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„Null“ – Versionsunterschied

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''Dieser Artikel behandelt die Zahl Null und die Ziffer 0. Für weitere Bedeutungen von Null, siehe bitte [[Null (Begriffsklärung)]].''
{{Dieser Artikel|beschäftigt sich mit der Zahl ''Null''. Für weitere Bedeutungen siehe [[0]] beziehungsweise [[Null (Begriffsklärung)]].}}
{{Infobox Ganze Zahl
----
| Zahl = 0
| Arabisch = ٠
| Chinesisch = 零, 〇
| Griechisch =
| Indisch = ०
| Teiler = jede ganze Zahl
| Faktorisierung = keine
}}
[[Datei:Hungary budapest 0-km-stone.jpg|mini|hochkant|[[0-km-Stein]], Budapest]]
Die Zahl '''Null''' ist die Anzahl der Elemente in einer leeren Ansammlung von [[Mathematisches Objekt|Objekten]], mathematisch gesprochen die [[Mächtigkeit (Mathematik)|Kardinalität]] der [[Leere Menge|leeren Menge]].


Null bezeichnet in der [[Mathematik]] je nach Kontext verschiedenartig definierte Objekte, die jedoch oft miteinander ''identifiziert'' werden können, d. h. als dasselbe Objekt angesehen, das verschiedene miteinander kompatible Eigenschaften vereint. Da [[Kardinalzahl (Mathematik)|Kardinalzahlen]] (Anzahl der Elemente einer Menge) mit speziellen [[Ordinalzahl]]en identifiziert werden, und die Null gerade die kleinste Kardinalzahl ist, wird die Null – im Gegensatz zum gängigen Sprachgebrauch – auch als ''erste'' Ordinalzahl gewählt. Als [[Endliche Menge|endliche]] Kardinal- und Ordinalzahl wird sie je nach Definition auch zu den [[Natürliche Zahl|natürlichen Zahlen]] gezählt.
Anschaulich betrachtet ist die '''Null''' ein Symbol für das Nichtvorhandensein von Elementen oder Gegenständen.


Die Null ist das [[Neutrales Element|neutrale Element]] bezüglich der Addition (anschaulich gesprochen die Differenz zweier gleicher Zahlen) in vielen [[Körper (Algebra)|Körpern]], wie etwa den [[Rationale Zahl|rationalen Zahlen]], [[Reelle Zahlen|reellen Zahlen]] und [[Komplexe Zahlen|komplexen Zahlen]], und eine gängige Bezeichnung für ein neutrales Element in vielen [[Algebraische Struktur|algebraischen Strukturen]], selbst wenn andere Elemente nicht mit gängigen Zahlen identifiziert werden. Als [[ganze Zahl]] ist die Null Nachfolgerin der [[Minus eins|Minus-Eins]] und Vorgängerin der [[Eins]]. Auf einer [[Zahlengerade]]n trennt der Nullpunkt die positiven von den negativen Zahlen. Die Null ist die einzige reelle Zahl, die [[Positive und negative Zahlen|weder positiv noch negativ]] ist. Die Zahl Null ist [[Parität (Mathematik)|gerade]].
Viele Kulturen des Altertums hatten keine [[Zahl]] Null, weil sie sie nicht benötigten (sie rechneten nur mit positiven Zahlen). Im Lateinischen wurde anstatt einer Zahl Null das Wort "nihil" (= [[nichts]]) verwendet.


Dargestellt wird die Null durch die [[Ziffer]] „0“, deren Einführung [[Stellenwertsystem]]e wie das [[Dezimalsystem]] erst möglich machte.<ref>bei einigen Streitkräften, beispielsweise in der [[Bundeswehr]], erfolgt die Darstellung mit einem kleinen Schrägstrich oben rechts, vgl. [[:Datei:Bundeswehr - ATN Sicherungssoldat 1994 (links) mit Umrandung "ATN 3002987".jpg]]</ref><ref>in der Gebärdensprache: [[Datei:Hand 0.svg|140px]]</ref><ref>in Darstellungen von Computermonitoren oder -ausdrucken: teils mit Punkt (mittig) oder mit Schrägstrich: [[Datei:SlashedZeros.svg|140px]]</ref>
Im [[arabische Zahlen|arabischen Zahlensystem]] wird die Zahl Null durch die Ziffer '''0''' dargestellt.


== Die Geschichte der Null ==
Von der Ziffer 0 und der Zahl Null ist zu unterscheiden der Wert NULL in Feldern von [[Datenbank]]en oder [[Programmiersprache]]n, der ''leer'', ''unbekannt, unbestimmt'' oder ''unbedeutend'' meint. Siehe dazu [[Nullwert]].
Erst die Erfindung eines [[Stellenwertsystem]]s mit dem Lückenzeichen „0“ und die Betrachtung von „0“ als eigenständige [[Zahlzeichen|Ziffer]], die etwas darstellt, mit dem man wie mit anderen Zahlen rechnen konnte, führte zur Vorstellung, dass die Null „0“ eine [[Zahl]] sei. Damit war eine Grundlage für die weitere Entwicklung der [[Mathematik]] gelegt.


== Die Ziffer 0 ==
=== Alte Welt ===
==== Babylonien ====
In der [[Perser (Volk)|Perser]]- (539–331 v. Chr.) und hauptsächlich der [[Seleukiden]]zeit (305–63 v. Chr.) gab es als Vorstufe der Zahl Null ein Fehlzeichen im [[Sexagesimalsystem]] der [[Babylonier]],<ref>Vogel, S. 16, Fußnote 3.</ref> nämlich in sexagesimalen Zahlen an Stellen ohne Wert. Davor wurde es nur in altbabylonischer Zeit (um 1800–um 1500 v. Chr.) in manchen Texten verwendet, um Doppeldeutigkeiten wie sexagesimal 30,16 (= 30×60 + 16 = 1816) und 20,26 (= 20×60 + 26 = 1226) oder 10,36 (= 10×60 + 36 = 636) zu verhindern,<ref>Bei dieser Wiedergabe sexagesimaler Zahlen werden die Stellen durch Kommas voneinander getrennt.</ref> eine Stelle ohne Wert wurde dann durch eine Lücke dargestellt.<ref>Gericke: Geschichte des Zahlbegriffs, S. 46 f.</ref> Meistens musste man aber aus dem Zusammenhang heraus auf das Fehlen von Stellen schließen, was jedoch nur sehr selten nötig war, denn in den erhaltenen Texten findet sich unter Tausenden von Zahlenangaben nur etwa ein Dutzend solcher Fälle.<ref>Vogel, S. 17.</ref> Die sexagesimalen Zahlen der Babylonier hatten keine feste Größenordnung, so wurde z.&nbsp;B. dezimal 123 (= 2×60 + 3) genau so geschrieben wie 7380 (= 2×60² + 3×60) oder 2,05 (= 2 + 3/60). Nur in astronomischen Texten änderte sich dies ab 200 v. Chr. und das Fehlzeichen wurde dort auch am Ende von Zahlen verwendet.<ref>Menninger; Band 1, S. 178, Band 2, S. 212.</ref>


Bereits in altbabylonischer Zeit<ref>Vogel, S. 60 f.</ref> traten außerdem in algebraischen Texten [[Subtraktion|Differenzen]] bei Zwischenergebnissen auf, die auch null wurden. In solchen Fällen stand in den Texten aber nur,<ref>Vogel, S. 61.</ref> dass Minuend und Subtrahend gleich seien, es findet sich weder ein Name für null noch wurde eine Anzahl von null als Lösung algebraischer Aufgaben anerkannt. Die Babylonier kannten daher noch keine Zahl Null.
Die [[Ziffer]] 0 ermöglichte die Bildung des [[Dezimalsystem]]s, also des [[Stellenwertsystem]]s mit der Basis 10, und damit auch die Entwicklung der modernen [[Mathematik]]. Auch das Begreifen des Wesens der Null als Zahl entwickelte sich wohl erst ''nach'' der Erfindung der Null als Ziffer.


==== Ägypten, Griechenland und Römisches Reich ====
Die Anfänge des Dezimalsystems entwickelten sich im [[3. Jahrhundert v. Chr.]] in [[Indien]]. Allerdings wurden je nach anzuzeigender Zehnerpotenz unterschiedliche Ziffernsymbole verwendet. Die Ziffer für die "eins" von "einhundert" war also eine andere als für die "eins" von "eintausend". Im [[5. Jahrhundert]] nach Chr. kam man dann - ebenfalls in Indien - auf die Idee, das System so zu vereinfachen, dass man für jede dezimale Stelle dieselbe Menge von 9 Ziffern verwenden konnte: Dazu war es notwendig, für fehlende Werte auf einer bestimmten Zehnerpotenz ein neues [[Symbol]] zu verwenden. Unter dem [[Sanskrit]]-Wort ''sunya'' (für leer) wurde die Null geboren.
{{HieroglyphenImText|In Ägypten wurde im 2. Jahrhundert v. Chr. am [[Tempel von Edfu|Horus-Tempel]] in [[Edfu]] eine Inschrift angebracht, in der die Maße von Tempelländereien angegeben sind. Die Ländereien teilte man – so die heutige, jedoch nicht sichere Interpretation – in vier- und dreieckige Parzellen auf, deren Flächen dann nach einer allgemeinen Formel für Vierecke aus den vier Seitenlängen ungefähr berechnet wurden. Bei Dreiecken wurde die vierte Seite null gesetzt und als Zeichen dafür die [[Ägyptische Hieroglyphen|Hieroglyphe]] <hiero>D35</hiero> („nichts“) benutzt. Die Zahl Null war also vielleicht schon zu dieser Zeit in Ägypten bekannt.<ref>Gericke: ''Mathematik in Antike und Orient.'' S. 58–60.</ref>}}


Die Griechen dagegen kannten keine Zahl Null. Erst die [[Hellenismus|hellenistische Welt]] übernahm von den Babyloniern mit der Astronomie auch deren Sexagesimalbrüche, man schrieb diese jedoch mit den [[Milesisches System|ionischen Zahlsymbolen]].<ref>siehe E. Löffler: ''Ziffern und Ziffernsysteme. 1. Teil: Die Zahlzeichen der alten Kulturvölker.'' 2., neu bearb. Auflage. B.G. Teubner, Leipzig/Berlin 1918, S. 37 f.</ref> So auch der griechische Astronom [[Ptolemäus|Klaudios Ptolemaios]], der im 2. Jahrhundert n. Chr. in der berühmten [[Bibliothek von Alexandria|Bibliothek]] des [[Alexandrinische Schule|Museions]] in [[Alexandria]] arbeitete. Er verwendete in astronomischen Angaben das Fehlzeichen ''o'',<ref>H.-D. Ebbinghaus u. a.: ''Zahlen.'' 3. Auflage. Springer, Berlin 1992, S. 12.</ref> das vermutlich für {{grcS|οὐδέν|ouden|prefix=nein}} („nichts“) steht.<ref>Menninger; Band 2, S. 212 f.</ref>
Die Null bezeichnet also keinen Wert, doch bringt sie eine [[Zahl]], die links vor ihr steht, dazu, mehr zu bezeichnen, als wenn sie allein stünde. (In den ursprünglichen indischen Systemen war die Reihenfolge der Potenzen jedoch umgedreht, die Einer wurden zuerst genannt, dann die Zehner etc. Die Null erhöhte damit den Wert der ''folgenden'' Ziffer.)


