«Квант» — научно-популярный физико-математический журнал (издаётся с 1970 года)
Старый сайт журнала: kvant.ras.ru

Пальцы — счётная машинаГарднер М. Пальцы — счётная машина / подготовлено к публикации А. С. Варпаховским // Квант. — 1973. — № 6. — С. 75‍—‍77.

Изображения страниц

Текст статьи Гарднер М. Пальцы — счётная машина / подготовлено к публикации А. С. Варпаховским // Квант. — 1973. — № 6. — С. 75—77.

Мы публикуем переработанную статью известного американского учёного-популяризатора М. Гарднера (Scientific American, 9, 1968, с. 218‍—‍230). Публикация подгстовлена А. С. Варпаховским.

Считать люди научились давно, и антропологам ещё предстоит найти первобытное общество, члены которого не умели считать. Долгое время среди учёных существовало мнение, что первобытные племена могли считать только до двух, так как для обозначения чисел у них были слова «один», «два» и «много». При этом поражала их сверхъестественная способность, просмотрев стадо овец, сказать, что одна овца пропала. Объясняли это феноменальной памятью древних людей, которая позволяла им запоминать «форму» всего стада или каждую овцу по её виду. Более поздние исследования показали, что применение одного слова для всех чисел, больших двух, не означало, что люди ничего не знали о разнице между пятью и шестью камнями и что обозначение одним словом голубого и зелёного не означало, что они не видят разницы в цвете между зелёной травой и голубым небом. Племена с ограниченным запасом слов имели тщательно разработанные способы счёта на пальцах рук и ног. Первобытные общества различались не только своим выбором основания системы счисления, но и манерой счёта. Так как у большинства людей правая рука более активная, то счёт обычно начинали с большого пальца или мизинца левой руки, дотрагиваясь правой рукой до пальцев левой руки, либо загибая пальцы левой руки, либо отгибая пальцы, ранее сжатые в кулак. Известны и другие способы счёта. Так, например, жители островов Бенгальского залива начинали счёт с мизинца, дотрагиваясь до своего носа очередным пальцем, а на острове между Австралией и Новой Гвинеей люди считали до пяти, постукивая пальцами левой руки, а затем переходили не на правую руку, а на левое запястье, локоть, плечо, левую грудь и т. д. и продолжали счёт, изменяя этот порядок на обратный, но уже с правой стороны тела. Математики заметили, что постукивание при счёте применялось для обозначения порядковых чисел (первый, второй и т. д.), а когда пальцы поднимались сразу, то это обозначало количественные числа.

Хотя подавляющее большинство систем счёта на пальцах имело в основании число десять (они были, как мы теперь говорим, десятичными), можно также легко считать на пальцах в системах с другими основаниями. Пальцы особенно удобны для счёта в самой простой системе — двоичной‍. Прямой и согнутый пальцы можно сравнить с триггером в современных вычислительных машинах, в которых используется двоичная система. При счёте на пальцах в двоичной системе прямой палец может означать единицу, а согнутый — нуль. Тогда самое большое число, выраженное пальцами обеих рук, будет равно 1111111111, т. е. $2^{10}-1=1023$‍‍ в десятичной системе, причём самая младшая единица соответствует мизинцу правой руки. Два в двоичной системе выражается как 10, т. е. мизинец в согнутом состоянии, а безымянный палец — прямой. Если ещё выпрямить и мизинец, то это будет означать 11, т. е. три в десятичной системе. На рис. 1 показано, как на пальцах обеих рук представить 500 в двоичной системе. Если немного попрактиковаться, то можно легко научиться не только представлять на рис. 1. пальцах десятичные числа в двоичной системе, но и осуществлять сложение и вычитание в этой системе единиц.

