- Biografia
- Wczesne lata
- Rodzina
- Kościół i teologia
- Prace matematyczne
- Ostatnie lata
- Składki
- Logarytmy
- Napier Bones
- Trygonometria sferyczna
- Odtwarza
- Odkrycie całego Objawienia św. Jana
- Rabdology
- Bibliografia
John Napier (1550-1617) był szkockim matematykiem i teologiem znanym z tego, że stworzył koncepcję logarytmów jako matematycznego urządzenia wspomagającego obliczenia.
Wynalazł również tak zwane „kości napiera”, które są używane do mechanicznego rozmnażania przez dzielenie i pobieranie pierwiastków kwadratowych i sześciennych. Ponadto często używał przecinka dziesiętnego w arytmetyce i matematyce.
By Engraving by Samuel Freeman (1773-1857), za Wikimedia Commons
Innym wkładem matematycznym była mnemonika dla wzorów używanych do rozwiązywania trójkątów sferycznych, a także znajdowania wyrażeń wykładniczych dla funkcji trygonometrycznych.
Z drugiej strony miał głębokie zainteresowania astronomią i religią; w rzeczywistości był zagorzałym protestantem. Poprzez swoją pracę zatytułowaną Objawienie św. Jana potrafił być szczery i bezkompromisowy wobec Kościoła katolickiego i wpływać na współczesne działania polityczne Kościoła.
Napier zdołał interweniować w zmianie sytuacji religijnej w Szkocji z powodu obawy, że Filip II z Hiszpanii może najechać Szkocję. Dzięki swojej pracy Napier zdobył reputację nie tylko w Szkocji, ale także w pozostałej części Europy Zachodniej.
Biografia
Wczesne lata
John Napier, zwany także Napier Neper, urodził się w 1550 roku w zamku Merchiston niedaleko Edynburga w Szkocji. Jednak nie ma zapisów dotyczących dokładnej daty jego urodzenia.
Był synem szkockiego właściciela ziemskiego Sir Archibalda Napiera i jego matki Janet Bothwell, córki polityka i sędziego Francisa Bothwella oraz siostry Adama Bothwella, który później został biskupem Orknet. Jego ojciec miał zaledwie 16 lat, kiedy urodził się John Napier.
Jako ówczesny szlachcic, w wieku 13 lat pobierał prywatne korepetycje i lekcje formalnej edukacji, dopóki nie został wysłany do St. Salvator's College w St. Andrews.
Uważa się jednak, że porzucił uniwersytet w Szkocji, aby podróżować do Europy kontynentalnej, aby kontynuować studia. Znaczna część jego działalności w tamtych latach jest nieznana.
Uważa się, że jego wujek Adam Bothwell napisał list do ojca, sugerując, aby wysłał go do Francji lub Flandrii w celu kontynuowania studiów, i być może dlatego Napier podjął taką decyzję.
Chociaż nie wiadomo, w jaki sposób zdobył wykształcenie matematyczne, uważa się, że podczas podróży do Europy kontynentalnej zdobył odpowiednie przygotowanie w tej dziedzinie. Prawdopodobnie studiowałeś na Uniwersytecie Paryskim, a także przebywałeś we Włoszech i Holandii.
Rodzina
W 1571 roku Napier wrócił do Szkocji i trzy lata później kupił zamek w Gartness mając zaledwie 21 lat. Większość majątków rodziny ojca została mu przekazana w 1572 roku.
Napier był tym, który zaczął organizować swoje małżeństwo, więc w tym samym roku udało mu się poślubić 16-letnią Elżbietę, córkę Jamesa Sterlinga z klanu Sterling.
Napier miał dwoje pierwszych dzieci z Elizabeth. Następnie w 1574 roku, będąc w Gartness poświęcił się zarządzaniu posiadłościami. Ponadto podszedł do rolnictwa w sposób naukowy i eksperymentował z ulepszaniem kompostu.
W wolnym czasie zajmował się badaniami matematycznymi, a także aktywnie uczestniczył jako zagorzały protestant. Tamtejsze kontrowersje religijne często utrudniały jego działalność naukową.
Po śmierci żony Elżbiety Napier poślubił Agnes Chisholm, z którą miał jeszcze dziesięcioro dzieci.
Kościół i teologia
Pod wpływem kazań angielskiego duchownego Christophera Goodmana rozwinął mocną lekturę wymierzoną w Papieża. Ponadto posłużył się Apokalipsą, za pomocą której próbował przepowiedzieć Apokalipsę.
W 1593 roku opublikował pracę zatytułowaną Odkrycie całego Objawienia św. Jana; utwór religijny napisany z zamiarem wywarcia wpływu na współczesne wydarzenia polityczne. Tekst został uznany za jedno z najważniejszych dzieł w historii Kościoła w Szkocji.
