對數(shù)簡史

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


對數(shù)是中學(xué)初等數(shù)學(xué)中的重要內(nèi)容,那么當(dāng)初是誰首創(chuàng)“對數(shù)”這種高級運算的呢?在數(shù)學(xué)史上,一般認(rèn)為對數(shù)的發(fā)明者是十六世紀(jì)末到十七世紀(jì)初的蘇格蘭數(shù)學(xué)家──納皮爾(Napier,1550-1617年)男爵。

在納皮爾所處的年代,哥白尼的“太陽中心說”剛剛開始流行,這導(dǎo)致天文學(xué)成為當(dāng)時的熱門學(xué)科?墒怯捎诋(dāng)時常量數(shù)學(xué)的局限性,天文學(xué)家們不得不花費很大的精力去計算那些繁雜的“天文數(shù)字”,因此浪費了若干年甚至畢生的寶貴時間。納皮爾也是當(dāng)時的一位天文愛好者,為了簡化計算,他多年潛心研究大數(shù)字的計算技術(shù),終于獨立發(fā)明了對數(shù)。

當(dāng)然,納皮爾所發(fā)明的對數(shù),在形式上與現(xiàn)代數(shù)學(xué)中的對數(shù)理論并不完全一樣。在納皮爾那個時代,“指數(shù)”這個概念還尚未形成,因此納皮爾并不是像現(xiàn)行代數(shù)課本中那樣,通過指數(shù)來引出對數(shù),而是通過研究直線運動得出對數(shù)概念的。

那么,當(dāng)時納皮爾所發(fā)明的對數(shù)運算,是怎么一回事呢?在那個時代,計算多位數(shù)之間的乘積,還是十分復(fù)雜的運算,因此納皮爾首先發(fā)明了一種計算特殊多位數(shù)之間乘積的方法。讓我們來看看下面這個例子:

0、1、2、3、4、5、6、7 、8 、9 、10 、11 、12 、13 、14 、……

1、2、4、8、16、32、64、128、256、512、1024、2048、4096、8192、16384、……

這兩行數(shù)字之間的關(guān)系是極為明確的:第一行表示2的指數(shù),第二行表示2的對應(yīng)冪。如果我們要計算第二行中兩個數(shù)的乘積,可以通過第一行對應(yīng)數(shù)字的加和來實現(xiàn)。

比如,計算64×256的值,就可以先查詢第一行的對應(yīng)數(shù)字:64對應(yīng)6,256對應(yīng)8;然后再把第一行中的對應(yīng)數(shù)字加和起來:6+8=14;第一行中的14,對應(yīng)第二行中的16384,所以有:64×256=16384。

納皮爾的這種計算方法,實際上已經(jīng)完全是現(xiàn)代數(shù)學(xué)中“對數(shù)運算”的思想了;貞浺幌,我們在中學(xué)學(xué)習(xí)“運用對數(shù)簡化計算”的時候,采用的不正是這種思路嗎:計算兩個復(fù)雜數(shù)的乘積,先查《常用對數(shù)表》,找到這兩個復(fù)雜數(shù)的常用對數(shù),再把這兩個常用對數(shù)值相加,再通過《常用對數(shù)的反對數(shù)表》查出加和值的反對數(shù)值,就是原先那兩個復(fù)雜數(shù)的乘積了。這種“化乘除為加減”,從而達到簡化計算的思路,不正是對數(shù)運算的明顯特征嗎?

經(jīng)過多年的探索,納皮爾男爵于1614年出版了他的名著《奇妙的對數(shù)定律說明書》,向世人公布了他的這項發(fā)明,并且解釋了這項發(fā)明的特點。

所以,納皮爾是當(dāng)之無愧的“對數(shù)締造者”,理應(yīng)在數(shù)學(xué)史上享有這份殊榮。偉大的導(dǎo)師恩格斯在他的著作《自然辯證法》中,曾經(jīng)把笛卡爾的坐標(biāo)、納皮爾的對數(shù)、牛頓和萊布尼茲的微積分共同稱為十七世紀(jì)的三大數(shù)學(xué)發(fā)明。法國著名的數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家拉普拉斯(PierreSimonLaplace,1749-1827)曾說:對數(shù),可以縮短計算時間,“在實效上等于把天文學(xué)家的壽命延長了許多倍”。


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