内容正文:
4.3.1 对数的概念
背景知识1:在16世纪,随着哥白尼“日心说”的盛行,天文学也蓬勃发展.欧洲人渐渐热衷于地理探险和海洋贸易,特别是地理探险需要更准确的天文知识,需要对庞大的“天文数据”进行快速和准确的计算.但那时候还没有计算机,人们迫切需要找到一种方法提高运算效率.那该怎么办呢?
实例引入
1544年,德国数学家斯蒂菲尔研究了下面的两行数:
背景知识2:苏格兰数学家纳皮尔就花了20多年的时间编制出这样的表格,不过他选取的底数不是2,而是一个较复杂的数.
后来英国数学家布里格斯专程拜访了纳皮尔,建议将底数改为10,符合人们使用十进制的习惯.于是,他花了大量时间和精力,终于在1624年编制了以10为底的表格,以供人们计算较大的数据.
恩格斯把对数的发明与解析几何的创始、微积分的建立并称为17世纪数学的三大成就.
正当斯蒂费尔感慨于自己智穷力竭之际,在苏格兰的爱丁堡诞生了一位杰出人物,此人就是对数的发明人纳皮尔(Napier,1550~1617)。纳皮尔出身于贵族家庭,天资聪慧,才思敏捷,从小又受家庭的良好熏陶,十三岁便进入了圣安德鲁斯大学的一个学院学习.十六岁出国留学,学识因之大进.公元1571年,纳皮尔抱志回国.先是从事于天文、机械和数学的研究,并深为复杂的计算所苦恼.公元1590年,纳皮尔改弦更张,潜心于简化计算的工作.他匠心独运,终于在斯蒂费尔的足迹上,向前迈出了具有划时代意义的一步!
公元1594年,纳皮尔开始精心编制可供实用的对数表.在经历了7300个日日夜夜之后,一本厚达200页的八位对数表终于诞生了!公元1614年,纳皮尔发表了“关于奇妙的对数法则的说明”一书,书中论述了对数的性质,给出了有关对数表的使用规则和实例.纳皮尔终于用自己20年的计算,换来了人世间无数寿命的延续!法国大数学家拉普拉斯说得好:“如果一个人的生命是拿他一生中的工作多少来衡量,那么对数的发明,等于延长了人类的寿命!”
不幸的是,纳皮尔的工作虽然延长了他人的寿命,却没能使自己的生命得以延长.就在纳皮尔著作发表后的第三个年头,公元1617年,这位永受后人缅怀的杰出数学家,终因劳累过度,不幸谢世.
布里格斯最先认识到对数的头等重要性,1616年,他决意到苏格兰去拜访纳皮尔。
布里格斯建议将对数改良一下,以便于计算。相当于改为以10为底的常用对数。这种见解,纳皮尔也曾想过,第二年