جان نپر - John Napier - اجتماع اندیشه
خانه / بزرگان تاریخ / جان نپر – John Napier

جان نپر – John Napier

جان نپر
جان نپر

جان نپر ریاضی‌دان و نویسنده دینی اهل اسکاتلند بود که مفهوم لگاریتم را پایه‌ریزی کرد- وی احتمالا در سال ۱۵۹۴ کار بر روی مبحث لگاریتم‌ها را آغاز کرد و در سال ۱۶۱۸ برای نخستین بار منابعی که وی در اشاره به e نوشته‌بود- منتشرشد- یکی از حفره‌های ماه به نام نپر -دهانه- نامگذاری شده‌ است

زندگی جان نپر

جان نپر در در سال 1550م در ادینبورو- پایتخت این کشور و در خانواده‏ای مرفه به دنیا آمد و به رسوم اشرافی انگلستان تربیت یافت. جان نپر وقتی پدرش فقط 16 سال داشت به دنیا آمد- قسمت اعظم زندگی خود را در ملک خانوادگی خود یعنی -کاخ مرچیستون- نزدیک -ادینبورو – اسکاتلند گذراند و عمده انرژی خود را در جدال های سیاسی و مذهبی آن زمان صرف کرد. وی به شدت ضد کاتولیک بود.
وی در دوران جوانی- زمانی که اروپا دستخوش مناقشات دینی بود و نهضت پروتستان سراسر این قاره را در برگرفته بود- سفرهای زیادی به کشورهای اروپایى نمود و به مذهب پروتستان گرایید.در سال 1593 ادعا نامه ای تند و پرخواننده ای علیه کلیسای رم تحت عنوان -کشف ساده ای از کلیه مکاشفات یوحنای قدیس- منتشر- و سعی کرد ثابت کند که پاپ ضد مسیح است. کتاب 21 بار به چاپ رسید- که حداقل 10 بار آن در دوران حیات مولف بود و نپر باور داشت که شهرت وی در بین نسل های بعدی بر مبنای این کتاب خواهد بود.

جان نپر همچنین پیشگویانه از پیداش ماشین های جهنمی جنگی گوناگونی نام برده که طرحها و نمودار هایی با نوشته هایش همراه بود- وی پیشگویی کرد که در آینده آتشباری به وجود می آید که قادر به پاکسازی میدانی به محیط 4 مایل از هر موجود زنده ای با بیش از یک پا بلندی خواهد بود و ابزار های دریانوردی زیر آب و ارابه ای با پوزه جانداری ساخته از آهن به عرصه می آیند که بر هر سو مرگ می پراکند. در جنگ جهانی اول این پیشگویی ها به ترتیب در وجود مسلسل- زیر دریایی و تانک نظامی تحقق پیدا کردند.

شگفت آور نیست که نبوغ و قدرت تجسم نپر بعضی ها را بر آن داشت تا وی را از لحاظ فکری نا متعادل پندارند و برخی دیگر به او به عنوان رواج دهنده سحر و جادو نگاه کنند. داستانهای بسیار و احتمالا بی پایه ای- در تایید این نظریات گفته می شوند. زمانی وی اعلام کرد که خروس سیاه زغالی او برای وی مشخص خواهد کرد که کدامیک از خدمتکارانش از او دزدی می کند. خدمتکاران یک به یک به اتاق تاریکی فرستاده شده بودند- با این دستور که پشت خروس را نوازش کنند. بدون اطلاع خدمتکاران- نپر پشت خروس را به دوده چراغ آغشته کرده بود- و خدمتکار مجرم- در بیم از دست زدن به خروس- با دستهای تمیز باز گشته بود.

مورد دیگری نیز وقتی بود که نپر از دست کبوتر های همسایه که حبوبات او را می خوردند – به تنگ آمده بود. وی تهدید کرد در صورتی که همسایه اش جلوی پرواز این پرندگان را نگیرد- آنها را ضبط خواهد کرد. همسایه- با این تصور که گرفتن کبوتر هایش عملا غیر ممکن است- به نپر گفت که وی مخیر است آنها را بگیرد. روز بعد همسایه شگفت زده کبوتر های خود را تلو تلو خوران روی چمن نپر مشاهده می کند که نپر با خونسردی آنها را در کیسه ای می ریخته است. نپر پرندگان را با پاشیدن نخود فرنگی های آلوده به شراب پیرامون چمن خود مست کرده بوده است.

