18世纪大数学家拉普拉斯曾说对数“用缩短计算的时间来使天文家的寿命加倍”。

什么是对数?

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创始人奈皮尔

数学冷门故事 让无数高中生头疼的对数(1)

图片来源:百度百科

对数的创始人约翰·奈皮尔(John Napier,1550-1617)苏格兰数学家。

在中学的学习中,我们先认识了指数,才开始学习对数,很容易产生一种“对数在指数的基础上发展起来”的错觉。

实际上,对数发现时指数尚未有明确的概念,指数符号也是在20多年后的1637年才由法国数学家笛卡儿(R.Descartes,1596—1650)开始使用。

直到18世纪,瑞士数学家欧拉发现了指数与对数的互逆关系。人们才认识到指数与对数之间的天然关系

对数先于指数发现并运用于研究,是数学史上的珍闻。

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对数函数图像

图片来源:百度百科

由何而起?

对数发现前夕,随着科技的发展,天文学家做了很多的观察,需要进行很多计算,而且要算几个大数的连乘,往往需要花费很长时间

基于这种需求,1594年,奈皮尔运用了独创的方法构造出对数方法

1614年6月,他在爱丁堡出版了第一本对数专著《奇妙的对数表的描述》("Mirifici logarithmorum canonis descriptio"),其中阐明了对数原理,后人称之为纳皮尔对数:Nap logX。

数学冷门故事 让无数高中生头疼的对数(3)

改良与完善

该书的发表引起了另一位数学家亨利·布里格斯(Henry Briggs,1561 - 1630)的极大兴趣。1616年他去拜访奈皮尔,建议将对数改良至以十为基底的对数表以方便使用,这就是后来常用的对数了。

约翰·奈皮尔本人也考虑过这个问题,遗憾的是,他不久后(1617年春天)便去世了。于是,布里格斯竭尽毕生精力完成了改良工作,以10为底列出一个很详细的对数表

另一位发现者

瑞士工程师兼钟表匠茱斯特·比尔吉(Joost Burgi,1552-1632)曾担任著名天文学家开普勒的助手,因此常接触到复杂的天文计算,也产生了化简数值计算的强烈愿望

早于奈皮尔创建了一种对数体系,但由于某些原因,直至1620年才在布拉格匿名发表

所以在对数体系的发明这件事上,世人大多只记住了奈皮尔而鲜少提及比尔吉。

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广泛运用

利用对数这个工具,天文学家们就能够轻松地进行繁琐的大数相乘的运算,从此秀发浓密,天文研究突飞猛进

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伽利略都说:“给我空间、时间及对数,我就可以创造一个宇宙。

除此之外,对数在经济学、统计学、生物学、化学等领域均得到广泛的应用

对数的发明和应用给了我们一个启示,数学理论的发展可以极大程度地推动社会生产、科学技术的进步

所以别再说学数学无用了。学好数学是最有用的

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本文参考资料:

(1)百度百科

(2)《对数的由来,起源及发展》 作者:1点数学

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