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定理につけられた名前:スティグラーの法則

定理や公式や数の名前は、記法のうちで、ほとんどだれも疑問に思わない部分である。私たちは「パスカルの三角形」「ペル方程式」「ロピタルの定理」と、名前が中立的なラベルであるかのように書く。そうではない。名前は、だれが、だれによって、どの言語で読まれたかを記録している。 自分で自分を確かめる法則 1980 年、アメリカの統計学者スティーヴン・スティグラーは、挑発的な法則をかかげた論文を発表した。どんな科学的発見も、最初の発見者の名前ではよばれない。そしてしめくくりに、その法則を、すでにこの現象を研究していた社会学者ロバート・K・マートンのものとした。つまりスティグラーの命名法則は、それ自身の一例なのである。大げさではあるが、居心地が悪いほどよく当たる。 たくさんの名前をもつ三角形 それぞれの数が上の二つの数の和になっている数の三角形には、1654 年にそれについての論文を書いたブレーズ・パスカルの名前がついている。しかしそれは、紀元 1000 年ごろのペルシアのカラジーやオマル・ハイヤームの本にすでにあり、10 世紀インドのハラーユダの注釈にも現れる。そして中国では、数学者楊輝が 1261 年にそれを発表し、二世紀前の賈憲のものとした。中国ではいまも楊輝三角とよばれ、イタリアではタルタリアの三角形、イランではハイヤームの三角形とよばれる。 朱世傑『四元玉鑑』(1303)に「古法七乗方図」の題で載っている三角形。数は八段めまで、算木の数字で書かれている。朱世傑 · ウィキメディア・コモンズ · パブリックドメイン 上の朱世傑の三角形は、パスカルより 350 年前に描かれた。数がこの章の最初の文章の算木で書かれていることにも注意しよう。「パスカルの」という名前は、だれが最初に見たかを言っているのではない。世界の学校に届いた数学がヨーロッパのものであり、ヨーロッパ人が楊輝より先にパスカルを読んだ、と言っているのである。 何もしなかったペル 整数解を求める方程式 $x^2 - N y^2 = 1$ はペル方程式とよばれる。イギリスのジョン・ペルは、これとほとんど関係がない。インドのブラーマグプタが 628 年にそれを研究して解を組み合わせる規則を見つけ、バースカラ二世が 1150 年ごろ、すべての場合を解く方法、チャクラヴァーラ法を与えた。ヨーロッパでは、フェルマーが 1657 年に挑戦問題として出し、ウィリアム・ブラウンカーが解いた。ペルとブラウンカーを取りちがえてまちがった名前をつけたのはオイラーで、その名前がそのまま残ったのである。 買われた定理 $\frac{0}{0}$ の形の極限を、分子と分母を微分して求める定理には、ロピタル侯爵の名前がついている。彼はそれを 1696 年、最初の微分学の教科書で発表した。しかし結果は、彼の家庭教師だったヨハン・ベルヌーイのものだった。1694 年、二人は取り決めをしていた。ロピタルはベルヌーイに毎年年金を払い、そのかわりにベルヌーイの発見を受けとって好きなように使えるのである。この場合、記法は契約を記録している。 フィボナッチのウサギとインドの詩人たち 数列 $1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, \ldots$ には、1202 年にウサギの問題でそれを使ったフィボナッチの名前がついている。その何世紀も前に、ヴィラハーンカや、のちのヘーマチャンドラのようなインドの詩人や文法学者が、短い音節と長い音節で詩の一行を作る方法が何通りあるかを数えて、すでにそれを見つけていた。問いはリズムについてのもので、ウサギについてのものではなかった。 いまさら名前をかえることはできないし、望ましくもないかもしれない。名前は記号の一部であり、かえれば混乱を生む。しかし名前がどこから来たのかを知ると、名前が教えてくれることが変わる。たくさんの名前をもつ三角形は、数学が多くの場所で作られたことを教える教材でもある。 練習:朱世傑の最後の段朱世傑の三角形の最後の段は $(a+b)^8$ の係数を与える。それを書き、和を確かめよ。 $1, 8, 28, 56, 70, 56, 28, 8, 1$。和は $256 = 2^8$ で、どの段でもそうなる。$a = b = 1$ とおけば $(1+1)^8 = 2^8$ だからである。図で最後の段のまん中の $70$ を探してみよう。十の位の $7$ は算木の横式で書かれ、五を表す縦の一本と横の二本からできている。