Die römischen Kaiser förderten zwar die Wissenschaften in den ehemals hellenistischen Gebieten ihres Reiches, bedeutende eigene mathematische Leistungen hatten die Römer jedoch nicht vorzuweisen. Für die Null gab es kein Zeichen im [[Latein]]ischen.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.wasistwas.de/archiv-geschichte-details/wie-konnte-man-die-roemischen-zahlen-entziffern.html?tx_ttnews%5BbackPid%5D=1292. |titel=Wie konnte man die römischen Zahlen entziffern? |hrsg=WAS IST WAS |abruf=2016-05-13}}</ref>
== Die Zahl Null ==


==== Indien und Südostasien ====
Die Zahl Null hat einige besondere Eigenschaften, die bei der Untersuchung von Rechenregeln hervortreten.
{{Hauptartikel|Indische Ziffern}}


Vermutlich beeinflusst durch das babylonische Sexagesimalsystem sowie Astronomie und Kalenderrechnung<ref>Ergebnisse der babylonischen Astronomie gelangten vom 3. Jahrhundert v. Chr. bis zum 1. Jahrhundert n. Chr. vor allem über den Hafen [[Bharukaccha]] in Nordwestindien ins Land und damit auch Kenntnisse über das babylonische Sexagesimalsystem. Neugebauer: ''A history of ancient mathematical astronomy.'' 1975. Ifrah loc. cit, S. 508.</ref> entstand zwischen 300 v. Chr. und 600 n. Chr. in Indien das dezimale Stellenwertsystem mit 0 und Zahlzeichen für 1, …, 9, die offenbar aus eigenen Zahlzeichen, die es zu [[Indischer Schriftenkreis|indischen Schriften]] gab, entstanden waren.<ref>Gericke: ''Mathematik in Antike und Orient.'' S. 184 ff.</ref> Da in dezimalen Zahlen Stellen mit einer Lücke, d.&nbsp;h. dem Wert null, sehr viel häufiger auftreten als im babylonischen Sexagesimalsystem, wurde ein Lückenzeichen für die Null im dezimalen Stellenwertsystem unentbehrlich, was für die Akzeptanz der Null als Zahl wohl förderlich gewesen sein dürfte. Nach der 2017 veröffentlichten [[Radiokarbonmethode|Radiokarbondatierung]] findet sich der älteste materielle Beleg für ein schriftliches Symbol der Null im indischen Raum im [[Bakhshali-Manuskript]]. Demnach stammten die ältesten Teile des Manuskripts aus dem 3. oder 4. Jahrhundert n. Chr.<ref>{{Internetquelle |autor=Hannah Devlin |url=https://www.theguardian.com/science/2017/sep/14/much-ado-about-nothing-ancient-indian-text-contains-earliest-zero-symbol |titel=Much ado about nothing: ancient Indian text contains earliest zero symbol |hrsg=The Guardian |datum=2017-09-14 |sprache=en |abruf=2017-09-14}} {{Internetquelle |url=http://www.bodleian.ox.ac.uk/bodley/news/2017/sep-14 |titel=Carbon dating finds Bakhshali manuscript contains oldest recorded origins of the symbol 'zero' |hrsg=Bodleian Library |datum=2017-09-14 |sprache=en |abruf=2017-09-14}}</ref> Die in der Öffentlichkeit dabei verbreitete Interpretation der Ergebnisse der Radiokarbondatierung ist von anderen Forschern wie [[Kim Plofker]] in Frage gestellt worden. Nach ihnen zeigt das Manuskript eine Einheitlichkeit sowohl bei Schrift, Inhalt und Erhaltungszustand, die darauf deutet, dass es dem spätesten Zeitpunkt der Datierungen zugeordnet werden sollte.<ref>Kim Plofker, Agathe Keller, Takao Hayashi, Clemency Montelle, Dominik Wujastyk: „The Bakhshālī Manuscript: A Response to the Bodleian Library’s Radiocarbon Dating“, in: ''History of Science in South Asia'' 5.1 (2017), S. 134–150. [[doi:10.18732/H2XT07]].</ref>
=== Addition ===


Seit dem 7. Jahrhundert n. Chr. findet sich in Inschriften ein Punkt oder ein Kreis als Symbol für die „Leere“ („[[Shunyata|śūnya]]“), wie in Indien spätestens seit dem 5. Jahrhundert n. Chr. die Null genannt wurde.<ref>Gericke: ''Geschichte des Zahlbegriffs.'' S. 47.</ref> In seinem 628 n. Chr. verfassten Lehrbuch „Brāhmasphutasiddhānta“ gab der in Bhinmal ([[Rajasthan]]) lehrende Mathematiker und Astronom [[Brahmagupta]] Rechenregeln auch für die Null an.<ref>Gericke: ''Mathematik in Antike und Orient.'' S. 189, 192.</ref> Ein früher gesicherter Nachweis der Null als Zahl in Indien (schon früher in Südostasien) ist eine Steintafel aus dem Ort Gwalior 500&nbsp;km südlich von [[Neu-Delhi]] mit den Daten 27. Dezember 786, 10. Januar 787 und 17. Januar 787, die von einer Gartenanlage handelt, deren Länge 270 (hastas) beträgt und 50 Blumengirlanden erhielt.<ref>''Epigraphia Indica'', Vol. I, Calcutta 1892, S. 159–162.</ref>
Die Null symbolisiert im mathematischen Sinne das neutrale Element der [[Addition]] in einem [[Monoid]], das heißt: Für jedes Element a des Monoids gilt
: <math> a + 0 = a = 0 + a </math>


Eine weitere frühe schriftliche Verwendung der Null findet sich in der Inschrift K. 151 aus [[Sambor Prei Kuk]] in [[Kambodscha]] vom Anfang des 7. Jahrhunderts n. Chr. und berichtet von der Errichtung einer Götterstatue am 14. April 598: Das hier benutzte Jahr der Śaka-Ära ist 520, wobei die Null mit dem Begriff „Luftraum“ („kha“) wiedergegeben ist.<ref>K.-H. Golzio, ''Chronologie der Inschriften Kambojas'', Wiesbaden 2006, S. 1.</ref> Ein weiterer Nachweis der Verwendung der Ziffer „0“ stammt ebenfalls aus Kambodscha, und zwar in der Inschrift K. 127, wo in Ziffern das Śakajahr „605“ genannt wird, das unserem Jahr 683/84 entspricht.<ref>Golzio: ''Chronologie.'' S. 23.</ref> Eine ganze Reihe von Inschriften, deren Datum „0“ enthält und die aus etwa der gleichen Zeit stammen, wurden auf [[Sumatra]] gefunden.<ref>G. Cœdès: ''Les inscriptions malaises de Çrīvijaya.'' BEFEO XXX, 1930, S. 29–80; auf S. 33–44.</ref>
Die Null im mathematischen Sinne (als [[neutrales Element]] eines [[Monoid]]s) ist stets eindeutig.
In Restklassenkörpern und [[Restklassenring]]en gibt es zwar nur eine Null, die aber von unendlich vielen ganzen Zahlen repräsentiert wird.


In den ursprünglichen indischen Systemen war die Reihenfolge der Potenzen umgedreht, die Einer wurden zuerst genannt, dann die Zehner etc. Die Ziffer Null erhöhte damit den Wert der ''folgenden'' Ziffer.
=== Multiplikation ===


==== China ====
Durch Einführung der Rechenoperation der [[Multiplikation]], mathematisch formal in der Definition eines [[Ring (Mathematik)|Ringes]], erhält man folgende Regel:
Im antiken China kannte man keine Zahl Null, denn Problemstellungen hatten niemals eine Anzahl von null als Lösung und es gab keine eigenständige Null, mit der man wie mit anderen Zahlen rechnen konnte.<ref>Martzloff, S. 204.</ref> Zahlen wurden jedoch wohl spätestens seit dem 1. Jahrhundert n. Chr. ([[frühe Han-Dynastie]]) durch Stäbchen ausgelegt (''[[Jiu Zhang Suanshu]]'', Kapitel 8, Problem 3):<ref>Martzloff, S. 210.</ref> Die Einer senkrecht, die Zehner waagerecht, die Hunderter wieder senkrecht usw., wobei an einer Stelle mit mehr als 5 Stäbchen 5 davon durch ein Stäbchen in jeweils anderer Richtung ersetzt wurden.<ref>Gericke: ''Mathematik in Antike und Orient.'' S. 170. Für die Nutzung von [[Rechnen auf Linien|Rechenbrettern]] in der frühen Han-Zeit gibt es keinen Beweis: Martzloff, S. 209.</ref> Man verfügte also über ein dezimales Stellenwertsystem, in dem es allerdings – wie im ursprünglichen Sexagesimalsystem der Babylonier – kein Fehlzeichen für Stellen ohne Wert gab.<ref>Anders als von einigen Historikern behauptet, lassen sich für die Zeit vor dem 8. Jahrhundert n. Chr. keine Lücken für fehlende Stellen nachweisen: Martzloff, S. 204–207.</ref> Erst in der Übersetzung eines indischen astronomischen Textes aus der Zeit von 713 bis 741 n. Chr. findet sich die früheste bekannte chinesische Erwähnung eines Fehlzeichens (ein Punkt).<ref>Martzloff, S. 207.</ref>
: <math> a \cdot 0 = 0 = 0 \cdot a </math>
Man sagt auch, die Null ist ein ''absorbierendes Element'' der Multiplikation.


Ebenso war wahrscheinlich schon im 1. Jahrhundert n. Chr. eine Art [[Matrix (Mathematik)|Matrizenrechnung]] zur Lösung von linearen Gleichungssystemen bekannt (''Jiu Zhang Suanshu'', Kapitel 8).<ref>Gericke: ''Mathematik in Antike und Orient.'' S. 176–177. Zur Unsicherheit der Datierung siehe Martzloff, S. 131.</ref> Dabei traten in den Rechnungen auch negative Werte auf, die man mit Stäbchen – erstmals in der Geschichte – unterschiedlich zu positiven Werten darstellte. Für diese wurden Additions- und Subtraktionsregeln angegeben, insbesondere auch für leere Einträge, die Matrizenelementen mit dem Wert null entsprachen. Damit hatte man eine rechnerische Vorstufe der Zahl Null. Die Vorzeichenregeln der Multiplikation sind in China dagegen erst ab 1299 n. Chr. nachgewiesen.<ref>Martzloff, S. 200–203.</ref>
=== Potenzrechnung ===


==== Europa ab dem Mittelalter ====
Die Erweiterung der Rechenoperationen zur [[Potenzrechnung|Potenzierung]], formal in einem [[Körper (Mathematik)|Körper]] definiert, erfordert, dass
Während weite Teile Westeuropas vor allem im [[Frühmittelalter]] unter dem Zerfall des römischen Reiches und anderen Faktoren litten, wurde in Byzanz ([[Universität von Konstantinopel]]) und in den jetzt islamisierten Gebieten von Muslimen, Juden und Christen weiterhin Mathematik auf einem hohen Niveau betrieben. Die indischen Ziffern mit ihrem Dezimalsystem werden erstmals vom syrischen Bischof und Gelehrten [[Severus Sebokht]] im 7. Jahrhundert beschrieben, und mit dem Werk ''Über das Rechnen mit indischen Ziffern'' (um 825) von [[al-Chwarizmi]], einem [[Choresmier (Volk)|choresmischen]] Mathematiker, über ein großes Gebiet verbreitet. Weitere Rechenbücher, wie die von Ibn Ezra im 12. Jahrhundert, folgten.
: <math> a^0 = 1 </math>
immer gilt.