نپر برای رهایی از مناقشات سیاسی و مذهبی خود را با مطالعه ریاضیات و علوم سرگرم می کرد و نتیجه اش چهار موضوع زیر است که ثمره نبوغ اوست و در تاریخ ریاضیات ثبت شده ا ست :

1- اختراع لگاریتم

2- یاد آور زیرکانه ای- موسوم به قاعده اجزاء مستدیر- برای به دست آوردن دوباره فرمولهایی که در حل مثلث های قایم الزاویه کروی به کار می روند.

3- حداقل دو فرمول مثلثاتی از یک گروه چهار تایی معروف به مشابهات نپر که در حل مثلثهای غیر مشخص کروی مفیدند.

4- اختراع اسبابی موسوم به میله های نپر یا استخوانهای نپر- مفید در ضرب- تقسیم- واستخراج ریشه های دوم اعداد به طور مکانیکی.

نپر بحث خود درباره لگاریتمها را در 1614 در رساله ای تحت عنوان شرح قانون شگفت انگیز لگاریتم ها منتشر کرد. این اثر حاوی جدولی ا ست که لگاریتم سینوس زوایا را برای دقیقه های متوالی یک کمان می دهد. رساله توجه فوری و گسترده ای را برانگیخت- و در سال بعد از انتشار آن هنری بریگز -1631-1561 – استاد هندسه در کالج گرشام در لندن- و بعدا استاد در آکسفورد- به ادینبورو سفر کرد تا مراتب احترام خود را به مخترع کبیر لگاریتم ها ادا کند. در ضمن این ملاقات بود که نپر و بریگز به این توافق رسیدند که جداول در صورت چنان تبدیلی که لگاریتم 1 – 0 و لگاریتم 10 هر توان مناسبی از 10 شود- مفید تر خواهد بود. بدین ترتیب لگاریتم امروزی بریگزی- یا متعارفی- تکوین یافت. این گونه از لگاریتم ها- که اساسا لگاریتم هایی در مبنای 10 می باشند- کارآیی برتر خود را در محاسبات عددی مرهون این حقیقت هستند که دستگاه شمار ما نیز در مبنای 10 است. برای دستگاه شماری که پایه دیگری مانند b داشته باشد- به منظور محاسبات عددی- مناسبتر خواهد بود که جداول لگاریتم نیز در مبنای b باشند.

 

جان نپر
جان نپر

کلمه لگاریتم به معنی -عدد نسبت- است و توسط نپر- بعد از آنکه از اصطلاح عدد ساختگی استفاده کرد- اتخاذ گردید.

بریگز کلمه مانتیس را- که کلمه لاتینی متاخری از ریشه اتروسکی است- معمول کرد- که در اصل به معنی -جمع- یا -پارسنگ- بوده و در قرن 16 معنی -ضمیمه- را یافت. اصطلاح مفسر توسط بریگر نیز پیشنهاد شد و به وسیله ولاک به کار رفت.

اختراع شگفت انگیز نپر در سرتاسر اروپا به گرمی مورد استقبال واقع شد. در نجوم- بویژه- زمان برای چنان اکتشافی بسیار آماده بود. بنا به اظهار لاپلاس- اختراع لگاریتم ها -با کوتاه کردن زحمات- عمر منجمین را دو برابر کرد.-

تنها رقیب نپر در پیش قدمی در اختراع لگاریتم بورگی -1632 – 1552 – ابزار ساز سوییسی بود. بورگی جدولی از لگاریتم ها را مستقل از نپر به تصور در آورده و آنرا ساخت و نتایج کارهای خود را در 1620 شش سال بعد از اینکه نپر کشف خود را به جهانیان اعلام کرده بود- منتشر نمود. گرچه هر دوی آنها ایده لگاریتم را مدتها قبل از انتشار در ذهن خود پروانده بودند- عموما اعتقاد بر این است که این ایده اول بار به ذهن نپر راه یافته بوده است. روش نپر هندسی بود- در حالی که روش بورگی جبری بود. امروزه لگاریتم عموما به عنوان یک نما تلقی می شود.

