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纳皮尔的对数理论: 探索400年前的数学突破

时间:2023-07-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:纳皮尔温和地对妈妈说,“这道数学题快解完了,解完后我马上休息。”这是400多年前,少年时期的纳皮尔在认真计算数学题的情景。为了这个“好”字,他孜孜不倦地研究,一晃十几个春夏秋冬过去了,终于在1614年创立了对数理论,为人类的计算工作做出了巨大的贡献。后来,英国数学家布里格斯对纳皮尔的对数理论进行了深入研究,最终在1624年将它转换成了非常有实用价值的常用对数,并重新制定了常用对数表。

纳皮尔的对数理论: 探索400年前的数学突破

“纳皮尔休息吧,已经深夜了,只有休息好,明天才能更好地学习。”妈妈在催儿子睡觉。

“好的,妈妈。”纳皮尔温和地对妈妈说,“这道数学题快解完了,解完后我马上休息。”

这是400多年前,少年时期的纳皮尔在认真计算数学题的情景。

纳皮尔1550年出生在苏格兰爱丁堡。他从小勤奋好学,聪明过人,尤其酷爱数学方面的书籍。9岁时,父亲经常给他出一些航海中遇到的数学问题,使他的运算能力和灵活运用知识的能力突飞猛进。他13岁就完成了中学阶段的全部课程,直接进到了著名的圣安德鲁斯大学学习。17岁,他又以优等生的资格被推荐到欧洲大陆留学深造。后来,他从事航海学和天文学的研究。

纳皮尔一生都和数字打交道,工作中他体会到计算是一种非常艰巨而繁重的工作,稍不留神,就会前功尽弃。

纳皮尔想:“如果能够找到一种比较简便的运算手段该多好啊!”为了这个“好”字,他孜孜不倦地研究,一晃十几个春夏秋冬过去了,终于在1614年创立了对数理论,为人类的计算工作做出了巨大的贡献。

后来,英国数学家布里格斯对纳皮尔的对数理论进行了深入研究,最终在1624年将它转换成了非常有实用价值的常用对数,并重新制定了常用对数表。

用对数算乘除法的基本原理

把要做乘法、除法的一些比较大的数字换上小的数字,通过加法、减法、以2或3为除数的除法等简单运算来完成计算。具体来说,就是利用对数,把乘法简化为加法,除法简化为减法,求平方转化为以2为除数的除法,求立方简化为以3为除数的除法。例如,要计算两个数的乘积,可以先在对数表中查出这两个数的对数,然后把这两个对数相加,得出一个数,最后再查一下对数表,这样就得出了乘积的近似值。(www.xing528.com)

通过多年的研究,纳皮尔发现了对航海特别有用的球面纳皮尔比拟式,发明了做乘除运算的纳皮尔筹,也叫纳皮尔棒。

纳皮尔筹可用于乘积计算。它是一套可以刻在木头、象牙或骨棒上的简易乘法表。它最简单的形式有9个扁平棒,每个棒的顶部标有0~9的10个数字中的任一数字;下面的方框分别是这个数字与0~9的乘积。

“左三度!”

“右五度!”

一艘货船正在大西洋上航行,船长在用观测仪不停地观测,并对观测到的数据进行仔细地计算。

突然,“轰隆”一声巨响,货船不偏不倚地撞到了暗礁上面。虽然全船人员被救,但货船沉到海底。

当局追查原委:责任主要是在船长身上,再进一步追查,是船长所用的对数表印刷出现了错误。这是17世纪一次因引用对数表中的错误数据,导致航道计算错误,从而发生的一次重大的航海事故。

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