[[Leonardo Fibonacci]], ein Mathematiker des Mittelalters, der in Algier als Sohn eines italienischen Handelsvertreters mit den arabisch-indischen Zahlen inklusive der Null vertraut war, führte diese 1202 mit seinem Werk ''[[Liber abaci]]'', worin er Beispiele aus der Handelswelt bearbeitete, in Italien ein. Er räumt der Null aber nicht den gleichen Stellenwert wie den übrigen Zahlen ein – in seinem Buch nennt er sie ''Zeichen'' statt ''Zahl''. Die Verwendung der Null im praktischen Rechnen setzte sich aber erst viel später (im 17. Jahrhundert) durch. Noch [[Gerolamo Cardano]] im 16. Jahrhundert kam ohne sie aus.<ref>MacTutor Webseite, loc. cit.</ref>
Der unanschauliche Spezialfall
: <math> 0^0 = 1 </math>
wird in der Regel per Definition festgelegt.
Man erreicht ihn z.B. aufgrund der Forderung, dass der Wert der [[Funktion (Mathematik)|Funktion]] <math> f(x) = x^0 </math> an der Stelle <math> x=0 </math> stetig sein soll.


Für die Ziffer und die „neue Zahl“ 0 gibt es in vielen europäischen Sprachen eine vom deutschen Wort „null“ abweichende Benennung; zu diesen Unterschieden siehe unten bei ''[[#Herkunft des Wortes|Herkunft des Wortes]]''.
Ebenso lässt sich jedoch - alternativ, nicht gleichzeitig! - <math>0^0=0</math> definieren, damit der Grenzübergang von <math>0^x = 0</math> für x gegen Null stetig ist.


In den folgenden Jahrhunderten gewann die Null in vielen Bereichen an Bedeutung. Die Null wurde zum Ausgangspunkt für viele Skalen, z.&nbsp;B. bei Temperatur oder Meeresspiegel, und so wuchsen die Begriffe „positiv“ und „negativ“ im Denken der Menschen.
Der Grenzwert von <math>x^x</math> strebt für x gegen Null ebenfalls gegen 1.


In diesem Zusammenhang gibt es immer wieder Falschbehauptungen über Papst [[Silvester II.]] (mit bürgerlichem Namen Gerbert von Aurillac, gestorben 1003). Richtig ist: Der junge Gerbert lernte sicher die indisch-arabischen Ziffern bei seinem Lehrer Hatto im katalanischen [[Vic]] kennen<ref name="Ambrosetti">{{Literatur |Autor=Nadia Ambrosetti |Titel=L'eredità arabo-islamica nelle scienze e nelle arti del calcolo dell'Europa medievale |Verlag=LED |Ort=Mailand |Datum=2008 |ISBN=978-88-7916-388-0 |Seiten=96 |Sprache=it |Online={{Google Buch |BuchID=wp23Le5nxMEC}} |Abruf=2015-11-23}}</ref> (der Ort hatte eine maurische Vergangenheit), jedoch ohne die Null.<ref>{{Literatur |Autor=Charles Seife |Titel=Zero: The Biography of a Dangerous Idea |Verlag=Penguin Books |Ort=New York |Datum=2000 |ISBN=0-670-88457-X |Seiten=77 |Sprache=en |bibcode=2000zbdi.book.....S |Zitat=He probably learned about the numerals during a visit to Spain and brought them back with him when he returned to Italy. But the version he learned did not have a zero.}}</ref> Es ist auch zweifelhaft, ob er die Ziffern daraufhin im christlichen Europa einführte,<ref name="Ambrosetti" /> und wenn, dann setzten sie sich noch nicht durch.<ref>{{Literatur |Autor=Alain Schärlig |Titel=Compter avec des cailloux : le calcul élémentaire sur l'abaque chez les anciens Grecs |Verlag=PPUR |Datum=2001 |Seiten=138 |Sprache=fr |Online={{Google Buch |BuchID=rEZi3Zx0hqgC |Seite=138}}}}</ref>
=== Division durch Null ===


=== Neue Welt ===
Das Ergebnis der Division einer Zahl durch Null ist nicht eindeutig bestimmt, und bleibt deshalb in der Mathematik undefiniert.
[[Datei:Maya.svg|mini|Die Zahlensymbole der Maya. Die Ziffer Null wurde mit einem Zeichen dargestellt, das einer Muschel oder einem Schneckenhaus ähnelt.]]


==== Olmeken und Maya ====
Für natürliche Zahlen kann die [[Division (Mathematik)|Division]] als wiederholte [[Subtraktion]] angesehen werden:
{{Hauptartikel|Maya-Ziffern}}
:Um die Frage "Wie oft muss man 4 von 12 abziehen, um 0 zu erhalten?" zu beantworten, also 12 : 4 zu bestimmen, kann man so rechnen:
:&nbsp; 12 - 4 = 8
:&nbsp; 8 - 4 = 4
:&nbsp; 4 - 4 = 0
:&nbsp; Die Anzahl der Subtraktionen ist 3.
: Also ist 12 : 4 = 3.
Bei 12 : 0 lautet die Frage: "Wie oft muss man 0 von 12 abziehen um 0 zu erhalten?"
Antwort: Keine Anzahl von Operationen bringt das gewünschte Ergebnis.


Die [[Olmeken]] entwickelten als erstes Volk in [[Mesoamerika]] eine erste Form eines [[Astronomischer Kalender|astronomischen Kalenders]]. Das früheste Datum in diesem Kalender, das bislang entdeckt wurde, lautet ''7.16.6.16.18'' und entspricht wahrscheinlich einem Tag im September 32 v. Chr. ([[Lange Zählung]]). Auch die [[Maya]] hatten einen solchen [[Maya-Kalender|Kalender]], aus dem sie eine reine Zahlendarstellung im [[Vigesimalsystem]] (Stellenwertsystem zur Basis 20) entwickelten. Dabei wurden Stellen mit dem Wert null durch eine Muschel oder ein Schneckenhaus symbolisiert. Das älteste bisher gefundene Datum zeigt einen Tag im Jahr 36 v. Chr.
Für beliebige Zahlmengen ist die Division als Umkehrung der [[Multiplikation]] definiert. Bei der Division sucht man eine Zahl ''x'', welche die Gleichung <math> a \cdot x = b </math> erfüllt. Diese Zahl ''x'' - sofern sie eindeutig bestimmt ist - schreibt man als Quotienten <math> x = b / a </math>.
Falls ''a'' gleich 0 ist, dann ist die ursprüngliche Gleichung <math> 0 \cdot x = b </math> nur dann richtig, wenn ''b'' ebenfalls gleich 0 ist.<br>
Somit wird im Falle ''a'' gleich 0 die Frage, welche Zahl ''x'' die Gleichung erfüllt, trivial: Jede Zahl ''x'' erfüllt die Gleichung <math> 0 \cdot x = 0 </math>. Im Fall ''a'' ungleich 0 gibt es aber keine Zahl ''x'', die die Gleichung <math>0 \cdot x = a</math> erfüllt.
In beiden Fällen gibt es kein ''eindeutiges'' Ergebnis bei der Division durch Null.


==== Inka ====
Beim Rechnen mit reellen (oder komplexen) Zahlen ist es also nicht möglich, durch Null zu dividieren, da diese Operation kein eindeutiges Ergebnis hätte: Die Multiplikation mit 0 ist nicht umkehrbar.
Für das Volk der Inka ist ein dezimales Stellenwertsystem nachgewiesen: Sie verwendeten die Knotenschrift der [[Quipu]]s, die auf einem solchen System aufgebaut war. Als Fehlzeichen diente dabei am Faden eine Stelle ohne Knoten.
Dies gilt allgemein für jeden [[Ring (Mathematik)|Ring]].


== Symbole und Schreibweisen ==
''Nota bene'': In der [[Didaktik]] der Mathematik werden Verbote ("durch null ''darf'' man nicht dividieren") als schädlich angesehen, da der Gedankengang leicht herzuleiten ist, und den Schülern nicht ein Eindruck von Willkürlichkeit im Fach Mathematik vermittelt werden soll.
=== Die indische Ziffer 0 ===
Besser ist es also, die Aussage "durch null ''kann'' man nicht dividieren" zu begründen.
Sofern Verwechslungsgefahr mit dem großen lateinischen Buchstaben O besteht, wird die Ziffer 0 mit einem Schrägstrich oder Punkt gekennzeichnet, z.&nbsp;B.: <math>0\!\!\!{/}</math> oder 0̷ oder <math>0\!\!{\cdot}</math>.


In der [[Mathematik]] steht das Symbol „0“ häufig auch allgemein für [[Nullelement]]e von Strukturen, selbst wenn diese von einer Zahl 0 unterschieden werden.
Eine Division durch Null ist oft der Fehler, der in Scheinbeweisen steckt, zum Beispiel beim [[Fehlschluss, dass 2=1 ist]].


=== Andere Zahlschriften ===
====Division durch Null auf Computern====
* [[Chinesische Null]]


=== Die Null im Stellenwertsystem ===
Für ganze Zahlen (''integer'' und andere Datentypen) ist im Computer eine Division durch 0 nicht definiert. Der Versuch eines Programms, eine ganze Zahl durch 0 zu teilen, erzeugt in der Regel einen [[Laufzeitfehler]], der unbehandelt meist zum Abbruch des Programms führt.
Eine einzeln stehende Ziffer 0 bezeichnet die Zahl Null, ansonsten bedeutet eine Ziffer 0 an einer Stelle, dass der zugehörige Stellenwert in der Stellenwertdarstellung einer Zahl nicht auftritt, z.&nbsp;B. „307“ für 3·100 + 0·10 + 7·1. Wenn die Ziffer 0 an eine Ziffernfolge angehängt wird, multipliziert sich deren Wert mit der Basis des Stellenwertsystems.


Führende Nullen werden üblicherweise weggelassen bzw. bei einer formatierten Ausgabe durch Leerzeichen ersetzt.
Für [[Gleitkommazahlen]] (''float'' und andere Datentypen) ist aber durch den Gleitkommastandard [[IEEE 754]] unter anderem eine Division durch 0 definiert.
Dieser Standard definiert zwei Gleitkommazahlen namens +Inf und -Inf (''infinity'' = unendlich) und unterscheidet zwei Zahlen mit dem Wert 0: eine positive Zahl +0 und eine negative Zahl -0.
Für das Rechnen mit +0, -0, +Inf und -Inf legt der Standard naheliegende und natürliche Regeln fest, wann immer es möglich ist. So ist zum Beispiel folgendes festgelegt:
*+Inf + +Inf = +Inf und -Inf + -Inf = -Inf.
*Für ''x'' > +0 gilt:
*:''x'' / +0 = +Inf,
*:''x'' / -0 = -Inf,
*Für ''x'' < -0 gilt:
*:''x'' / +0 = -Inf,
*:''x'' / -0 = +Inf.


