52 idéer som förändrade världen - 52. Noll
Tekniken som du läser den här artikeln på fungerar bara på grund av noll
Binär kod som din dator förlitar sig på är gjord av en sträng med nollor och ettor
Commons
I den här serien tittar The Week på de idéer och innovationer som permanent förändrade vårt sätt att se på världen. I den här sista delen är rampljuset på noll:
Noll på 60 sekunder
Noll är ett tal. Men till skillnad från andra siffror representerar noll inte en sak, utan en frånvaro av en sak, eller ingenting. Så att förstå noll kräver att vi känner igen frånvaron av något.
Inom matematiken kan noll också användas som platshållare i platsvärdessystem (eller positionsbeteckning), där siffrans position i ett tal betyder att dess värde måste multipliceras med något annat värde.
Till exempel, i talet 234 multipliceras 4:an med 1, eftersom den är i 1x-positionen. 3:an multipliceras med 10, eftersom den är i 10x-positionen. Och 2:an multipliceras med 100, eftersom den är i 100x-positionen. Att lägga ihop dessa ger värdet 234.
I talet 204 är 4:an och 2:an fortfarande multipla med 1x respektive 100x, men 0:an multipliceras inte med 10x, eftersom den bara finns där som platshållare.
Hur utvecklades det?
Det första beviset på noll går tillbaka runt 5 000 år till den sumeriska kulturen i Mesopotamien, där det användes för att indikera frånvaron av en siffra i en sträng av tal - samma som dess platshållarfunktion i moderna platsvärdessystem.
Men den första beskrivningen av den aritmetiska användningen av noll kom inte förrän på sjunde århundradet, då den indiske matematikern Brahmagupta skrev: När noll läggs till ett tal eller subtraheras från ett tal, förblir talet oförändrat; och ett tal multiplicerat med noll blir noll.
Brahmaguptas text Brahmasphutaciddhanta , skriven i AD628, var den första skriftliga beskrivningen av noll som ett tal i sin egen rätt, i motsats till bara en platshållare, säger nationella geografiska .
Konceptet noll tog sig sedan till och över Mellanöstern, där det nådde matematikern Mohammed ibn-Musa al-Khowarizmi runt 773.
Det var al-Khowarizmi som först syntetiserade indisk aritmetik och visade hur nollan kunde fungera i algebraiska ekvationer, och på 800-talet hade nollan kommit in i det arabiska siffersystemet i en form som liknar den ovala formen vi använder idag, säger Sky. Historia kanals webbplats.
Zero nådde Europa på 1100-talet genom den moriska erövringen av Spanien, med tänkare som den italienske matematikern Fibonacci som hjälpte till att introducera noll till mainstream genom att popularisera det arabiska siffersystem som vi använder idag.
Den italienska regeringen var till en början misstänksam mot arabiska siffror och förbjöd användningen av noll, men köpmän - med tanke på dess användbarhet - fortsatte att använda det illegalt och i hemlighet. Det arabiska ordet för noll, sifr, framkallade ordet chiffer, som betyder ett numeriskt tecken, men kom också att betyda kod, säger Live Science .
Användningen av noll som matematisk funktion blev alltmer utbredd och användes först i den vanliga metoden att rita grafer på 1600-talet. Det århundradet såg också ett helt nytt fält av matematik som beror på noll: kalkyl, tillägger Vox .
Calculus var grunden på vilken fysik, ingenjörskonst, datorer och mycket av finansiell och ekonomisk teori utvecklades - och även vår förståelse av universum.
Begreppet tomhet är nu centralt i modern fysik: hela det kända universum ses som ett 'nollsummespel' av bland andra, som Stephen Hawking, säger Peter Gobets, sekreterare för Nederländerna-baserade ZerOrigIndia Foundation, även känt som Zero Project, som forskar om ursprunget till nollsiffran.
Hur förändrade det världen?
Många av världens viktigaste uppfinningar verkar nu vara så självklara att det kan vara svårt att förstå hur det tog så lång tid att komma till stånd. Noll är ett utmärkt exempel på detta - och dess betydelse är svår att överskatta.
Så vanligt har noll blivit att få, om någon, inser dess häpnadsväckande roll i livet för varje enskild person i världen, säger ZerOrigIndia Foundations Gobets.
Användningen av noll har gått långt utöver enkel matematik.
Datorn du läser den här artikeln på just nu körs på en binär - en sträng med nollor och ettor, säger Vox. Utan noll skulle modern elektronik inte existera. Utan noll finns det ingen kalkyl, vilket betyder ingen modern teknik eller automation. Utan noll faller mycket av vår moderna värld bokstavligen samman.
Strängarna med nollor och ettor är känd som binär kod, det system som moderna datorer fungerar på, enligt principen om två möjliga tillstånd, på och av. 'På'-tillståndet tilldelas värdet '1', medan 'av'-tillståndet tilldelas värdet '0' - det vill säga noll.
Det är kanske inte förvånande att binära talsystem också uppfanns i Indien, under andra eller tredje århundradet f.Kr., av en musikforskare vid namn Pingala, även om denna användning var för prosodi [rytm i språk], Subhash Kak, vetenskaps- och astronomihistoriker och Regents Professor vid Oklahoma State University, berättade BBC .
Människans upptäckt av noll var en total förändring av spelet... motsvarande att vi lärde oss språk, tillägger Andreas Nieder, kognitionsforskare vid universitetet i Tübingen i Tyskland.
Noll är allestädes närvarande, allestädes närvarande, och dominerar livet för praktiskt taget alla sju miljarder av oss på jorden från födseln till döden, bokstavligen och bildligt talat, skriver Annette van der Hoek, koordinator för Zero Project, och Robinder Sachdev, projektets Indien-baserade förvaltare , i en artikel om Den amerikanska basaren .
Denna bedömning av vikten av noll upprepas av indologen Johannes Bronkhorst, en emeritusprofessor vid schweiziska universitetet i Lausanne.
Att förstå hur och varför de stora uppfinningarna gjordes som gjorde modern vetenskap och teknik möjlig, berör hela mänskligheten. Och uppfinningen av noll rankas verkligen bland de största, sa han.
