n和ln(n),其余均为常数,因此可以将优化问题表达为

min_n {n + K / ln(n)}

其中K = k1 * k2: k1衡量的是记忆符号的能力和传递信息的效率的相对强弱,一种生物记忆符号的能力越强,传递信息的效率越低,k1越大;k2衡量的是所有(整)数被使用频率的分布,发展越到后期,使用大数越多,k2越大。

求解得到方程

n ln(n) ln(n) = K

因此,假如限定了必须使用固定的进制(而不能采取某些方法「压缩」表达),那么记忆能力越强,表达能力越弱,发展越成熟的文明,越会选择更大的进制。