2021级高一数学研究性学习小论文
对数概念的形成与发展
高二十七班李梓彤
对数是中学初等数学中的重要内容,那么当初是谁首创“对数”这种高级运算的呢?在数学史上,一般认为对数的发明者是十六世纪末到十七世纪初的苏格兰数学家——纳皮尔。
对数产生于17世纪初叶,为了适应航海事业的发展,需要确定航程和船舶的位置,为了适应天文事业的发展,需要处理观测行星运动的数据,就是为了解决很多位数的数字繁杂的计算而产生了对数恩格斯曾把对数的发明与解析几何学的产生、微积分17世数学的三大成就,给予很高的评价今天随着计算器的普及和电子计算机的广泛使用以及航天航海技术的不断进步,利用对数进行大数的计算功能的历史使命已基本完成,已被新的运算工具所取代。
我国“对数”的名称是这样来的,17世纪中叶以后,对数与对数表传入我国,在1g2=0.30103这样的式子里,2叫做“真数”(这个名称至今不变),而0.30103叫做“假数”,“真数与假数对列成表”,所以叫做“对数表”。后来“假数”这个名称渐渐不用,把0.30103叫做2的“对数”。
当然,纳皮尔所发明的对数,在形式上与现代数学中的对数理论并不完全一样。在纳皮尔那个时代,“指数”这个概念还尚未形成,因此纳皮尔并不是像现行代数课本中那样,通过指数来引出对数,而是通过研究直线运动得出对数概念的。那么,当时纳皮尔所发明的对数运算,是怎么一回事呢?在那个时代,计算多位数之间的乘积,还是十分复杂的运算,因此纳皮尔首先发明了一种计算特殊多位数之间乘积的方法。
让我们来看看下面这个例子: 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、…… 这两行数字之间的关系是极为明确的:第一行表示2的指数,第二行表示2的对应幂。如果我们要计算第二行中两个数的乘积,可以通过第一行对应数字的加和来实现。这两行数字之间的关系是极为明确的:第一行表示2的指数,第二行表示2的对应幂。如果我们要计算第二行中两个数的乘积,可以通过第一行对应数字的加和来实现。
比如,计算64×256的值,就可以先查询第一行的对应数字:64对应6,256对应8;然后再把第一行中的对应数字加和起来:6+8=14;第一行中的14,对应第二行中的16384,所以有:64×256=16384。纳皮尔的这种计算方法,实际上已经完全是现代数学中“对数运算”的思想了。
经过多年的探索,纳皮尔男爵于1614年出版了他的名著《奇妙的对数定律说明书》,向世人公布了他的这项发明,并且解释了这项发明的特点。所以,纳皮尔是当之无愧的“对数缔造者”,理应在数学史上享有这份殊荣。穆尼阁,波兰人,1648年(遣顺治3年)来中国,以对数、三角学等教授方中通、薛凤祚。1653年穆尼阁、薛凤祚合编《比例对数表》,这是我国最早的对数著作。