مشکلی که در ضرب اعداد بزرگ به طور گسترده پیش می آمد- منجر به پیدایش طریقه های مکانیکی برای انجام این فرآیند گردید. اختراع نپر- مشهور به میله های نپر یا استخوانهای نپر در زمان خود بسیار معروف بود- و توسط کاشف آن در اثری به نام مطالعه چوبهای معجزه آسا- منتشره در 1617 تشریح شد.

مرگ

جان نپر سرانجام سه سال پس از انتشار لگاریتم- در چهارم آوریل 1617م در شصت و هفت سالگی درگذشت.

کاربرد لگاریتم و-استفاده از عدد نپر-

بدیهی است که تا نیاز به چیزی احساس نشود ان چیز کشف و اختراع نمیگردد-درواقع هر کدام از علومی که با ان روبرو هستیم هر یک به مقتضای نیازی و با توجه به هدف خاصی پیکربندی شده اند.لگاریتم نیز با توجه به محاسبه های طولانی و ملال اوری که دانشمندان سده های شانزدهم و هفدهم میلادی با ان سروکار داشتند-بوجود امد. این محاسبه ها وقت و نیروی زیادی را از دانشمندان تلف می کرد و همیشه دانشمندان در ذهن داشتند که چطور می شود بدون انجام چنین محاسبات پیچیده و دشواری و ان هم در کمترین زمان به جواب مطلوب دست یابند.گفته می شود که حتی در قرن هشتم هندی ها با محاسبات مربوط به لگاریتم اشنایی داشتند اما این کلمه و مفهوم مربوط می شود به قرن شانزدهم.جدول هایی نیز در این زمینه بوجود امد و شاید همین تلاش ها و نیازها بود که سرانجام به کشف لگاریتم انجامید تا انجا که دو دانشمند به طور همزمان و بدون اینکه از کار یکدیگر اگاه باشند موفق به کسب چنین افتخاری گشتند-اولی جان نپر و دیگری بورگی.

نپر مخترع اولین جدول های لگاریتمی درباره انگیزه خود چنین می گوید:-تا جایی که می توانستم کوشیدم تا از مشکلات و خستگی مربوط به محاسبات که کسالت و دلتنگی ناشی از ان عده ی زیادی را از مطالعه ریاضی می ترساند رهایی یابم.-

 