Z drugiej strony szkocki Jakub VI miał nadzieję na następcę Elżbiety I na tron angielski i podejrzewano, że zwrócił się do katolickiego Filipa II z Hiszpanii o pomoc, aby osiągnąć ten cel.
Napier był członkiem zgromadzenia ogólnego Kościoła szkockiego, więc kilkakrotnie był wyznaczany do zwracania się do króla Szkocji w sprawie dobra kościoła.
W styczniu 1594 Napier zwrócił się do króla z listem poświęconym jego Objawieniu św. Jana. W tym sensie poradził królowi, aby zreformował powszechne potworności swojego kraju, zaczynając od własnego domu, rodziny i dworu, poprzez sformułowanie: „aby sprawiedliwość została wymierzona przeciw wrogom Kościoła Bożego”.
Prace matematyczne
Napier większość swojego wolnego czasu poświęcił studiowaniu matematyki, aw szczególności metodom ułatwiającym obliczenia. Największy z tych logarytmów jest związany z jego nazwą.
W 1594 roku zaczął pracować nad logarytmami, stopniowo rozwijając swój system obliczeniowy. Korzystając z tego, pierwiastki, iloczyny i współczynniki można szybko określić z tabel przedstawiających potęgi stałej liczby używanej jako podstawa.
Wydaje się, że większość prac Napiera nad logarytmami została wykonana, gdy mieszkał w Gartness; w rzeczywistości istnieją wzmianki, które mówią, że kiedy zaczął wykonywać swoje obliczenia, hałas młyna, który był w pobliżu jego domu, przeszkadzał mu w myślach i nie pozwalał mu się skoncentrować.
Wreszcie w 1614 r. Omówił logarytmy w tekście zatytułowanym Opis cudownej tablicy logarytmów, który opublikował najpierw po łacinie, a później po angielsku.
Wybitny angielski matematyk Henry Briggs odwiedził Napier w 1615 roku, aby wspólnie pracować nad poprawioną tabelą, dzięki której ręczne obliczenia były znacznie szybsze i łatwiejsze. W ten sposób logarytmy znalazły zastosowanie w różnych dziedzinach, w tym w astronomii i innych dziedzinach fizyki.
Ostatnie lata
Po śmierci ojca Napier przeniósł się z rodziną do zamku Merchistin w Edynburgu. Tam przebywał do ostatniego dnia swojego życia.
W 1617 roku opublikował swoją ostatnią pracę zatytułowaną Rabdología. Odkrył w nim nowatorską metodę mnożenia i dzielenia małymi pręcikami w popularnym urządzeniu znanym jako „kości Napiera”.
Po opublikowaniu swojej pracy zmarł 4 kwietnia 1617 roku w wieku 67 lat. Zmarł pod wpływem dny moczanowej; rodzaj zapalenia stawów spowodowanego nadmiarem kwasu moczowego w organizmie.
Uważa się, że poza jego zainteresowaniami matematycznymi i religijnymi, Napier był często postrzegany jako rodzaj maga i że parał się światem alchemii i nekromancji; Uważa się ponadto, że był zaangażowany w poszukiwanie skarbów.
Składki
Logarytmy
Wkład w ten potężny wynalazek matematyczny został zawarty w dwóch traktatach: Opis cudownego kanonu logarytmów opublikowany w 1614 r. Oraz Budowa wspaniałego kanonu logarytmów, opublikowany dwa lata po jego śmierci.
Napier był pierwszym, który ukuł termin od dwóch starożytnych Greków „logos”, co oznacza proporcję i „arytmos”, co oznacza liczbę, które razem tworzą słowo „logarytm”.
Dla Szkota logarytmy zaprojektowano w celu uproszczenia obliczeń, zwłaszcza mnożenia, takich jak te potrzebne w astronomii, dynamice i innych dziedzinach fizyki.
Logarytmy przekształcają mnożenie na dodawanie, a dzielenie na odejmowanie, dzięki czemu obliczenia matematyczne są prostsze.
Napier jest twórcą tego, co jest obecnie znane jako „logarytm naturalny”; termin ten jest często używany do określenia „logarytmu naturalnego”.
Napier Bones
Wielu matematyków tamtych czasów było świadomych problemów obliczeniowych i było oddanych odciążaniu praktyków od obciążeń obliczeniowych; w tym sensie Napier pomógł w obliczeniach.
Szkotowi udało się wynaleźć ręcznie obsługiwany matematyczny artefakt (paski numeracji), lepiej znany jako „kości Napiera” lub „liczydło neperowskie”, który oferował mechaniczne środki ułatwiające obliczenia matematyczne.
