约翰·纳皮尔:用鸡断案的数学家

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  约翰·纳皮尔(John Napier,1550-1617),苏格兰数学家、神学家,1550年出生于苏格兰爱丁堡附近的小镇梅奇斯顿(Merchiston),是梅奇斯顿城堡的第八代地主,他一生研究数学,对数字计算特别有研究,他的兴趣在于球面三角学的运算,而球面三角学乃因天文学的发展而兴起的,他重新建立了用于解球面直角三角形的10个公式的巧妙记法——圆的部分法则(“纳皮尔圆部法则”),建立了解球面非直角三角形的两个公式——“纳皮尔比拟式”,发明了做乘除法用的“纳皮尔算筹”,此外,他还发明了纳皮尔尺,这种尺子可以机械地进行数的乘除运算和求数的平方根。
  而约翰,纳皮尔主要的数学成就,则是发明对数运算,那时候天文学家在进行天文学研究时,需要进行很多非常繁琐的计算,工作量大得让他们苦不堪言,伤透脑筋,因此他们向约翰,纳皮尔求助,寻求更为简捷的运算方法,由此拉开了对数运算发现的序幕,而约翰·纳皮尔完成这个发现过程花费了他整整20年的工夫,1614年6月他在爱丁堡出版的第一本对数专著《奇妙的对数表的捕述》中阐明了对数原理,后人称为纳皮尔对数:Nap logX.1616年亨利·布里格斯(H.Briggs.1561-16301去拜访纳皮尔,建议将对数改良为以10作底,可惜纳皮尔于隔年春天去世,所以这项工作后来就由布罩格斯以毕生精力完成,布里格斯以10为底列出一个很详细的对数表,这也就是后来的常用对数表_自从有了对数,天文学家就可省去一半计算时间,难怪著名的天体力学专家拉普拉斯会说:“对数的发明简化了计算,使天文学家的寿命增加了一倍,”约翰·纳皮尔也因此青史留名。
  有趣的是,约翰·纳皮尔不仅在数学研究方面有卓越的成就,据说生活中的他也机智过人,下面的这则小故事就能反映出他的聪慧:
  初春的某一天,梅奇斯顿城堡显得与往常有些不同,原因是纳皮尔很生气,他祖父留给他的一块怀表不见了,经初步判断,小偷就在城堡里的仆人中,可仆人们在主人的责问中都低着头,谁也不吭声,可以想像,要找出这个不老实的仆人并不容易,不过纳皮尔并不着急,他的视线落在了院子里追逐玩耍的公鸡身上,这使他眼前一亮,有了主意的纳皮尔随即郑重其事指着一只毛色光亮的黑公鸡对仆人们说:“你们不要认为没人承认我就查不出来,这是我从外国买来的一只有特异本领的神鸡,它能告诉我谁是小偷,现在我把它放在一个暗箱里,你们每个人都要把手伸进暗箱在公鸡的背上拍一下,如果你拿了那只怀表,那么它就会打鸣。”
  随后,纳皮尔神秘地筹划准备了一番之后,开始让仆人们挨个操作,所有人都摸了暗箱里的黑公鸡,这只所谓的神鸡却一直都没有啼叫,这是怎么回事呢?大家都很纳闷,这时胸有成竹的纳皮尔让管家检查每个人的手掌,大家才恍然大悟,原来纳皮尔用烟灰涂在封了嘴的公鸡的背上,让不知情的仆人们去摸,其中那个做贼心虚的小偷,不敢去拍公鸡的背,所以只有他的手掌是干净的,而这恰恰反映了他的不清白。
  真相大白了,你是否从中也得到了一些启迪:“神鸡”并不存在,而纳皮尔巧妙利用“神鸡”断案的思维却是值得我们学习的,
  
  责任编辑/沈红艳
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