John Napier |
Vietsciences-Trần Điển Ngọc 25/03/04 |
John Napier (1550 - 1617) : cứu tinh của những nhà thiên văn học
Cha của ông, Archibald Napier cưới vợ khi mới 15 tuổi vào năm 1549. Mẹ của ông, Janet Bothwell là em của Giám mục địa phận Orkney. Gia đình ông giàu có, và đã làm chủ ít nhất là hai lâu đài (Merchiston và Gartness) và nhiều ruộng đất (xin xem giai thoại về John Napier, Nguyễn Vũ Ngân Hà). Năm 1575, cha của ông đã được nâng lên hàng quý tộc và năm 1582 được cử làm Giám đốc xưởng đúc tiền Hoàng gia. John Napier chắc đã được sang Pháp du học và có thể đã theo học Ðại học Paris. Ông cũng có qua Ý và Hòa Lan Ông trở về Tô cách lan năm 1571, dự lễ cưới khi cha của ông bước đi bước nữa. Năm sau đến lượt ông lập
gia đình và xây tòa lâu đài Gartness. Ông cùng bà vợ dọn về lâu đài đó năm 1574. Sách có chép là ông chăm sóc đồng cỏ và ruộng đất rất khéo, áp dụng các hiểu biết rất khoa học vào ngành canh nông. Ông dùng một loại muối để bón phân vừa rẻ tiền, vừa công hiệu. Nhờ đó, đồng cỏ xanh tốt hơn và vườn bắp của ông có thu hoạch cao hơn cách bón phân thú vật dùng cùng thời đó ở Tô cách lan. Ngoài việc trông coi sản nghiệp gia đình, ông dành thì giờ nghiên cứu, tìm tòi. Tại Gartness, ông có một căn nhà nằm ngoài lâu đài, cạnh một cái thác nước nhỏ, để làm thư phòng và chỗ nghiên cứu. Người ta được biết đến John Napier trước hết như một tín đồ Tin lành, say mê đạo và không chấp nhận các giáo lý khác. Ông đã viết quyển Plaine Discovery of the Whole Revelation of Saint John (1593) để, như ông đã ghi trong lời tựa "chống lại âm mưu áp đặt quyền lực của Giáo hoàng trên hòn đảo (chỉ Anh quốc) này." Quyển sách này đã nêu cao tên tuổi của ông ở Anh, cũng như ở Âu châu lúc đó. Ông có thể đã phát minh thêm một số chiến cụ giúp việc phòng vệ đất nước. Theo tài liệu có mang chữ ký của ông hiện tàng trữ tại Dinh Lambeth, Luân đôn, ông đã chế ra hai loại kính phản chiếu mới, dùng để đốt tàu buồm địch, hai kiểu đại pháo, và một loại xe bọc sắt do ngựa kéo, có lỗ châu mai để lính núp bên trong bắn ra.
Theo cách ông giải thích, ông dùng hai đoạn thẳng, đoạn thẳng AB có chiều dài cố định và nửa đường thẳng A'X có chiều dài vô định về phía X. Một động tử M chạy trên AB, khởi đầu từ A và động tử tương ứng M' chạy trên A'X, khởi đầu từ A' Cả hai động tử có cùng một vận tốc ban đầu, và cùng tiến về phía tay mặt. M chạy trên AB với vận tốc bằng khoảng cách MB, và M' chạy trên A'X với một vận tốc đều. Nếu đặt đoạn A'M' là y, và đặt đoạn B là x, theo Napier, chúng ta sẽ có: y = Napier log x . Sau này người ta dùng ký hiệu y = Log x (log là ký hiệu của logarithme thập phân, base 10). Napier chọn chiều dài đoạn AB bằng 107, và ông khởi hành từ điểm A với vận tốc 107 và đi với vận tốc bằng khoảng cách MB. Ngay lúc đó một động tử M' khởi hành từ điểm A' và di chuyển với vận tốc 107. Napier nhận xét rằng khi dùng những khoảng thời gian lập lại đều đặn, x tăng theo độ tăng hình học, và y tăng theo độ tăng số học thì theo ông, y là logarithme của x.
