「乘」與「積」是一個意思嗎?
(封面來源於 象形字典)
從小學學乘法運算時,就說到「乘」與「積」的概念。
那時候只接觸過單純的數字。
後來,高中時就碰到過 內積、外積、積分的概念。當時,我就覺得不對勁:為什麼不叫內乘、外乘?既然小時候說乘和積是一樣的,但是為何卻有不同用法?而且對於階乘,為啥不叫階積?
限於時代上的限制(網路、教育等等),我就當作是一種固定搭配了。
然而,當我接觸到了一些代數學的知識(特指抽象代數)。我就立馬發現不對勁了:因為「乘」和「加」變成了形式意義上的運算了,在不同代數結構中,起到作用不一樣了。尤其是在「代數」這個結構下,「乘」和「乘」貌似不能看作是一回事了。儘管周圍「德高望重」的教授們告訴我思考這些「意義不大」,鑒於他們也不能給我想要的答案時,我本打算自己搜羅搜羅的,由於個人能力問題,確實沒有搞清楚。後來,我打算從語源(etymology)的角度來分析分析這個問題。
從說文解字上來看:
乘,覆也。積,聚也。
說文解字乘的解釋|說文解字乘的意思|漢典「乘」字的說文解字說文解字積的解釋|說文解字積的意思|漢典「積」字的說文解字
(相應自形演變也能夠在該網站上找到)
這樣看就比較明顯了,結合數學對其定義,能夠發現:「乘」往往是刻畫事物的量變,而「積」是刻畫事物質變。
分別拿「乘」跟「積」分別組詞,就能發現端倪(這裡忽略了一些像姓氏、量詞的用法):
- 乘車
- 乘機
- 厚積薄發
- 積澱
像「數乘」,就是說域上的個元素乘上模中某個向量。不論乘的結果如何,它都與原先的向量線性相關。但是,找兩個向量,讓他們積一下,可能就不一定線性相關了(外積),甚至連「相關」都談不上(內積、積分)。
對於「乘」所刻畫的數學概念,目前我所了解到的,都是 的形式,
而對於「積」所刻畫的,是 注意,空間可以是向量空間,也可以是實數、複數,甚至是有限集等等。
像我最近寫的李代數中的括積(bracket product),也是這個樣子。
當然,這又不得不說說關於英文中乘和積的對應含義。
對應有 multiply ——乘;product——積。
像數乘,scalar multiplication;笛卡兒積,Cartesian product;內積,inner product;外積,outer product。
但是,對於積分(integral)來說,這個在英文中感覺不如中文來的本質。這個單詞integral倒有點是說「求和」,也許可能跟當時歷史背景有關了。而且,階乘(factorial)當初最開始也是從音樂領域過來的。
wiki-階乘的歷史部分
就以上這些了,都是我簡單搜羅到的資料得到的。如果誰有更好的想法,歡迎討論。
推薦閱讀: