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380年前的尺子计算结果探索

时间:2023-07-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了提高计算尺的精度,人们不断改进计算尺。与此同时,各种各样的计算尺也相继诞生,如盘形、圆柱形等。然而,计算尺有一个致命缺陷:标准计算尺通常只能达到3位数字的精度。计算尺的使用者必须反复核对用计算尺得出的结果,以便尽可能减小误差。所以,计算尺在平民大众中很难普及。后来,电子计算器的诞生最终取代了计算尺。

380年前的尺子计算结果探索

几位设计人员要设计一张建筑工程图纸,需要大量的计算,可是每次需要正确的数据时,他们不用计算,移动着尺子看一看就行了。奇怪呀,这把尺子难道是神尺子,上面有数据,还能够帮助人们来计算?难道是一把像“孙悟空”似的能变的尺子?真是奇怪国里的怪事呀!

其实,这几位设计人员使用的真是一把能够计算的尺子,不过与孙悟空可没有半点瓜葛。

这是当时的科学家发明不久的能够计算的尺子——对数尺。

对数尺,也叫算尺或计算尺,通常指对数计算尺,是一个模拟计算机,通常由3个互相锁定的有刻度的长条和一个滑动窗口(称为游标)组成。

纳皮尔发明的对数毫无疑问是一项历史性的数学创举,人们纷纷采用对数来提高计算效率。据说,德国天文学家开普勒就曾运用对数来推算火星的轨道。不过,对数虽然简化了计算过程,如果你想用对数进行计算,必须记住对数表,或者随时随地查看对数表。那么,能不能发明一种更为方便的工具来计算呢?

1620年,英国数学家甘特把对数刻在了一把尺子上,各个数的位置与其对数值成比例。在这把尺子上,越到左边,数字越稀疏;越到右边,数字越密集。这把尺子可以轻易地算出两个数的乘积:用圆规量出尺子的起点到其中一个数的距离,然后使圆规张开的角度保持不变,把圆规一只脚移到第二个数的位置上。这时,另一只脚所指示的位置就对应于两段距离之和,此位置上的读数就是两数相乘的结果。

1622年,英国圣公会牧师奥特雷德把两根木制对数标尺并排放在一起,制造出了世界上第一把计算尺。有了这种计算尺,人们就可以“告别”对数表,要做乘法,只需拉拉计算尺,对一下两个数的位置,就可以轻松读出得数,真正抛开了烦琐的思考和计算过程。

1850年,法国炮兵中尉马内姆选出4种用得最频繁的对数尺,并加上一个滑动标尺。很快,军方就推广了他的发明。工程师、测绘员等也都逐渐用上了这种计算尺。(www.xing528.com)

为了提高计算尺的精度,人们不断改进计算尺。比如,为了更准确地判断标尺位置,在计算尺上加一块放大镜;把计算尺的刻度线刻得越来越细;加大计算尺的长度等。与此同时,各种各样的计算尺也相继诞生,如盘形、圆柱形等。计算尺上的标记和符号越来越多,各种专用计算尺也应运而生:供化学家使用的计算尺上标有分子量;供造船工程师使用的计算尺上标有水压公式。

计算尺为许多工程设计和科学活动的成功立下了汗马功劳,比如纽约帝国大厦金门大桥的悬索、晶体管收音机、火箭制造等。

然而,计算尺有一个致命缺陷:标准计算尺通常只能达到3位数字的精度。如果科学家想控制卫星的整个发射过程,那3位数的精度是远远不够的。计算尺的使用者必须反复核对用计算尺得出的结果,以便尽可能减小误差。

另外,要掌握计算尺的使用方法并不容易,需要具备足够的数学知识。所以,计算尺在平民大众中很难普及。

后来,电子计算器的诞生最终取代了计算尺。1975年,一家计算尺生产公司关闭了生产线,计算尺从此迅速落幕,很快便寿终正寝了。

电子计算器

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