Dựa trên bảng cho trị số sinus một góc  hay nhất lúc bấy giờ có đến 7 số lẻ (cực đại của sinus A là 1). Năm 1614 ông cho xuất bản quyển Mirifici Logarithmorum Canonis Descriptio (Diễn tả tiêu chuẩn tuyệt diệu của Logarithme) sách này được dịch ra tiếng Anh năm 1616. Tập sách thứ nhì Mirifiit Logarithmorum Canonis Constructio (Cách thiếp lập tiêu chuẩn tuyệt diệu của Logarithme) được xuất bản năm 1619, hai năm sau khi ông mất.. Trong quyển đầu, Napier chỉ cách áp dụng Logarithme để đơn giản hóa các phép tính với các số hạng thật lớn dùng trong thiên văn. Trong cuốn thứ nhì, ông giải thích cách ông đã theo để thiết lập bảng Logarithme. Mùa hè năm 1615, Henry Briggs, một nhà toán học người Anh sau khi đọc cuốn sách Diển tả đã đi trong suốt 4 ngày, từ Luân đôn lên Edinburgh để gặp Napier. Hai người đã làm việc chung với nhau trong một tháng về Logarithme [2], vì Briggs đã có ý định thiết lập bảng logarithme trong hệ thập phân với các trị số log 1 = 0 và log 10 =1, nghĩa là log 10 lũy thừa n = n . Mùa hè năm sau, Briggs lại trở lên Edinburgh làm việc tiếp. Ðến năm 1617, Briggs chưa kịp lên Edinburgh thì Napier đã qua đời. Trong những năm cuối của
cuộc đời Napier có nghiên cứu thêm về lượng giác cầu. Ông đã rút số hệ
Képler nhờ có bảng Logarithme của Napier mà đã tính toán nhanh hơn, có thì giờ so sánh, nghiên cứu. Chính Napier, trong bài tựa sách Mirifici logarithmorum canonis descriptio đã viết là ông cũng hy vọng bảng Logarithme của ông sẽ giúp các nhà khảo cứu làm toán nhanh hơn, có nhiều thì giờ rảnh hơn, và tránh được các lỗi lầm trong những bài tính dài giòng và khúc mắc. Hai trăm năm sau Napier, nhà toán học Laplace đã nhìn nhận "Logarithme của Napier đã rút ngắn thời gian làm tính, và đã kéo dài đời sống của các nhà thiên văn học." Thành ra ghi nhận Napier là cứu tinh của các nhà thiên văn cũng không phải là nói quá vậy.
Ghi chu':[1] Tên của ông lúc đầu viết theo cách hồi thời đó là Jhon, còn họ thì ghi theo rất nhiều cách viết khác nhau như Napeir, Nepair, Nepeir, Neper hay Néper, Napare, Naper, Naipper. Họ Napier chỉ xuất hiện về sau này. Nhưng tên Néper của ông rất được nhiều người biết ở Pháp, nhất là trong ngành toán học và thiên văn học, qua Logarithme népérien. [2] Trong khi logarithme của Briggs dùng base 10, thì Logarithme của Napier (Logarithme népérien) dùng base 1/e (chứ không phải base "e" như nhiều người nghĩ) "e" là một số đặc biệt cũng như p (3, 1415 ...) trong công thức tính diện tích hay chu vi vòng tròn. e = 2,71828 ... với số lẻ dài vô tận. "e" là giới hạn của dãy số (suite) sau, khi "n" tiến tới vô cực. e = 2 + 1/2 + 1/(2*3) + 1/(2*3*4) + 1/(2*3*4*5) + ... = 2 + ∑ (1/n!) Leibniz dùng ký hiệu "b" để chỉ trị sô' "e" khi ông dịch sách của Napier.
Tài liệu tra cứu:
Ayoub. R "What is a Naperian logarithm ?" America Mathematiques Monthly 100 (1993), 351-364. Bruce, I. "Napier's Logarithms." American Journal of Physics 68 (2000), 148. Bryden, D. J. 1002. Napier's bones : a history and instruction manual. London: Publisher unknown. Gridgeman. N. T. "John Napier and the history of logarithms." Scripta Math. 29 (1973) 49-65. Gibson. G. A. "Napier and the invention of logarithms." In E M Horsburgh (ed.). Napier Tercentenary Celebration : Handbook of the exhibition (Edinburgh, 1914) Boston : MIT Press - Reprint 1984. pp. 1-16. J.F.S. Biography in Encyclopaedia Britannica. p. 506-7 Napier.M. 1904. Memoirs of John Napier of Merchiston, his lineage, life, and times, with a history of the invention of logarithms (Edinburgh, 1904).
© http://vietsciences.free.fr Trần Điển Ngọc |
|||||||