Bei Dezimalzahlen werden Nullen nach dem Komma üblicherweise weggelassen, wenn ihnen keine andere Ziffer mehr folgt. Bei einer formatierten Ausgabe werden sie entsprechend dem Ausgabeformat geschrieben. Eine Ausnahme bilden die Angaben von Messwerten. Hier wird die Null oft zusätzlich geschrieben, um die Genauigkeit der Messung zu veranschaulichen.
Es gibt aber auch kompliziertere Spezialfälle, die sich nicht so einfach regeln lassen, z.B.
*+Inf - +Inf,
*+Inf + -Inf.
Für diese Fälle wurden ''Unzahlen'' eingeführt, so genannte [[NaN]]-Werte (NaN steht dabei für ''not a number''). Ebenso liefern die Divisionen
*0/0,
*Inf/Inf
in allen Vorzeichenvarianten ein NaN.


Beispiel: Eine Länge wird mit 1,200 m gemessen. Die zwei zusätzlichen Nullen zeigen hier, dass die Messung auf drei Stellen hinter dem Komma genau war.
==== Nullteiler ====


Typenangaben erfolgen oft mit führender Null, z.&nbsp;B. 001. Auch bei [[Nummer]]ierungen, wie Bestellnummern, Rechnungsnummern, Ausweisnummern und so weiter, deren Ziffernfolge auf eine bestimmte Anzahl von Stellen festgelegt ist, werden nicht genutzte Stellen am Anfang mit führenden Nullen aufgefüllt.
In [[Restklassenring]]en (aber nicht nur dort) existieren so genannte [[Nullteiler]], zum Beispiel gilt im ''Restklassenring modulo 6'' die Gleichung 2 · 3 = 0. Daraus folgt jedoch ''nicht'', dass 0 / 2 = 3 ist, denn auch 2 · 0 = 0, man kann also diesen Quotienten nicht eindeutig (und damit sinnvoll) definieren. Man kann also nicht nur nicht durch Null teilen, sondern auch nicht durch einen Nullteiler dividieren.


== Arithmetische Eigenschaften ==
==== Historische Irrtümer ====
Die Zahl Null weist einige besondere Eigenschaften auf, die bei der Untersuchung von Rechenregeln hervortreten.
[[Leonhard Euler]] argumentiert ohne die richtige Kenntnis der negativen Zahlen (historisch falsch) folgend:
*Die negativen Zahlen seien größer als unendlich. Seine Annahme: ''a/0 =∞ ([[unendlich]])''. Daraus folge, dass das Resultat der Division von a durch eine Zahl kleiner als Null größer als unendlich sein muss. Dies ist falsch.


=== Addition ===
Im gewissen Sinne hat Euler damit jedoch die [[Zweierkomplement|Zweierkomplementdarstellung]] von [[ganze Zahl|ganzen Zahlen]] im Computer vorweggenommen, denn in dieser Darstellung sind die negativen Zahlen - aufgefasst als vorzeichenlose [[Dualsystem|Dualzahl]] - tatsächlich größer als die positiven.
Die Null symbolisiert im mathematischen Sinne das [[Neutrales Element|neutrale Element]] der [[Addition]] in einem kommutativen [[Monoid]], das heißt: Für jedes Element a des Monoids gilt
: <math> a + 0 = a = 0 + a </math>.


Die Null im mathematischen Sinne (als neutrales Element eines Monoids) ist stets eindeutig.
==== Erweiterung der reellen Zahlen ====


=== Subtraktion ===
Es ist, ähnlich zum Vorgehen bei Gleitkommazahlen, möglich, die [[reelle Zahlen|reellen Zahlen]] um zwei ''Symbole'' ∞ und -∞ zu erweitern, so dass ''einige'' Rechenregeln auch für die beiden [[Unendlich]]-Symbole gelten. Zum Beispiel ist dann ''a'' / 0 = ∞ für positive ''a'', ''b'' / 0 = -∞ für negative ''b'', jedoch ist 0 · ∞ nicht ''a'', sondern undefiniert, genauso wie auch 0 / 0 und ∞ / ∞ undefiniert bleibt.
Die Null entsteht als Resultat einer Differenz, bei der der Subtrahend gleich dem Minuenden ist
: <math> a - a = 0 </math>.


Ferner ist
Beachte, dass diese erweiterte Menge keine [[algebraische Struktur]] mehr ist, weil einige Summen und Produkte undefiniert sind. Die üblichen Rechenregeln sind jedoch gültig, wenn alle Teilausdrücke definiert sind.
: <math> a - 0 = a </math>
und
: <math> 0 - a = -a </math>.


=== Multiplikation ===
Diese Herangehensweise entspricht der Verwendung bei der Berechnung von [[Limes (Mathematik)|Grenzwerten]] in der reellen [[Analysis]].
Durch Einführung der Rechenoperation der [[Multiplikation]], mathematisch formal in der Definition eines [[Ring (Algebra)|Ringes]], erhält man folgende Regel:
: <math> a \cdot 0 = 0 = 0 \cdot a </math>.
Man sagt auch, die Null ist ein ''[[absorbierendes Element]]'' der Multiplikation.


=== Division ===
Siehe auch [[die Regel von de L'Hospital]].
Das Ergebnis der Division von null durch eine von null verschiedene Zahl ist stets null. Das Ergebnis null tritt nur auf, wenn der Dividend null ist.


Jede mögliche Definition der Division einer Zahl durch null verstößt gegen das [[Permanenzprinzip]]. Deshalb ist es in aller Regel zweckmäßig, solche Division undefiniert zu lassen.
== Alltäglicher Sprachgebrauch ==


Für natürliche Zahlen kann die [[Division (Mathematik)|Division]] als wiederholte [[Subtraktion]] angesehen werden:<br />Um die Frage „Wie oft muss man 4 von 12 abziehen, um 0 zu erhalten?“ zu beantworten, also 12&nbsp;: 4 zu bestimmen, kann man so rechnen:
Die Formulierung ''"Null Uhr"'' meint [[Mitternacht]] (nicht zu verwechseln mit der [[Stunde Null]]). Die [[Deutsche Bahn]] trennt hier zwischen "24:00 Uhr" (Züge kommen an) und "0:00 Uhr" (Züge fahren ab).


:<math>12 - 4 = 8</math>
Das Wort "Null" kommt auch in zahlreichen [[Redensart]]en vor (zum Beispiel jemanden ''auf Null bringen'', etwas ''bei Null anfangen'', jemand sei ''menschlich gesehen eine Null'').
:<math>8 - 4 = 4</math>
:<math>4 - 4 = 0</math>


Die Anzahl der Subtraktionen ist 3.


: Also ist <math>12 : 4 = 3</math>
== Weblink ==


Bei <math>12 : 0</math> lautet die Frage: „Wie oft muss man 0 von 12 abziehen, um 0 zu erhalten?“
*[http://www-x.nzz.ch/folio/archiv/2002/02/articles/cerutti.html Herbert Cerutti im Magazin der Neuen Zürcher Zeitung über die ''schwere Geburt der Null'']
Antwort: Keine Anzahl von Operationen bringt das gewünschte Ergebnis.

Anmerkung: Bei <math>0 : 0</math> lautet die Frage: „Wie oft muss man 0 von 0 abziehen, um 0 zu erhalten?“
Antwort: Jede beliebige (also keine eindeutige) Anzahl von Operationen bringt das gewünschte Ergebnis.

Für beliebige Zahlenmengen ist die Division als Umkehrung der [[Multiplikation]] definiert. Bei der Division von ''b'' durch ''a'' sucht man eine Zahl ''x'', welche die Gleichung <math> a \cdot x = b </math> erfüllt. Diese Zahl ''x'' – sofern sie eindeutig bestimmt ist – schreibt man als Quotienten <math> x = \frac {b}{a}</math>

Im besonderen Fall, dass <math>a = 0</math> ist, gibt es kein ''eindeutiges'' Ergebnis: Wir suchen
eine Lösung der Gleichung <math> 0 \cdot x = b </math>.
* Im Fall <math>b \ne 0</math> ist die Gleichung unlösbar, weil es keine Zahl ''x'' gibt, für die <math>0 \cdot x \ne 0</math> gilt.
* Im Fall <math>b = 0</math> wird die Frage, welche Zahl ''x'' die Gleichung erfüllt, trivial: Jede Zahl ''x'' erfüllt die Gleichung <math> 0 \cdot x = 0 </math>.
Also gibt es in beiden Fällen kein ''eindeutiges'' Ergebnis bei der Division durch ''null''.

Beim Rechnen mit reellen (oder komplexen) Zahlen ist es also nicht möglich, durch null zu dividieren, da diese Operation kein eindeutiges Ergebnis hätte: Die Multiplikation mit 0 ist nicht umkehrbar. Dies gilt allgemein für jeden [[Ring (Algebra)|Ring]].

==== Historische Ansichten ====
Für [[Leonhard Euler]] war die Division von <math> 1 : 0 = \infty </math> ([[Unendlich]]). Entsprechend nahm er an, dass es verschieden große unendliche Zahlen gab, denn z.&nbsp;B. <math>2 : 0</math> würde (so Euler) eine doppelt so große unendliche Zahl wie <math>1 : 0</math> ergeben.<ref>[[Leonhard Euler|Euler]]: ''Vollständige Anleitung zur Algebra.'' St. Petersburg 1802, Band 1, S. 49.</ref>

Auch bei den Indern blieb das Problem der Division durch null ungelöst. [[Brahmagupta]] kam zu keinem Ergebnis, verbot die Division durch null aber auch nicht<ref>{{MacTutor|id=Brahmagupta|title=Brahmagupta}}</ref>, während [[Bhaskara II.|Bhaskara]] im 12. Jahrhundert wie Euler auf das Ergebnis unendlich kam.

=== Potenzrechnung ===
Für <math>b>0</math> ist <math>0^b=0</math>. Für <math>b<0</math> ist <math>0^b</math> nicht definiert.

Per Definition gilt <math>a^0=1</math>, für <math>a \ne 0</math>. Der Ausdruck <math>0^0</math> wird entweder [[Unbestimmter Ausdruck|undefiniert]] gelassen oder – sofern dies zweckmäßiger ist – als 1 definiert. ''Siehe'' [[null hoch null]].

=== Fakultät ===
Da das [[Leeres Produkt|leere Produkt]] stets 1 ist, gilt <math>0!=1</math>. ''Siehe'' [[Fakultät (Mathematik)#Definition|Fakultät]]

== Auftreten in der Algebra ==
In [[Restklassenring]]en (aber nicht nur dort) existieren sogenannte [[Nullteiler]], zum Beispiel gilt im ''Restklassenring modulo 6'' die Gleichung 2 · 3 = 0. Daraus folgt jedoch ''nicht'', dass 0 / 2 = 3 ist, denn auch 2 · 0 = 0. Man kann also diesen Quotienten nicht eindeutig (und damit sinnvoll) definieren und daher auch nicht durch einen Nullteiler dividieren. Mit 0 wird auch das neutrale Element einer beliebigen (additiven) [[Gruppe (Mathematik)|Gruppe]], beispielsweise [[Nullvektor]]en und [[Nullmatrix|Nullmatrizen]], bezeichnet.

