对数概念的形成与发展

L

16世纪末至17世纪初的时候,当时在自然科学领域（特别是天文学）的发展上经常遇到大量精密而又庞大的数值计算,于是数学家们为了寻求化简的计算方法而发明了对数.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。 纳皮尔当时是一位天文爱好者，为了简化计算，他多年潜心研究大数字的计算技术，终于独立发明了对数。

苏格兰数学家约翰•纳皮尔,他在1594年第一次提出了对数的概念。但是，对数的真正发明和宣布又花了20年的时间：1614年，纳皮尔出版了《奇妙的对数定律说明书》—书，这本书列出了对数表及其使用的公式。

此后不久，1617年，英国数学家亨利•布里吉斯（HenryBriggs)(1561—1630)出版了《1000以内的对数》一书，介绍了常用对数（即以10的幂为基础的对数）的理论。

最后，瑞士数学家布尔基（JoostBiirgi,1552—1632)自成体系，在1620年出版了《算术和几何发展史》一书，这是一本介绍对数的发现的德语书。

这些发现有几处不同：纳皮尔使用的是代数的方法；布尔基使用的是几何的方法。这些发现与我们现在使用的常用对数和自然对数有所不同。纳皮尔和布尔基都没有提到布里吉斯讲述的东西一一对数的根值的概念。

1624年，布里吉斯写了《对数算术》,译成英文是一书，将他的常用对数表从1扩展到2万，又从9万扩展到10万。 但是，对对数的研究并没有到纳皮尔、布里吉斯或布尔基的研究为止。自然对数最终从纳皮尔最初的研究中发展起来。

英国数学家约翰•沃利斯（JohnWallis，1616—1703)在1685年出版的《代数论》一书中将对数定义为指数。苏格兰数学家约翰•纳皮尔可能因他对对数作出的贡献而闻名于世，但是，他还是一种叫做“纳皮尔算筹”的工具的发明者。 这是一些刻在动物骨头或木头上的乘法表。威廉•斯奇卡（WilhelmSchickard)最后根据“纳皮尔算筹”制成了第一个计算器，这是一种可以进行力口、减，在外力辅助下还可以进行乘或除运算的装置。纳皮尔还是另外一项发现的“始作俑者”。

1621年，英国数学家神职人员威廉•奥特雷德在现代的手握式靠电池操作的计算器和太阳能计算器发明之前，在“纳皮尔算筹”的基础上发明的计算尺和计算系统一直使用了好|几个世纪。 根据纳皮尔的对数原理制成了计算尺（一种在手握式计算器开始流行之前很长时间就已开始使用的一种尺子样的仪器）。奥特雷德不仅发明了标准的直线式计算尺，而且还发明了圆形计算尺，这是一种非常有用的工具，一直广泛使用了三百多年。

对数被誉为数学计算领域的三大发明之一（另两个是阿拉伯数字和十进制），经过数学家们的研究和完善，它早已融入到日常生活的每个角落，例如，我们经常接触的分贝、pH值、星等、里氏震级等都是用对数表示的。

对数在计算中无可替代的地位也就一去不复返。但对数的概念及对数函数的种种性质，不仅没有退出历史舞台，相反，在现代数学和其他科学领域中的作用却有增无减，一直占据着重要的位置。

噪声的度量、恒星亮度的确定、地震等级的划分、乐曲音度的标示、溶液酸碱度的测定等等，这些人类对很多外界刺激的感知，往往用的是对数的尺度。火箭速度的计算公式以及数学中种种重要的表达式，同样离不开对数。对数从计算的有力工具向科学的重要方法的转化，在数学的发展史中留下了浓墨重彩的篇章，记录着人类社会不断发展进步的光辉历程。这一人类文明的瑰宝，值得大家认真学习和深刻领悟。

高一六班

文振超