جان نپر
جان نپر

حقیقتا لگاریتم علاوه براینکه امکان میدهد عملیاتی را اجرا نماییم که بدون کمک لگاریتم به اشکال زیاد بر می خورد.-مثلا استخراج ریشه ی درجه دلخواه-محاسبات را فوق العاده اسان و سریع می سازد. شاید هیچوقت نپر فکر نمی کرد که جدول هایی را که برای ساده کردن محاسبات طولانی تنظیم کرد-جرقه ای این چنین را در ریاضیات ایجاد کند. ابداع لگاریتم در قرن شانزدهم و هفدهم بزرگترین پیشرفت در حساب بوده است.و قبل از اختراع کامپیوتر از مهمترین ابداعات بحساب می اید.لگاریتم حساب دریانوردی را سامان بخشید.کاربرد ان در علوم و مهندسی و همچنین نجوم نباید انکار کرد.بدین ترتیب که محاسبات اعشاری در نجوم-دریانوردی و مثلثات را ممکن ساخت. لگاریتم های معمولی اغلب در فرمول های علمی بکار می روند-مثلا:شدت زلزله بر حسب ریشتر. لگاریتم در هنر نیز کاربرد پیدا میکند.میدانیم در موسیقی برای بیان فشار صوت از دسیبل-decibel-استفاده می شود. اصطلاح دسیبل که در بسیاری از مباحث فیزیک موسیقی و نیز به هنگام استفاده از اعمال ضبط و افکت در استودیوهای موسیقی کاربرد دارد درواقع از یک محاسبه ی لگاریتمی فوق العاده اسان قابل محاسبه است. کاربردهای لگاریتم در موسیقی در اینجا پایان نمی یابد. مثلا لگاریتم در بیان سطح فشار صوت-sound pressure level- کاربرد می یابد که در ان از معیاری به spl یا سطح فشار صوت استفاده می شود. همچنین ساوار موسیقیدان و فیزیکدان فرانسوی که واحد سنجش فواصل موسیقی به نام اوست با استفاده از خاصیت های لگاریتم -لگاریتم حاصلضرب برابر است با حاصل جمع لگاریتم ها-توانست فواصل موسیقی را با هم جمع یا تفریق کند.بعدها برای اینکه جمع و تفریق ان ها از حالت اعشاری خارج شود واحد-سناوار-را مرسوم کردند. از مهمترین کاربرد های لگاریتم می توان به کاربرد ان در علم زلزله شناسی اشاره نمود.مشکلات زیادی در اندازه گیری بیشینه ی دامنه وجود داشت که به توصیه گوتنبرگ دانشمند برجسته ی زمین لرزه شناسی اندازه گیری ان بصورت لگاریتم اعشاری انجام شد-امروزه در رابطه ی مقیاس بندی ریشتر و محاسبه ی بزرگی زلزله به لگاریتم بر می خوریم. سال ها بعد چارلز ریشتر زلزله شناس امریکایی یک مقیاس لگاریتمی را برای سنجش زلزله تعیین کرد که هنوز هم مورد استفاده است و به نام خودش -ریشتر-معروف است.زلزله شناسان نیز انرزی ازاد شده بوسیله زلزله-دامنه و فاصله ی زلزله-کانون زلزله-را با محاسبات لگاریتمی اندازه گیری می کنند-البته بزرگی زلزله یک درجه قراردادی است اما می توان از طریق ان و بطور نسبی زمین لرزه ها را با یکدیگر مقایسه نمود.- اما باید گفت پرکاربردترین علمی که از لگاریتم در ان استفاده می شود شیمی تجزیه است.در شیمی تجزیه بارها و بارها با لگاریتم و عمل لگاریتم گیری مواجه می شویم.از ان جمله می توان به استفاده از لگاریتم در اندازه گیری های PH و توابع P و معادله دبای هوکل که با استفاده از ان جمله می توان ضرایب فعالیت یون ها را از طریق بار و میانگین اندازه انها محاسبه کرد-اشاره نمود. امروزه لگاریتم در حسابداری و در تعیین بهره مرکب و نیز مسایل مالی کاربرد فراوانی یافته است.همان زمان که لگاریتم اختراع شده بود اویلر رابطه بین عددeو بهره مرکب را دریافت و فهمید که حد بهره به سمت عددی متناسب-یا مساوی در شرایط خاص-که همان عددe است میل می کند. همچنین از لگاریتم در مدلسازی و بازاریابی سهمی استفاده می شود.-مدلسازی ایجاد الگو و تمثیلی برای تجسم واقعیت های خارجی است که در مسایل مربوط به ریاضیات و حسابداری کاربرد دارد.- کاربرد های لگاریتم تنها به موارد اشاره شده در این جا ختم نمی شود.چنانچه لگاریتم در علوم زیستی -نجوم و در اخترشناسی جهت اندازه گیری فاصله بین ستارگان و سیاره ها-امار.علوم کامپیوتر-زمین شناسی و…. نیز چه بسا کاربرد دیگری را که در اینده از لگاریتم شاهد خواهیم بود.

این گفته لاپلاس بی اساس نیست که میگوید :-اختراع لگاریتم کار محاسبه ی چند ماهه را تا چند روزه کوتاه ساخته-گویا که عمر منجمین را دو چندان می سازد.-

لاپلاس-این ریاضیدان بزرگ درباره ی منجمان صحبت می نماید زیرا انها با محاسبات بخصوص پیچیده و خسته کننده روبرو می شوند. شاید او نمی دانست که نه تنها طول زندگی اختر شناسان بلکه دریانوردان- بازرگانان- موسیقیدانان- شیمیدانان- ریاضیدانان- زمین شناسان و حتی همه ی انسان های کره زمین را چند برابر کرد.

 

منبع :

mathcool.blogfa.com

راسخون

ویکی پدیا

مطلب پیشنهادی

خسرو شاهانی

خسرو شاهانی – Khosrow Shahani

خسرو شاهانی طنزنویس- داستان‌نویس و خبرنگاری بود که با نشریاتی همچون توفیق- فکاهیون- گل آقا …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دو − 1 =