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メートルは勝ち、十進時間は負けた

1793 年、フランス革命のさなか、国民公会は時間も十進にすると決めた。一日は 10 時間、1 時間は 100 分、1 分は 100 秒になる。時計職人たちは新しい文字盤を作り、人々が慣れるように、二つの目盛りを並べたものもあった。 時計職人アナンが国民公会に提出した紙の文字盤。新しい時刻をアラビア数字で、古い時刻をローマ数字で示し、比べられるようにしている。「新しい時刻と古い時刻の関係、国民公会により採択」。Hanin · ウィキメディア・コモンズ · パブリックドメイン 十進時間は 1794 年の終わりに義務となり、1795 年 4 月に停止された。布告から十七か月後のことである。だれも家の時計をかえたがらず、教会の時計は十二を打ちつづけ、新しい時間には手間をつぐなうだけの実際的な利点が何もなかった。三十日の月を十日ずつの三つの「デカード」に分けた共和暦は、もう少し長く続いた。ナポレオンが 1806 年のはじめに廃止したのである。 この対話型の図を使うには JavaScript を有効にしてください。議論の全体は本文にあります。 メートル 十進時間を葬ったのと同じ 1795 年の法律が、メートル法を生んだ。メートルは北極から赤道までの距離の一千万分の一と定められ、二人の天文学者、ジャン=バティスト・ドランブルとピエール・メシャンは、それを決めるために 1792 年から 1798 年まで、ダンケルクとバルセロナのあいだの子午線の弧を測った。グラム、リットル、アールもいっしょに生まれ、すべてメートルに結びつき、すべて十で分けられた。 メートルが勝ち、時刻が負けたのは、メートルが現実の問題を解いたからである。フランスには、名前は同じで値のちがう地方ごとの単位が何百もあった。商売はそれに苦しみ、税を取り立てる国も同じだった。十進の体系は、換算を小数点を動かすだけのことにした。第1章で見た位取りと同じ利点である。それでも、フランスで義務となったのは 1840 年になってからだった。 ケブラ・キロスの反乱 ブラジルは 1862 年の法律でメートル法を採用し、切りかえに十年の猶予をおいた。1874 年、北東部の内陸の市場で新しい度量衡が強制されはじめると、パライバ、ペルナンブーコ、アラゴアス、リオ・グランデ・ド・ノルテの農民たちが役場や市場に押し入り、はかりやメートルの原器を打ちこわした。この反乱はケブラ・キロス、「キロこわし」として知られるようになった。ひょうたんや竿で売り買いしていた人々にとって、新しい記法はだまされる手段がまたひとつ増えたものとして、しかも新しい税といっしょにやってきたのである。 残ったグラード 革命家たちは角度も十進にしようとした。直角は 100 グラード(百分度)、一回りは 400 になる。この考えは時刻より幸運だった。何世代ものフランスの測量士や地図製作者に使われ、いまも関数電卓の GRAD モードとして、DEG や RAD と並んで現れる。しかし 360 と 60 分をもつバビロニアの度は、一歩も動かなかった。 教訓は、記法は論理的だというだけでは勝たない、ということである。それを使う共同体が切りかえで失うより多くを得るとき、そして押しつける側が使う側の信頼を得ているときに、記法は勝つ。 練習:十進の夕方ふつうの時計で 18 時は、十進時間では何時か。9 時はどうか。 18 時には一日の $\frac{18}{24} = 0.75$ がすぎている。十進時間では $0.75 \times 10 = 7.5$ 時間、つまり 7 時 50 十進分である。9 時は一日の $\frac{9}{24} = 0.375$、つまり 3 時 75 十進分である。十進の一日は十進法で書かれた分数なので、計算はやさしい。一日の $0.375$ は、そのまま 3 時 75 と読める。

