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數學裡常用的X是怎麼來的?

幾百年來,x都是數學方程里表示未知量的符號,是誰最開始這麼做的呢?


代數誕生於中東,中世紀伊斯蘭文明的黃金時期(公元750—1258年),它的早期形式能在Muhammad Al-Khwarizmi的作品和9世紀的書《Kitab al-jabr wal-muqabala》上看到(al-jabr在後來演變成了英語algebra,代數)。在這段時期,穆斯林規定及其文明已經擴展到了伊比利亞半島,那裡的摩爾人鼓勵在科學和數學上的學術成就。


數學裡常用的X是怎麼來的?

那麼,這跟「X」在數學領域的使用又有啥關係呢?在最近一場TED演講中,《The Radius Foundation》的導演Terry Moore假設的是,最開始用「x」可能是因為西班牙學者沒辦法發出阿拉伯語的一些發音,包括sheen(或者shin)的音。據Moore說,阿拉伯語「未知事物」的發音是al-shalan,這個詞在早期的數學著作中出現過許多次。


但是因為西班牙學者的母語里沒有相似的「sh」的發音,他們有「ck」發音的詞,這個音就是古希臘字母表第22個字母「x」。Moore認為,正如許多他之前研究的學者發現的那樣,這個詞後來被翻譯成拉丁文chi (x)就變成了更常見的拉丁語的X。這個原理相當於Xmas代表Christmas的意思,因為宗教學者通常都用希臘文的chi (x)來代替 「Christ」。


Moore的解釋首要的問題就是沒有直接證據可以證明他的理論。更進一步說,人們在翻譯作品時不會關心它的語音,而是字詞的意義。所以到底有沒有「sh」這個音可能根本不在考慮範圍內。儘管缺少證據,Moore的論點本身也有缺陷,但仍然是為大多數人(包括學者)接受的起源論。


1909~1916年版的韋氏詞典及其他書籍中也有類似理論,阿拉伯語中單數形式的「thing」,「shei」在翻譯成希臘語時變成了「xei」然後又縮寫成了x。Ali Khounsary教授還指出,希臘文代表未知的詞是xenos,也是用x開頭,這約定俗成的規律可能最開始只是始於縮寫。但是,我們仍然缺乏直接證據來證明這些理論。

為了研究一個由證明文件的理論,我們又轉向了偉大的哲學家和數學家笛卡爾(René Descartes,1596~1650)。笛卡爾完全可能並沒有想到用「x」來代替未知量,只是把它從別的人那借鑒的。但至少從目前發現的證據來看,一直延續到今天的「x」創始人是他。如《牛津英語大詞典》及數學家Florian Cajori1929年版《數學符號史》(A History of Mathematical Notations)所說,至少笛卡爾幫助推廣了「x」的實踐。


具體地說,在他的里程碑式作品《La Géométrie》(幾何學,1637)中,笛卡爾通過在開始用小寫字母(比如a、b、c)表示已知量,結尾用(x、y、z)等小寫字母表示未知量鞏固了符號記法的使用。


既然x、y、z都可以表示未知量,為什麼x用得更勤呢?沒人知道。有人推測x用得多是因為排版。有一個說法是笛卡爾的印刷機,因為他的《幾何學》中x是單詞中最少用到的字母,這樣他就有更多的x字母塊可以使用。不管這種說法是不是真的,至少笛卡爾早在1629年就開始在不同的手稿中用x來表示未知量,那些手稿比《幾何學》早。而且,事實上,他似乎在用x、y、z表示未知量時並沒有什麼硬性規則。在那個時期的有些手稿中,他甚至用x、y、z代表過已知量讓上述的翻譯理論更加讓人懷疑。


所以,所有跡象都表明,笛卡爾只是為了圖方便簡單隨意地選了幾個不同的小寫字母來表示一些概念,而正巧在《幾何學》中他決定用特定的字母表示不同的變數,這一切可能都只是一時心血來潮。


不論如何,笛卡爾從出版《幾何學》之後,用x代表未知量就成了準則,當然a、b、c=已知量,x、y、z=未知量這個使用方法也逐漸流行起來。至於其他的,就是數學史發展演變而來。

(翻譯:小笨;via todayifoundout)

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