== Bedeutung in der Informatik ==
* In vielen [[Programmiersprache]]n und [[Programmbibliothek]]en hat das erste Element eines [[Ordinaler Datentyp|ordinalen Datentypen]] die [[Ordnungszahl]] 0. Dies kann zum [[Off-by-one-Error]] führen.
* In Anlehnung an die Zahl Null ist in der Informatik die Rede von ''[[Nullwert]]en'', diese sind jedoch im&nbsp;Allgemeinen nicht mit der Zahl Null zu identifizieren. Häufig ist damit gemeint, dass ein Wert nicht definiert, also ein Datenfeld nicht belegt wurde.

=== Vorzeichenbehaftete Null ===
{{Hauptartikel|Vorzeichenbehaftete Null}}

Bei [[Maschinenzahl]]en werden manchmal die positive (+0) und die negative Null (−0) als zwei verschiedene Zahlen angesehen. Beim Datentyp [[Integer (Datentyp)|Integer]] ist die Null in der Betrags-Vorzeichendarstellung und beim [[Einerkomplement]] vorzeichenbehaftet, bei [[Gleitkommazahl]]en ist es meistens der Fall. Die Norm [[IEEE 754]] für binäre Gleitkommazahlen verlangt neben Existenz einer positiven und der negativen Null drei gesondert kodierte Werte namens [[NaN]], +Inf und −Inf (''infinity'' = Unendlichkeit). Während die beiden Darstellungen der Null nach IEEE 754 identisch bei numerischen [[Vergleich (Zahlen)|Vergleichen]] sind, bewirken sie unterschiedliche Ergebnisse bei einigen Berechnungen und haben unterschiedliche [[Bit]]muster.

=== Division durch null auf Computern ===
Für Computer muss speziell definiert werden, wie sich ein [[Prozessor]] oder [[Computerprogramm|Programm]] im Falle einer Division durch null verhalten soll (das heißt, wie die [[Semantik]] des Divisionsbefehls lautet). Hersteller und Entwickler sind dabei prinzipiell frei in ihren Entscheidungen, daher gibt es keine allgemeingültige Definition für sämtliche Prozessoren und Programme. Jedoch gibt es übliche bzw. oft angewandte Definitionen, die im Folgenden dargestellt werden.

Man unterscheidet üblicherweise zwischen ganzzahliger und [[Gleitkomma]]division. Für ganze Zahlen ist es gängig, einen [[Laufzeitfehler]] auszulösen, falls ein Programm versucht, durch null zu dividieren. Für [[Gleitkommazahl]]en ist nach [[IEEE 754]] eine Division durch null definiert, da dort gesondert kodierte Werte für <math>\pm\infty</math> spezifiziert sind. Allerdings ist die Division <math>\pm 0/\pm 0</math> numerisch [[Unbestimmter Ausdruck (Mathematik)|unbestimmt]] und ergibt ''[[NaN]]'' (not a number).

In der Mathematik werden solche Werte im Allgemeinen nicht verwendet, da durch diese gewünschte Eigenschaften des Zahlenraums (etwa der reellen Zahlen) wie etwa das [[Distributivgesetz]] nicht mehr anwendbar wären. Etwa in der [[Analysis]] wird ∞ nicht als Zahl, sondern lediglich ''symbolisch'' verwendet, etwa um [[Grenzwert (Funktion)|Grenzwerte]] oder [[bestimmte Divergenz]] zu notieren.
Diese Herangehensweise entspricht der Verwendung bei der Berechnung von Grenzwerten in der reellen Analysis, das direkte Auftreten etwa einer Division durch null wird jedoch auch formal vermieden, da ansonsten die Anwendung gewisser Rechengesetze zu Widersprüchen führt.

== Amateurfunk ==
[[Datei:Sp0wiki-qsl-back.jpg|mini|Polnische [[QSL-Karte]] mit dem [[Amateurfunkrufzeichen|Rufzeichen]] SPØWIKI]]
Im [[Amateurfunkdienst|Amateurfunk]], insbesondere bei Verwendung von [[Morsecode|Morsezeichen]], unterscheidet man nicht zwischen [[Großbuchstabe]]n und [[Kleinbuchstabe]]n. Um bei der oft hastigen handschriftlichen [[Protokoll (Niederschrift)|Niederschrift]] hier eine Verwechslung des [[O|Buchstabens&nbsp;O]] mit der Ziffer&nbsp;0 zu vermeiden, ist es üblich, diese grundsätzlich mit einem [[Schrägstrich]] zu kennzeichnen und als&nbsp;[[Ø]] zu schreiben.

== Sprachgebrauch ==
* Die Formulierung „null Uhr“ bedeutet [[Mitternacht]] (nicht zu verwechseln mit der [[Stunde Null]], einer [[Metapher]] für den Beginn der [[Nachkriegszeit in Deutschland]].).
* Es wird unterschieden zwischen „24:00 Uhr“ und „00:00 Uhr“. Dabei kommt es darauf an, ob der Tag endet (24:00 Uhr) oder ob der Tag beginnt (00:00 Uhr). So ist z.&nbsp;B. Montag 24:00 Uhr derselbe Zeitpunkt wie Dienstag 00:00 Uhr. Fahrpläne bezeichnen Mitternacht als Ankunftszeit mit 24:00 Uhr und als Abfahrtzeit mit 00:00 Uhr.
* Das Wort „null“ kommt auch in zahlreichen [[Redensart]]en vor (zum Beispiel jemanden ''auf null bringen'', etwas ''bei null anfangen'', jemand sei ''fachlich gesehen eine Null'').
* Ebenso wird der Beginn unserer Zeitrechnung häufig als „[[Jahr null]]“ bezeichnet, obwohl es dieses nicht gab.
* [[Nullnummer]] oder Dummy (engl. für Attrappe), Ausgabe einer Zeitschrift oder Zeitung, die vor der eigentlichen Neueinführung des Mediums erscheint

== Herkunft des Wortes ==
Mit der Einführung der Ziffer 0, die zugleich einen Zahlwert darstellte, musste für diese 0 eine Benennung gefunden werden, im Deutschen ist es ''null'', in anderen Sprachen zero/zéro. Die Entwicklung in den modernen europäischen Sprachen war folgende: Im Italienischen bildete sich – vom Arabischen entlehnt – das Wort ''zero'', das wurde dann im Französischen und schließlich Englischen gebräuchlich. „Null“ hat im Englischen – und in der Informatik – eine von 0 zu unterscheidende Bedeutung, siehe [[Nullwert]].

Die heutige deutsche Bezeichnung stammt vom lateinischen Wort ''nullus'' (= keiner) bzw. altitalienisch ''nulla figura'' (= keine Ziffer). Die ursprüngliche Bedeutung von null im Deutschen steckt noch in der Wendung ''null und nichtig'' = ungültig (ohne Wert), dies ist eine [[Hendiadyoin|Doppelung]], auch ''null'' bedeutet hier „nichtig“.


== Literatur ==
== Literatur ==
* [[Helmuth Gericke]]: ''Geschichte des Zahlbegriffs.'' Bibliographisches Institut, Mannheim 1970.
* Helmuth Gericke: ''Mathematik in Antike und Orient.'' Springer, Berlin u.&nbsp;a. 1984.
* Georges Ifrah: ''Universalgeschichte der Zahlen.'' Campus, Frankfurt 1986, ISBN 3-593-34192-1.
* George Joseph: ''The Crest of the Peacock – the non european roots of mathematics.'' London 1991.
* [[Robert Kaplan (Autor)|Robert Kaplan]]: ''Die Geschichte der Null.'' Gebundene Ausgabe: Campus Verlag, Frankfurt am Main 2000, ISBN 3-593-36427-1. Taschenbuchausgabe: Piper, 2003, ISBN 3-492-23918-8 (englisches Original 1991).
* [[Jean-Claude Martzloff]]: ''A History of Chinese Mathematics.'' Springer, Berlin u.&nbsp;a. 1997.
* Karl Menninger: ''Zahlwort und Ziffer: Eine Kulturgeschichte der Zahl.'' 3. Auflage. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 1979.
* Mukherjee: ''Discovery of Zero and its impact on indian mathematics.'' Calcutta 1991.
* Brian Rotman: ''Die Null und das Nichts. Eine Semiotik des Nullpunkts. Aus dem Englischen von Petra Sonnenfeld.'' Kulturverlag Kadmos, Berlin 2000, ISBN 978-3-931659-17-2.
* Charles Seife: ''Zwilling der Unendlichkeit: Eine Biographie der Zahl Null.'' München 2002, ISBN 3-442-15054-X.
* Klaus Sturm (Hrsg.): ''Diagonal''. Nr. 0. Siegen, o.&nbsp;J. {{ISSN|0938-7161}} (Null-Nummer der Zeitschrift ''Diagonal'' mit zahlreichen Beiträgen zum Thema „Null“.)
* Kurt Vogel: ''Vorgriechische Mathematik II: Die Mathematik der Babylonier.'' Schroedel, Hannover und Schöningh, Paderborn 1959

== Weblinks ==
{{Commonscat|0 (number)|Null}}
{{Wiktionary|null}}
{{Wikiquote}}
* {{MacTutor|id=Zero|title=A history of Zero|page=ht}}
* [https://www.wissenschaft.de/umwelt-natur/nullrunde-fuer-alex/ www.wissenschaft.de: Der afrikanische Graupapagei kennt trotz seines nur walnussgroßen Gehirns die Bedeutung der „Null“]
* [http://www.purl.org/stefan_ram/pub/null Ein Plädoyer dafür, das Zählen – besonders in der Informatik und Mathematik – mit der „Null“ zu beginnen]
* [http://www.liste-null.de/ Umfangreiche Ausarbeitung zur Notwendigkeit der 0 für die moderne Mathematik]


== Fußnoten ==
* Charles Seife: ''Zwilling der Unendlichkeit. Eine Biographie der Zahl Null'', ISBN 344215054X
<references responsive />
* Robert Kaplan: ''Die Geschichte der Null'', ISBN 3492239188. (Frankfurt/Main: Campus, 2000. ISBN 3-593-36427-1)


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[[Kategorie:Zahlen]]


[[Kategorie:Ganze Zahl|#0000]]
[[ca:Zero]]
[[Kategorie:Indische Mathematik]]
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[[da:0 (tal)]]
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[[fi:0 (luku)]]
[[fr:0 (nombre)]]
[[gl:Cero]]
[[he:0]]
[[ia:Zero]]
[[it:Zero]]
[[ja:0]]
[[la:0]]
[[nl:Nul]]
[[pl:Zero]]
[[ru:Ноль (число)]]
[[simple:Zero]]
[[sl:0 (število)]]
[[sv:Noll]]
[[zh:0]]

Aktuelle Version vom 1. April 2025, 10:07 Uhr

Null
0
Darstellung
Dual 0
Oktal 0
Duodezimal 0
Hexadezimal 0
Morsecode – – – – – 
Arabisch ٠
Chinesisch 零, 〇
Indisch
Mathematische Eigenschaften
Vorzeichen ohne
Parität gerade
Faktorisierung keine
Teiler jede ganze Zahl
0-km-Stein, Budapest

Die Zahl Null ist die Anzahl der Elemente in einer leeren Ansammlung von Objekten, mathematisch gesprochen die Kardinalität der leeren Menge.

