天文对数的历史
对数是中学初等数学中的重要内容,那么当初是谁发起了“对数”的高级运算呢?在数学史上,一般认为对数的发明者是苏格兰数学家——纳皮尔男爵(纳皮尔,1550-1617)。
他一生研究数学,以发明对数运算而闻名。当时的天文学家第谷·布拉尼(第谷,1546 ~ 1601)等人做了大量的观测,需要大量的计算和几个数的相乘,所以很惨。1594年,为了找到计算球面三角形的简便方法,他用独特的方法构造了对数法。这让他在数学史上被重重记录,但他用了20年的时间才完成了这个对数。1614 6月在爱丁堡出版的第一部对数专著《miri fici Logarithmorum Canonis Descriptio》阐明了对数原理,后来被称为Napier Logx。1616布里格斯(Henry Briggs,1561-1630)访问了纳皮尔,提出以十为基数改进对数表最方便,十是后来常用的对数。不幸的是,纳皮尔在1617年春天去世了。后来,布里格斯用一生继承了纳皮尔的未竟事业,以10为基础,列出了非常详细的对数表。并在1619发表了《奇妙对数规则结构》,其中详细阐述了对数计算和表匹配的方法。
纳皮尔对数值计算特别感兴趣,他的兴趣在于spherics的运算,而spherics是响应天文活动而兴起的。他重新建立了10个求解球面直角三角形公式的巧妙记数法——圆的部分法则(纳皮尔圆法则)和两个求解球面非直角三角形的公式——纳皮尔类比公式,乘除法的纳皮尔计算。此外,他还发明了纳皮尔尺,可以机械地对数字进行乘除运算,求数字的平方根。
在纳皮尔时代,哥白尼的“太阳中心论”刚刚流行,导致天文学成为当时的热门学科。然而,由于当时常数数学的局限性,天文学家不得不花费大量的精力去计算那些复杂的“天文数字”,从而浪费了数年甚至一生的宝贵时间。纳皮尔当时也是一名天文爱好者。为了简化计算,他潜心研究大数的计算技术多年,终于独立发明了对数。