零
líng
零是表示没有数量的整数,它是加法单位元,把正数与负数分隔开来。
Formula
a + 0 = a
Definition
零($0$)表示"没有"的数,既不是正数也不是负数,是数轴的起点。它是任何数系中唯一的加法单位元,对所有 $a$ 都满足 $a + 0 = 0 + a = a$,是一个偶数,并且除以零没有意义。在环论中,$0$ 是唯一满足对所有 $a$ 都有 $0 + a = a$ 的元素,且在任何环中都有 $0 \cdot a = 0$(吸收性);域中不存在零因子,而除以 $0$ 被排除在域公理之外,因为不存在元素 $z$ 满足 $0 \cdot z = 1$。
Example
如果你有 $5$ 块饼干并全部吃掉,你就剩下 $0$ 块饼干;给任何数加上 $0$ 都不会改变它:$7 + 0 = 7$。同样,$0 \times 17 = 0$,$0 / 5 = 0$,而 $5 / 0$ 没有意义。在模运算中,$0 \bmod n$ 扮演着模 $n$ 加法单位元的角色,零环 $\{0\}$ 是唯一一个加法单位元与乘法单位元重合($0 = 1$)的环。
Key Insight
零是人类最伟大的数学发明之一:没有它,位值制、代数乃至我们今天所知的计算机都不可能存在。它是唯一一个自身即为其加法逆元的实数($0 + 0 = 0$),也是唯一同时既非负又非正的数。公元7世纪左右,印度数学家引入零的符号,具有划时代的意义:位值记数法,进而整个数字计算,完全依赖于零作为占位符的作用。