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別の書き方、別の数学:算木、点、結び目

いま私たちが使う数の書き方が自然に見えるのは、それしか習わなかったからである。しかしほかの文化は、量を書き表し、それで計算するという同じ問題を、別のやり方で解いた。そしてそれぞれの解き方は、その文化が考えることのできたものに跡を残した。 中国の算木 二千年近くのあいだ、中国の数学者たちは算木で計算した。竹や骨や金属の小さな棒を、列に分けた盤の上に並べるのである。各列は十進のひとつの位で、1 から 5 までの数字は同じ本数の算木で表し、6 から 9 は五を表す一本にいくつかを加えて表した。となりの列と混ざらないように、算木の置き方は交互に変わった。一の位は縦、十の位は横、百の位はまた縦である。 秦九韶『数書九章』(1247)に算木の数字で書かれた計算。空いた位はすでに小さな丸、つまりゼロで示されている。秦九韶 · ウィキメディア・コモンズ · パブリックドメイン 算木の記法は道具の記法である。それは盤を写している。空いた位は、算木のない列にすぎなかった。数が紙の上に移ると、それは空白になり、13 世紀には上のページのように小さな丸になった。 そして算木には色があった。紀元前後ごろにまとめられた『九章算術』は、「正」の数と「負」の数を使って連立方程式を解く方法を教えている。注釈者の劉徽は 263 年に、一方には赤い算木、もう一方には黒い算木を使い、それらを足したり引いたりする規則があったと説明している。ヨーロッパでは、それから千年以上たっても、負の数は「ばかげた数」と呼ばれていた。二色の道具が、一色のインクしかもたないヨーロッパの書き方がなかなか受け入れられなかったものを、考えられるものにしたのである。 この対話型の図を使うには JavaScript を有効にしてください。議論の全体は本文にあります。 マヤの点と棒 中央アメリカのマヤの人々は二十ずつ数えた。点は一、棒は五を表し、1 から 19 までの数字は、棒を最大三本、点を最大四つ使って作った。位は下から上へ積み重ねられ、空いた位には貝のような専用の記号があった。4 世紀の碑文ですでに使われていた位取りのゼロであり、インドのゼロとは独立に生まれたものである。 『ドレスデン絵文書』の 62 ページ。残っている数少ないマヤの本のひとつで、シルヴェイナス・モーリーによる複製。数は点と棒で、黒と赤で、蛇のあいだに書かれている。Sylvanus Morley · ウィキメディア・コモンズ · パブリックドメイン 暦の計算では、三番目の位は $20 \cdot 20 = 400$ ではなく、一年の日数に近い $18 \cdot 20 = 360$ を表した。この記法は天文学と祭祀に仕えていた。それを使いこなす神官たちは、日食や金星の周期を何世紀も先まで計算した。 インカの結び目 インカにはアルファベットの文字はなかったが、キープがあった。主となる紐から垂れ下がった何本もの紐に、いろいろな高さで結び目をつけたものである。1923 年、アメリカのリーランド・ロックは、多くのキープが十進の位取りで数を記録していることを示した。紐の上の結び目の高さが位を表し(一の位が下、十の位がその上、というように)、結び目の種類が数字を表した。キープを作り、読む専門家であるキープカマヨクは、帝国全体の人口調査、貢納、貯蔵をそこに保存していた。 リマのラルコ博物館にあるインカのキープ。垂れ下がった紐の一本一本が、結び目の位置と種類でひとつの数を保存している。bobistraveling · ウィキメディア・コモンズ · CC BY 2.0 残った六十進法 最後に、位取りの書き方のうちもっとも古いバビロニアのものは、私たちの書き方の中に生き残った。彼らは六十進法で数えた。だから 1 時間は 60 分、1 分は 60 秒、1 度は 60 分である。$1\text{ h } 23\text{ min } 45\text{ s}$ と言うとき、私たちは三けたの六十進数を書いているのである。