Autor: Stephencdickson, źródło Wikimedia Commons
Artefakt zawiera tabliczki mnożenia osadzone w słupkach, dzięki czemu mnożenie można zredukować do dodawania i dzielenia do odejmowania, dzięki czemu praca jest łatwiejsza. Najbardziej zaawansowanym zastosowaniem prętów może być nawet wyciąganie pierwiastków kwadratowych.
Artefakt Napiera na ogół zawiera płytkę podstawową z obrzeżem, na której osoba umieszcza pręty Napiera wewnątrz obręczy w celu wykonania mnożenia lub dzielenia. Lewa krawędź planszy jest podzielona na 9 kwadratów (z numerami od 1 do 9).
Pręty napierowe składają się z pasków drewna, metalu lub ciężkiej tektury; z drugiej strony, kości Napiera są trójwymiarowe, kwadratowe w przekroju, z wyrytymi czterema różnymi prętami. Zestaw takich kości można by umieścić w etui.
Trygonometria sferyczna
John Napier omówił również twierdzenia dotyczące trygonometrii sferycznej, która później stała się znana jako Reguły elementów kołowych Napiera.
Napierowi udało się zmniejszyć liczbę równań używanych do wyrażenia zależności trygonometrycznych z 10 do 2 ogólnych stwierdzeń. Przypisuje się mu również pewne zależności trygonometryczne, analogie Napiera, chociaż najwyraźniej brał w nich udział angielski matematyk Henry Briggs.
Chociaż początki wywodzą się z matematyki greckiej i islamistycznej, Napier i inni autorzy później nadali tej koncepcji zasadniczo kompletną formę. Trygonometria sferyczna jest ważna w obliczeniach w astronomii, geodezji i nawigacji.
Trygonometria zajmuje się związkami między funkcjami trygonometrycznymi boków a kątami wielokątów sferycznych (dokładniej trójkątów sferycznych) definiowanych jako seria dużych przecinających się okręgów na kuli.
Odtwarza
Odkrycie całego Objawienia św. Jana
Dzieło zatytułowane Discovery of the all Revelation of Saint John zostało napisane przez Johna Napiera w roku 1593 i dedykowane bezpośrednio królowi Jakubowi VI ze Szkocji. Dzięki tej pracy Napier bardziej zaangażował się w życie polityczne i religijne tamtych czasów.
To była pierwsza praca Napiera, która przyniosła mu reputację w Szkocji i na kontynencie. Został wznowiony ponad trzydzieści razy i przetłumaczony na kilka języków.
Praca ta była po części odpowiedzią na groźby króla Hiszpanii Filipa II interwencją na Wyspach Brytyjskich. Z tego powodu Napier uważał, że najlepszym sposobem uniknięcia tego wydarzenia będzie zmiana warunków religijnych w Szkocji, tak aby interesował się sam król tego kraju.
Rabdology
W 1617 roku w Edynburgu ukazał się łaciński traktat Rabdology Johna Napiera. Książka zawiera szczegółowy opis przyrządów ułatwiających i ułatwiających wykonywanie obliczeń arytmetycznych.
Napier wyjaśnia w swojej pracy, że same urządzenia nie używają logarytmów, ale są narzędziami do redukcji mnożenia i dzielenia liczb naturalnych do prostych operacji dodawania i odejmowania.
Drugim narzędziem wyjaśnionym w pracy był system wiadomości lub „magazyn znaczeń” do tłumaczenia na łacinę i składał się z zestawu pasków, które mogły łatwiej mnożyć liczby wielocyfrowe niż kości.
Aby wyjaśnić trzecie urządzenie, użył szachownicy jako siatki i liczników, które poruszają się po planszy w celu wykonywania arytmetyki binarnej.
Zamiar Napiera opublikowania tego traktatu był motywacją do stworzenia jego wynalazku, ponieważ kości były łatwe do wykonania i użycia. Jednak wskaźnik czasu nigdy nie został użyty, ponieważ uważano, że jest zbyt skomplikowany w produkcji.
Urządzenia komputerowe w Rabdology zostały przyćmione jego pracą nad logarytmami; okazały się bardziej przydatne i miały szersze zastosowanie. Mimo to urządzenia te są przykładami genialnych kreacji Napiera.
Bibliografia
- John Napier, Joseph Frederick Scott, (nd). Zaczerpnięte z Britannica.com
- John Napier, Wikipedia w języku angielskim (nd). Zaczerpnięte z wikipedia.org
- John Napier, Portal University of St Andrews, Szkocja (nd). Zaczerpnięte z groups.dcs.st-and.ac.uk
- John Napier, Portal słynnych naukowców (nd). Zaczerpnięte z Famousscientists.org
- John Napier, redaktorzy The Famous People (nd). Zaczerpnięte z thefamouspeople.com