Null bezeichnet in der Mathematik je nach Kontext verschiedenartig definierte Objekte, die jedoch oft miteinander identifiziert werden können, d. h. als dasselbe Objekt angesehen, das verschiedene miteinander kompatible Eigenschaften vereint. Da Kardinalzahlen (Anzahl der Elemente einer Menge) mit speziellen Ordinalzahlen identifiziert werden, und die Null gerade die kleinste Kardinalzahl ist, wird die Null – im Gegensatz zum gängigen Sprachgebrauch – auch als erste Ordinalzahl gewählt. Als endliche Kardinal- und Ordinalzahl wird sie je nach Definition auch zu den natürlichen Zahlen gezählt.

Die Null ist das neutrale Element bezüglich der Addition (anschaulich gesprochen die Differenz zweier gleicher Zahlen) in vielen Körpern, wie etwa den rationalen Zahlen, reellen Zahlen und komplexen Zahlen, und eine gängige Bezeichnung für ein neutrales Element in vielen algebraischen Strukturen, selbst wenn andere Elemente nicht mit gängigen Zahlen identifiziert werden. Als ganze Zahl ist die Null Nachfolgerin der Minus-Eins und Vorgängerin der Eins. Auf einer Zahlengeraden trennt der Nullpunkt die positiven von den negativen Zahlen. Die Null ist die einzige reelle Zahl, die weder positiv noch negativ ist. Die Zahl Null ist gerade.

Dargestellt wird die Null durch die Ziffer „0“, deren Einführung Stellenwertsysteme wie das Dezimalsystem erst möglich machte.[1][2][3]

Die Geschichte der Null

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Erst die Erfindung eines Stellenwertsystems mit dem Lückenzeichen „0“ und die Betrachtung von „0“ als eigenständige Ziffer, die etwas darstellt, mit dem man wie mit anderen Zahlen rechnen konnte, führte zur Vorstellung, dass die Null „0“ eine Zahl sei. Damit war eine Grundlage für die weitere Entwicklung der Mathematik gelegt.

In der Perser- (539–331 v. Chr.) und hauptsächlich der Seleukidenzeit (305–63 v. Chr.) gab es als Vorstufe der Zahl Null ein Fehlzeichen im Sexagesimalsystem der Babylonier,[4] nämlich in sexagesimalen Zahlen an Stellen ohne Wert. Davor wurde es nur in altbabylonischer Zeit (um 1800–um 1500 v. Chr.) in manchen Texten verwendet, um Doppeldeutigkeiten wie sexagesimal 30,16 (= 30×60 + 16 = 1816) und 20,26 (= 20×60 + 26 = 1226) oder 10,36 (= 10×60 + 36 = 636) zu verhindern,[5] eine Stelle ohne Wert wurde dann durch eine Lücke dargestellt.[6] Meistens musste man aber aus dem Zusammenhang heraus auf das Fehlen von Stellen schließen, was jedoch nur sehr selten nötig war, denn in den erhaltenen Texten findet sich unter Tausenden von Zahlenangaben nur etwa ein Dutzend solcher Fälle.[7] Die sexagesimalen Zahlen der Babylonier hatten keine feste Größenordnung, so wurde z. B. dezimal 123 (= 2×60 + 3) genau so geschrieben wie 7380 (= 2×60² + 3×60) oder 2,05 (= 2 + 3/60). Nur in astronomischen Texten änderte sich dies ab 200 v. Chr. und das Fehlzeichen wurde dort auch am Ende von Zahlen verwendet.[8]

Bereits in altbabylonischer Zeit[9] traten außerdem in algebraischen Texten Differenzen bei Zwischenergebnissen auf, die auch null wurden. In solchen Fällen stand in den Texten aber nur,[10] dass Minuend und Subtrahend gleich seien, es findet sich weder ein Name für null noch wurde eine Anzahl von null als Lösung algebraischer Aufgaben anerkannt. Die Babylonier kannten daher noch keine Zahl Null.

Ägypten, Griechenland und Römisches Reich

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In Ägypten wurde im 2. Jahrhundert v. Chr. am Horus-Tempel in Edfu eine Inschrift angebracht, in der die Maße von Tempelländereien angegeben sind. Die Ländereien teilte man – so die heutige, jedoch nicht sichere Interpretation – in vier- und dreieckige Parzellen auf, deren Flächen dann nach einer allgemeinen Formel für Vierecke aus den vier Seitenlängen ungefähr berechnet wurden. Bei Dreiecken wurde die vierte Seite null gesetzt und als Zeichen dafür die Hieroglyphe
D35
(„nichts“) benutzt. Die Zahl Null war also vielleicht schon zu dieser Zeit in Ägypten bekannt.[11]

Die Griechen dagegen kannten keine Zahl Null. Erst die hellenistische Welt übernahm von den Babyloniern mit der Astronomie auch deren Sexagesimalbrüche, man schrieb diese jedoch mit den ionischen Zahlsymbolen.[12] So auch der griechische Astronom Klaudios Ptolemaios, der im 2. Jahrhundert n. Chr. in der berühmten Bibliothek des Museions in Alexandria arbeitete. Er verwendete in astronomischen Angaben das Fehlzeichen o,[13] das vermutlich für griechisch οὐδέν ouden („nichts“) steht.[14]

Die römischen Kaiser förderten zwar die Wissenschaften in den ehemals hellenistischen Gebieten ihres Reiches, bedeutende eigene mathematische Leistungen hatten die Römer jedoch nicht vorzuweisen. Für die Null gab es kein Zeichen im Lateinischen.[15]

Indien und Südostasien

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Vermutlich beeinflusst durch das babylonische Sexagesimalsystem sowie Astronomie und Kalenderrechnung[16] entstand zwischen 300 v. Chr. und 600 n. Chr. in Indien das dezimale Stellenwertsystem mit 0 und Zahlzeichen für 1, …, 9, die offenbar aus eigenen Zahlzeichen, die es zu indischen Schriften gab, entstanden waren.[17] Da in dezimalen Zahlen Stellen mit einer Lücke, d. h. dem Wert null, sehr viel häufiger auftreten als im babylonischen Sexagesimalsystem, wurde ein Lückenzeichen für die Null im dezimalen Stellenwertsystem unentbehrlich, was für die Akzeptanz der Null als Zahl wohl förderlich gewesen sein dürfte. Nach der 2017 veröffentlichten Radiokarbondatierung findet sich der älteste materielle Beleg für ein schriftliches Symbol der Null im indischen Raum im Bakhshali-Manuskript. Demnach stammten die ältesten Teile des Manuskripts aus dem 3. oder 4. Jahrhundert n. Chr.[18] Die in der Öffentlichkeit dabei verbreitete Interpretation der Ergebnisse der Radiokarbondatierung ist von anderen Forschern wie Kim Plofker in Frage gestellt worden. Nach ihnen zeigt das Manuskript eine Einheitlichkeit sowohl bei Schrift, Inhalt und Erhaltungszustand, die darauf deutet, dass es dem spätesten Zeitpunkt der Datierungen zugeordnet werden sollte.[19]

Seit dem 7. Jahrhundert n. Chr. findet sich in Inschriften ein Punkt oder ein Kreis als Symbol für die „Leere“ („śūnya“), wie in Indien spätestens seit dem 5. Jahrhundert n. Chr. die Null genannt wurde.[20] In seinem 628 n. Chr. verfassten Lehrbuch „Brāhmasphutasiddhānta“ gab der in Bhinmal (Rajasthan) lehrende Mathematiker und Astronom Brahmagupta Rechenregeln auch für die Null an.[21] Ein früher gesicherter Nachweis der Null als Zahl in Indien (schon früher in Südostasien) ist eine Steintafel aus dem Ort Gwalior 500 km südlich von Neu-Delhi mit den Daten 27. Dezember 786, 10. Januar 787 und 17. Januar 787, die von einer Gartenanlage handelt, deren Länge 270 (hastas) beträgt und 50 Blumengirlanden erhielt.[22]

Eine weitere frühe schriftliche Verwendung der Null findet sich in der Inschrift K. 151 aus Sambor Prei Kuk in Kambodscha vom Anfang des 7. Jahrhunderts n. Chr. und berichtet von der Errichtung einer Götterstatue am 14. April 598: Das hier benutzte Jahr der Śaka-Ära ist 520, wobei die Null mit dem Begriff „Luftraum“ („kha“) wiedergegeben ist.[23] Ein weiterer Nachweis der Verwendung der Ziffer „0“ stammt ebenfalls aus Kambodscha, und zwar in der Inschrift K. 127, wo in Ziffern das Śakajahr „605“ genannt wird, das unserem Jahr 683/84 entspricht.[24] Eine ganze Reihe von Inschriften, deren Datum „0“ enthält und die aus etwa der gleichen Zeit stammen, wurden auf Sumatra gefunden.[25]

In den ursprünglichen indischen Systemen war die Reihenfolge der Potenzen umgedreht, die Einer wurden zuerst genannt, dann die Zehner etc. Die Ziffer Null erhöhte damit den Wert der folgenden Ziffer.

Im antiken China kannte man keine Zahl Null, denn Problemstellungen hatten niemals eine Anzahl von null als Lösung und es gab keine eigenständige Null, mit der man wie mit anderen Zahlen rechnen konnte.[26] Zahlen wurden jedoch wohl spätestens seit dem 1. Jahrhundert n. Chr. (frühe Han-Dynastie) durch Stäbchen ausgelegt (Jiu Zhang Suanshu, Kapitel 8, Problem 3):[27] Die Einer senkrecht, die Zehner waagerecht, die Hunderter wieder senkrecht usw., wobei an einer Stelle mit mehr als 5 Stäbchen 5 davon durch ein Stäbchen in jeweils anderer Richtung ersetzt wurden.[28] Man verfügte also über ein dezimales Stellenwertsystem, in dem es allerdings – wie im ursprünglichen Sexagesimalsystem der Babylonier – kein Fehlzeichen für Stellen ohne Wert gab.[29] Erst in der Übersetzung eines indischen astronomischen Textes aus der Zeit von 713 bis 741 n. Chr. findet sich die früheste bekannte chinesische Erwähnung eines Fehlzeichens (ein Punkt).[30]

Ebenso war wahrscheinlich schon im 1. Jahrhundert n. Chr. eine Art Matrizenrechnung zur Lösung von linearen Gleichungssystemen bekannt (Jiu Zhang Suanshu, Kapitel 8).[31] Dabei traten in den Rechnungen auch negative Werte auf, die man mit Stäbchen – erstmals in der Geschichte – unterschiedlich zu positiven Werten darstellte. Für diese wurden Additions- und Subtraktionsregeln angegeben, insbesondere auch für leere Einträge, die Matrizenelementen mit dem Wert null entsprachen. Damit hatte man eine rechnerische Vorstufe der Zahl Null. Die Vorzeichenregeln der Multiplikation sind in China dagegen erst ab 1299 n. Chr. nachgewiesen.[32]

Europa ab dem Mittelalter

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Während weite Teile Westeuropas vor allem im Frühmittelalter unter dem Zerfall des römischen Reiches und anderen Faktoren litten, wurde in Byzanz (Universität von Konstantinopel) und in den jetzt islamisierten Gebieten von Muslimen, Juden und Christen weiterhin Mathematik auf einem hohen Niveau betrieben. Die indischen Ziffern mit ihrem Dezimalsystem werden erstmals vom syrischen Bischof und Gelehrten Severus Sebokht im 7. Jahrhundert beschrieben, und mit dem Werk Über das Rechnen mit indischen Ziffern (um 825) von al-Chwarizmi, einem choresmischen Mathematiker, über ein großes Gebiet verbreitet. Weitere Rechenbücher, wie die von Ibn Ezra im 12. Jahrhundert, folgten.