Рис. 1
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 2
Рис. 3
Рис. 3
Рис. 4
Рис. 4

Уже в средние века был известен метод умножения чисел от 6 до 10, т. е. чисел, больших 5. В 1492 году было определено общее правило использования дополнения двух чисел до 10. (Дополнение числа $n$‍‍ равно $10-n$‍.)‍ Для умножения 7 на 8 берутся их дополнения: 3 и 2. Разность между любым из двух исходных чисел и ему непарным дополнением определяет цифру десятков, т. е. в нашем случае 5, а произведение дополнений определяет вторую цифру результата, т. е. $2\cdot3=6$‍,‍ окончательный результат $50+6=56$‍.‍ Применение этого метода к умножению на пальцах сводилось к следующему. Пальцы каждой руки нумеруются от 6 до 10, начиная с мизинца. Для умножения 7 на 8 палец под номером 7 одной руки соединяется с пальцем под номером 8 другой руки (рис. 2). Дополнением 7 являются три верхних пальца левой руки, а дополнением 8 — два верхних пальца правой руки. Сумма всех остальных пальцев обеих рук определяет цифру десятков, т. е. 5. К пятидесяти прибавляем произведение верхних пальцев 2 и 3, ответ равен 56. Этот простой способ использования пальцев для вычисления произведения любой пары чисел от 6 до 10 широко применялся в период Ренессанса и, говорят, до сих пор применяется крестьянами в некоторых районах Европы. Вместо использования дополнения до 10 можно представить 7 и 8 в виде биномов $(5+2)$‍‍ и $(5+3)$‍,‍ а затем выполнить умножение $$ \colsep{0pt}{\begin{array}{lrl} \mathrlap{5+2}\\ \mathrlap{5+3}\\ \hline 25+{}&10&\\ &15&{}+6\\ \hline 25+{}&25&{}+5\mathrlap{{}=56} \end{array}}\hphantom{{}=56} $$

Способ умножения на пальцах можно легко обобщить и на следующие полудекады, хотя для всех полудекгд, оканчивающихся на 5, применяется несколько другое правило. Рассмотрим полудекаду 11‍—‍15, и пусть надо перемножить 14 и 13. Пальцам присваиваются номера от 11 до 15 и пальцы с номерами перемножаемых чисел соединяются (рис. 3). Семь нижних пальцев умножаются на 10 и получают 70. Далее определяется произведение нижних пальцев $4\cdot3=12$‍‍ и $70+12=82$‍.‍ Затем прибавляют 100. Окончательный ответ 182. Можно по-разному объяснить такое правило умножения, но проще всего это сделать на примере перемножения биномов: $$ \colsep{0pt}{\begin{array}{lrl} \mathrlap{10+3}\\ \mathrlap{10+4}\\ \hline 100+{}&30&\\ &40&{}+12\\ \hline 100+{}&70&{}+12\mathrlap{{}=182} \end{array}}\hphantom{{}=182} $$

Если полудекада оканчивается на нуль, то сложение производится по первому способу! Для полудекады от 16 до 20 каждый нижний палец имеет значение 20 и добавлять нужно 200. Так, при умножении $17\cdot19$‍‍ (рис. 4) шесть нижних пальцев умножаются на 20, что даёт 120. Произведение верхних пальцев равно 3, и, таким образом, получаем $17\cdot19=120+3+200=323$‍.

На пальцах можно перемножить числа и из разных полудекад, но процедура в этом случае гораздо сложнее, так как одинаковые пальцы каждой руки имеют разные значения. Но всегда можно большое число разбить на малые числа, выполнить несколько умножений, а результат получить, просуммировав результаты умножений. Например, $9\cdot13=9\cdot6+9\cdot7$‍.

На первый взгляд может показаться, что считать на пальцах довольно сложно. Однако если немного попрактиковаться, то думаю, читатель убедится в том, что способ счёта на пальцах весьма удобен.


Метаданные Гарднер М. Пальцы — счётная машина / подготовлено к публикации А. С. Варпаховским // Квант. — 1973. — № 6. — С. 75—77.

Авторы
Персоналии
Заглавие
Пальцы — счётная машина
Год
1973
Номер
6
Страницы
75—77
Рубрика
Описание
Гарднер М. Пальцы — счётная машина / подготовлено к публикации А. С. Варпаховским // Квант. — 1973. — № 6. — С. 75‍—‍77.
Ссылка
https://www.kvant.digital/issues/1973/6/gardner-paltsyi_schetnaya_mashina-46bd1adc/
Полный текст
опубликован 11.07.2026