Leonardo Fibonacci, ein Mathematiker des Mittelalters, der in Algier als Sohn eines italienischen Handelsvertreters mit den arabisch-indischen Zahlen inklusive der Null vertraut war, führte diese 1202 mit seinem Werk Liber abaci, worin er Beispiele aus der Handelswelt bearbeitete, in Italien ein. Er räumt der Null aber nicht den gleichen Stellenwert wie den übrigen Zahlen ein – in seinem Buch nennt er sie Zeichen statt Zahl. Die Verwendung der Null im praktischen Rechnen setzte sich aber erst viel später (im 17. Jahrhundert) durch. Noch Gerolamo Cardano im 16. Jahrhundert kam ohne sie aus.[33]

Für die Ziffer und die „neue Zahl“ 0 gibt es in vielen europäischen Sprachen eine vom deutschen Wort „null“ abweichende Benennung; zu diesen Unterschieden siehe unten bei Herkunft des Wortes.

In den folgenden Jahrhunderten gewann die Null in vielen Bereichen an Bedeutung. Die Null wurde zum Ausgangspunkt für viele Skalen, z. B. bei Temperatur oder Meeresspiegel, und so wuchsen die Begriffe „positiv“ und „negativ“ im Denken der Menschen.

In diesem Zusammenhang gibt es immer wieder Falschbehauptungen über Papst Silvester II. (mit bürgerlichem Namen Gerbert von Aurillac, gestorben 1003). Richtig ist: Der junge Gerbert lernte sicher die indisch-arabischen Ziffern bei seinem Lehrer Hatto im katalanischen Vic kennen[34] (der Ort hatte eine maurische Vergangenheit), jedoch ohne die Null.[35] Es ist auch zweifelhaft, ob er die Ziffern daraufhin im christlichen Europa einführte,[34] und wenn, dann setzten sie sich noch nicht durch.[36]

Die Zahlensymbole der Maya. Die Ziffer Null wurde mit einem Zeichen dargestellt, das einer Muschel oder einem Schneckenhaus ähnelt.

Olmeken und Maya

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Die Olmeken entwickelten als erstes Volk in Mesoamerika eine erste Form eines astronomischen Kalenders. Das früheste Datum in diesem Kalender, das bislang entdeckt wurde, lautet 7.16.6.16.18 und entspricht wahrscheinlich einem Tag im September 32 v. Chr. (Lange Zählung). Auch die Maya hatten einen solchen Kalender, aus dem sie eine reine Zahlendarstellung im Vigesimalsystem (Stellenwertsystem zur Basis 20) entwickelten. Dabei wurden Stellen mit dem Wert null durch eine Muschel oder ein Schneckenhaus symbolisiert. Das älteste bisher gefundene Datum zeigt einen Tag im Jahr 36 v. Chr.

Für das Volk der Inka ist ein dezimales Stellenwertsystem nachgewiesen: Sie verwendeten die Knotenschrift der Quipus, die auf einem solchen System aufgebaut war. Als Fehlzeichen diente dabei am Faden eine Stelle ohne Knoten.

Symbole und Schreibweisen

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Die indische Ziffer 0

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Sofern Verwechslungsgefahr mit dem großen lateinischen Buchstaben O besteht, wird die Ziffer 0 mit einem Schrägstrich oder Punkt gekennzeichnet, z. B.: oder 0̷ oder .

In der Mathematik steht das Symbol „0“ häufig auch allgemein für Nullelemente von Strukturen, selbst wenn diese von einer Zahl 0 unterschieden werden.

Andere Zahlschriften

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Die Null im Stellenwertsystem

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Eine einzeln stehende Ziffer 0 bezeichnet die Zahl Null, ansonsten bedeutet eine Ziffer 0 an einer Stelle, dass der zugehörige Stellenwert in der Stellenwertdarstellung einer Zahl nicht auftritt, z. B. „307“ für 3·100 + 0·10 + 7·1. Wenn die Ziffer 0 an eine Ziffernfolge angehängt wird, multipliziert sich deren Wert mit der Basis des Stellenwertsystems.

Führende Nullen werden üblicherweise weggelassen bzw. bei einer formatierten Ausgabe durch Leerzeichen ersetzt.

Bei Dezimalzahlen werden Nullen nach dem Komma üblicherweise weggelassen, wenn ihnen keine andere Ziffer mehr folgt. Bei einer formatierten Ausgabe werden sie entsprechend dem Ausgabeformat geschrieben. Eine Ausnahme bilden die Angaben von Messwerten. Hier wird die Null oft zusätzlich geschrieben, um die Genauigkeit der Messung zu veranschaulichen.

Beispiel: Eine Länge wird mit 1,200 m gemessen. Die zwei zusätzlichen Nullen zeigen hier, dass die Messung auf drei Stellen hinter dem Komma genau war.

Typenangaben erfolgen oft mit führender Null, z. B. 001. Auch bei Nummerierungen, wie Bestellnummern, Rechnungsnummern, Ausweisnummern und so weiter, deren Ziffernfolge auf eine bestimmte Anzahl von Stellen festgelegt ist, werden nicht genutzte Stellen am Anfang mit führenden Nullen aufgefüllt.

Arithmetische Eigenschaften

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Die Zahl Null weist einige besondere Eigenschaften auf, die bei der Untersuchung von Rechenregeln hervortreten.

Die Null symbolisiert im mathematischen Sinne das neutrale Element der Addition in einem kommutativen Monoid, das heißt: Für jedes Element a des Monoids gilt

.

Die Null im mathematischen Sinne (als neutrales Element eines Monoids) ist stets eindeutig.

Die Null entsteht als Resultat einer Differenz, bei der der Subtrahend gleich dem Minuenden ist

.

Ferner ist

und

.

Durch Einführung der Rechenoperation der Multiplikation, mathematisch formal in der Definition eines Ringes, erhält man folgende Regel:

.

Man sagt auch, die Null ist ein absorbierendes Element der Multiplikation.

Das Ergebnis der Division von null durch eine von null verschiedene Zahl ist stets null. Das Ergebnis null tritt nur auf, wenn der Dividend null ist.

Jede mögliche Definition der Division einer Zahl durch null verstößt gegen das Permanenzprinzip. Deshalb ist es in aller Regel zweckmäßig, solche Division undefiniert zu lassen.

Für natürliche Zahlen kann die Division als wiederholte Subtraktion angesehen werden:
Um die Frage „Wie oft muss man 4 von 12 abziehen, um 0 zu erhalten?“ zu beantworten, also 12 : 4 zu bestimmen, kann man so rechnen:

Die Anzahl der Subtraktionen ist 3.

Also ist

Bei lautet die Frage: „Wie oft muss man 0 von 12 abziehen, um 0 zu erhalten?“ Antwort: Keine Anzahl von Operationen bringt das gewünschte Ergebnis.

Anmerkung: Bei lautet die Frage: „Wie oft muss man 0 von 0 abziehen, um 0 zu erhalten?“ Antwort: Jede beliebige (also keine eindeutige) Anzahl von Operationen bringt das gewünschte Ergebnis.

Für beliebige Zahlenmengen ist die Division als Umkehrung der Multiplikation definiert. Bei der Division von b durch a sucht man eine Zahl x, welche die Gleichung erfüllt. Diese Zahl x – sofern sie eindeutig bestimmt ist – schreibt man als Quotienten

Im besonderen Fall, dass ist, gibt es kein eindeutiges Ergebnis: Wir suchen eine Lösung der Gleichung .

  • Im Fall ist die Gleichung unlösbar, weil es keine Zahl x gibt, für die gilt.
  • Im Fall wird die Frage, welche Zahl x die Gleichung erfüllt, trivial: Jede Zahl x erfüllt die Gleichung .

Also gibt es in beiden Fällen kein eindeutiges Ergebnis bei der Division durch null.

Beim Rechnen mit reellen (oder komplexen) Zahlen ist es also nicht möglich, durch null zu dividieren, da diese Operation kein eindeutiges Ergebnis hätte: Die Multiplikation mit 0 ist nicht umkehrbar. Dies gilt allgemein für jeden Ring.

Historische Ansichten

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Für Leonhard Euler war die Division von (Unendlich). Entsprechend nahm er an, dass es verschieden große unendliche Zahlen gab, denn z. B. würde (so Euler) eine doppelt so große unendliche Zahl wie ergeben.[37]

Auch bei den Indern blieb das Problem der Division durch null ungelöst. Brahmagupta kam zu keinem Ergebnis, verbot die Division durch null aber auch nicht[38], während Bhaskara im 12. Jahrhundert wie Euler auf das Ergebnis unendlich kam.

Für ist . Für ist nicht definiert.

Per Definition gilt , für . Der Ausdruck wird entweder undefiniert gelassen oder – sofern dies zweckmäßiger ist – als 1 definiert. Siehe null hoch null.

Da das leere Produkt stets 1 ist, gilt . Siehe Fakultät

Auftreten in der Algebra

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In Restklassenringen (aber nicht nur dort) existieren sogenannte Nullteiler, zum Beispiel gilt im Restklassenring modulo 6 die Gleichung 2 · 3 = 0. Daraus folgt jedoch nicht, dass 0 / 2 = 3 ist, denn auch 2 · 0 = 0. Man kann also diesen Quotienten nicht eindeutig (und damit sinnvoll) definieren und daher auch nicht durch einen Nullteiler dividieren. Mit 0 wird auch das neutrale Element einer beliebigen (additiven) Gruppe, beispielsweise Nullvektoren und Nullmatrizen, bezeichnet.

Bedeutung in der Informatik

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Vorzeichenbehaftete Null

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Bei Maschinenzahlen werden manchmal die positive (+0) und die negative Null (−0) als zwei verschiedene Zahlen angesehen. Beim Datentyp Integer ist die Null in der Betrags-Vorzeichendarstellung und beim Einerkomplement vorzeichenbehaftet, bei Gleitkommazahlen ist es meistens der Fall. Die Norm IEEE 754 für binäre Gleitkommazahlen verlangt neben Existenz einer positiven und der negativen Null drei gesondert kodierte Werte namens NaN, +Inf und −Inf (infinity = Unendlichkeit). Während die beiden Darstellungen der Null nach IEEE 754 identisch bei numerischen Vergleichen sind, bewirken sie unterschiedliche Ergebnisse bei einigen Berechnungen und haben unterschiedliche Bitmuster.

Division durch null auf Computern

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Für Computer muss speziell definiert werden, wie sich ein Prozessor oder Programm im Falle einer Division durch null verhalten soll (das heißt, wie die Semantik des Divisionsbefehls lautet). Hersteller und Entwickler sind dabei prinzipiell frei in ihren Entscheidungen, daher gibt es keine allgemeingültige Definition für sämtliche Prozessoren und Programme. Jedoch gibt es übliche bzw. oft angewandte Definitionen, die im Folgenden dargestellt werden.

Man unterscheidet üblicherweise zwischen ganzzahliger und Gleitkommadivision. Für ganze Zahlen ist es gängig, einen Laufzeitfehler auszulösen, falls ein Programm versucht, durch null zu dividieren. Für Gleitkommazahlen ist nach IEEE 754 eine Division durch null definiert, da dort gesondert kodierte Werte für spezifiziert sind. Allerdings ist die Division numerisch unbestimmt und ergibt NaN (not a number).

In der Mathematik werden solche Werte im Allgemeinen nicht verwendet, da durch diese gewünschte Eigenschaften des Zahlenraums (etwa der reellen Zahlen) wie etwa das Distributivgesetz nicht mehr anwendbar wären. Etwa in der Analysis wird ∞ nicht als Zahl, sondern lediglich symbolisch verwendet, etwa um Grenzwerte oder bestimmte Divergenz zu notieren. Diese Herangehensweise entspricht der Verwendung bei der Berechnung von Grenzwerten in der reellen Analysis, das direkte Auftreten etwa einer Division durch null wird jedoch auch formal vermieden, da ansonsten die Anwendung gewisser Rechengesetze zu Widersprüchen führt.

Polnische QSL-Karte mit dem Rufzeichen SPØWIKI

Im Amateurfunk, insbesondere bei Verwendung von Morsezeichen, unterscheidet man nicht zwischen Großbuchstaben und Kleinbuchstaben. Um bei der oft hastigen handschriftlichen Niederschrift hier eine Verwechslung des Buchstabens O mit der Ziffer 0 zu vermeiden, ist es üblich, diese grundsätzlich mit einem Schrägstrich zu kennzeichnen und als Ø zu schreiben.

  • Die Formulierung „null Uhr“ bedeutet Mitternacht (nicht zu verwechseln mit der Stunde Null, einer Metapher für den Beginn der Nachkriegszeit in Deutschland.).
  • Es wird unterschieden zwischen „24:00 Uhr“ und „00:00 Uhr“. Dabei kommt es darauf an, ob der Tag endet (24:00 Uhr) oder ob der Tag beginnt (00:00 Uhr). So ist z. B. Montag 24:00 Uhr derselbe Zeitpunkt wie Dienstag 00:00 Uhr. Fahrpläne bezeichnen Mitternacht als Ankunftszeit mit 24:00 Uhr und als Abfahrtzeit mit 00:00 Uhr.
  • Das Wort „null“ kommt auch in zahlreichen Redensarten vor (zum Beispiel jemanden auf null bringen, etwas bei null anfangen, jemand sei fachlich gesehen eine Null).
  • Ebenso wird der Beginn unserer Zeitrechnung häufig als „Jahr null“ bezeichnet, obwohl es dieses nicht gab.
  • Nullnummer oder Dummy (engl. für Attrappe), Ausgabe einer Zeitschrift oder Zeitung, die vor der eigentlichen Neueinführung des Mediums erscheint

Herkunft des Wortes

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Mit der Einführung der Ziffer 0, die zugleich einen Zahlwert darstellte, musste für diese 0 eine Benennung gefunden werden, im Deutschen ist es null, in anderen Sprachen zero/zéro. Die Entwicklung in den modernen europäischen Sprachen war folgende: Im Italienischen bildete sich – vom Arabischen entlehnt – das Wort zero, das wurde dann im Französischen und schließlich Englischen gebräuchlich. „Null“ hat im Englischen – und in der Informatik – eine von 0 zu unterscheidende Bedeutung, siehe Nullwert.

Die heutige deutsche Bezeichnung stammt vom lateinischen Wort nullus (= keiner) bzw. altitalienisch nulla figura (= keine Ziffer). Die ursprüngliche Bedeutung von null im Deutschen steckt noch in der Wendung null und nichtig = ungültig (ohne Wert), dies ist eine Doppelung, auch null bedeutet hier „nichtig“.

  • Helmuth Gericke: Geschichte des Zahlbegriffs. Bibliographisches Institut, Mannheim 1970.
  • Helmuth Gericke: Mathematik in Antike und Orient. Springer, Berlin u. a. 1984.
  • Georges Ifrah: Universalgeschichte der Zahlen. Campus, Frankfurt 1986, ISBN 3-593-34192-1.
  • George Joseph: The Crest of the Peacock – the non european roots of mathematics. London 1991.
  • Robert Kaplan: Die Geschichte der Null. Gebundene Ausgabe: Campus Verlag, Frankfurt am Main 2000, ISBN 3-593-36427-1. Taschenbuchausgabe: Piper, 2003, ISBN 3-492-23918-8 (englisches Original 1991).
  • Jean-Claude Martzloff: A History of Chinese Mathematics. Springer, Berlin u. a. 1997.
  • Karl Menninger: Zahlwort und Ziffer: Eine Kulturgeschichte der Zahl. 3. Auflage. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 1979.
  • Mukherjee: Discovery of Zero and its impact on indian mathematics. Calcutta 1991.
  • Brian Rotman: Die Null und das Nichts. Eine Semiotik des Nullpunkts. Aus dem Englischen von Petra Sonnenfeld. Kulturverlag Kadmos, Berlin 2000, ISBN 978-3-931659-17-2.
  • Charles Seife: Zwilling der Unendlichkeit: Eine Biographie der Zahl Null. München 2002, ISBN 3-442-15054-X.
  • Klaus Sturm (Hrsg.): Diagonal. Nr. 0. Siegen, o. J. ISSN 0938-7161 (Null-Nummer der Zeitschrift Diagonal mit zahlreichen Beiträgen zum Thema „Null“.)
  • Kurt Vogel: Vorgriechische Mathematik II: Die Mathematik der Babylonier. Schroedel, Hannover und Schöningh, Paderborn 1959
Commons: Null – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: null – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Wikiquote: Null – Zitate
  1. bei einigen Streitkräften, beispielsweise in der Bundeswehr, erfolgt die Darstellung mit einem kleinen Schrägstrich oben rechts, vgl. Datei:Bundeswehr - ATN Sicherungssoldat 1994 (links) mit Umrandung "ATN 3002987".jpg
  2. in der Gebärdensprache:
  3. in Darstellungen von Computermonitoren oder -ausdrucken: teils mit Punkt (mittig) oder mit Schrägstrich:
  4. Vogel, S. 16, Fußnote 3.
  5. Bei dieser Wiedergabe sexagesimaler Zahlen werden die Stellen durch Kommas voneinander getrennt.
  6. Gericke: Geschichte des Zahlbegriffs, S. 46 f.
  7. Vogel, S. 17.
  8. Menninger; Band 1, S. 178, Band 2, S. 212.
  9. Vogel, S. 60 f.
  10. Vogel, S. 61.
  11. Gericke: Mathematik in Antike und Orient. S. 58–60.
  12. siehe E. Löffler: Ziffern und Ziffernsysteme. 1. Teil: Die Zahlzeichen der alten Kulturvölker. 2., neu bearb. Auflage. B.G. Teubner, Leipzig/Berlin 1918, S. 37 f.
  13. H.-D. Ebbinghaus u. a.: Zahlen. 3. Auflage. Springer, Berlin 1992, S. 12.
  14. Menninger; Band 2, S. 212 f.
  15. Wie konnte man die römischen Zahlen entziffern? WAS IST WAS, abgerufen am 13. Mai 2016.
  16. Ergebnisse der babylonischen Astronomie gelangten vom 3. Jahrhundert v. Chr. bis zum 1. Jahrhundert n. Chr. vor allem über den Hafen Bharukaccha in Nordwestindien ins Land und damit auch Kenntnisse über das babylonische Sexagesimalsystem. Neugebauer: A history of ancient mathematical astronomy. 1975. Ifrah loc. cit, S. 508.
  17. Gericke: Mathematik in Antike und Orient. S. 184 ff.
  18. Hannah Devlin: Much ado about nothing: ancient Indian text contains earliest zero symbol. The Guardian, 14. September 2017, abgerufen am 14. September 2017 (englisch). Carbon dating finds Bakhshali manuscript contains oldest recorded origins of the symbol 'zero'. Bodleian Library, 14. September 2017, abgerufen am 14. September 2017 (englisch).
  19. Kim Plofker, Agathe Keller, Takao Hayashi, Clemency Montelle, Dominik Wujastyk: „The Bakhshālī Manuscript: A Response to the Bodleian Library’s Radiocarbon Dating“, in: History of Science in South Asia 5.1 (2017), S. 134–150. doi:10.18732/H2XT07.
  20. Gericke: Geschichte des Zahlbegriffs. S. 47.
  21. Gericke: Mathematik in Antike und Orient. S. 189, 192.
  22. Epigraphia Indica, Vol. I, Calcutta 1892, S. 159–162.
  23. K.-H. Golzio, Chronologie der Inschriften Kambojas, Wiesbaden 2006, S. 1.
  24. Golzio: Chronologie. S. 23.
  25. G. Cœdès: Les inscriptions malaises de Çrīvijaya. BEFEO XXX, 1930, S. 29–80; auf S. 33–44.
  26. Martzloff, S. 204.
  27. Martzloff, S. 210.
  28. Gericke: Mathematik in Antike und Orient. S. 170. Für die Nutzung von Rechenbrettern in der frühen Han-Zeit gibt es keinen Beweis: Martzloff, S. 209.
  29. Anders als von einigen Historikern behauptet, lassen sich für die Zeit vor dem 8. Jahrhundert n. Chr. keine Lücken für fehlende Stellen nachweisen: Martzloff, S. 204–207.
  30. Martzloff, S. 207.
  31. Gericke: Mathematik in Antike und Orient. S. 176–177. Zur Unsicherheit der Datierung siehe Martzloff, S. 131.
  32. Martzloff, S. 200–203.
  33. MacTutor Webseite, loc. cit.
  34. a b Nadia Ambrosetti: L'eredità arabo-islamica nelle scienze e nelle arti del calcolo dell'Europa medievale. LED, Mailand 2008, ISBN 978-88-7916-388-0, S. 96 (italienisch, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 23. November 2015]).
  35. Charles Seife: Zero: The Biography of a Dangerous Idea. Penguin Books, New York 2000, ISBN 0-670-88457-X, S. 77, bibcode:2000zbdi.book.....S (englisch): “He probably learned about the numerals during a visit to Spain and brought them back with him when he returned to Italy. But the version he learned did not have a zero.”
  36. Alain Schärlig: Compter avec des cailloux : le calcul élémentaire sur l'abaque chez les anciens Grecs. PPUR, 2001, S. 138 (französisch, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  37. Euler: Vollständige Anleitung zur Algebra. St. Petersburg 1802, Band 1, S. 49.
  38. John J. O’Connor, Edmund F. RobertsonBrahmagupta. In: MacTutor History of Mathematics archive (englisch).