Джон Непер (фото его портрета размещено далее в статье) – шотландский математик, писатель и богослов. Получил известность благодаря созданию концепции логарифмов как математического аппарата для помощи в расчетах.
Джон Непер: биография
Родился в 1550 году в Мерчистон-Касле, близ Эдинбурга (Шотландия), в семье сэра Арчибальда Непера и Дженет Ботуэлл. В возрасте 13 лет Джон поступил в университет Сент-Андруса, но его пребывание там, вероятно, было кратковременным, и он остался без высшего образования.
О ранней жизни Непера мало известно, но полагают, что он ездил за границу, как было принято у отпрысков шотландской знати. Достоверно известно, что к 1571 году он уже вернулся домой и провел всю оставшуюся жизнь либо в Мерчистоне, либо в Гартнессе. В следующем году Джон Непер взял себе в жены Элизабет Стирлинг, которая родила сына и дочь. Через несколько лет после смерти жены в 1579 г. Непер женился на ее родственнице Агнес. Второй брак принес супружеской паре десятерых, дочерей и сыновей поровну. После смерти отца Непера в 1608 году он и его семья переехали в замок Мерчистон в Эдинбурге, где оставался до конца своих дней.
Богословие и изобретательство
Жизнь Джона Непера проходила среди во время острых религиозных распрей. Страстный и бескомпромиссный протестант в отношениях с римской церковью, он не искал милостей и не занимался благотворительностью. Хорошо известно, что король Шотландии Джеймс VI надеялся на восшествие Елизаветы I на английский престол, и было подозрение, что он искал помощи католика Филиппа II, короля Испании, чтобы эта цель была достигнута. Общее собрание шотландской церкви, с которой Непер был тесно связан, просило короля бороться с католиками, и Джон трижды становился членом комитета, который отчитывался королю о благосостоянии церкви и убеждал его в том, что необходимо учинить справедливость против врагов церкви Божией.
Письмо королю
В январе 1594 года Джон Непер обратился к королю Шотландии с письмом, в котором было сформулировано его «Простое объяснение всего откровения святого Иоанна». Работа, которая должна была носить строго научный характер, была рассчитана на то, чтобы оказать влияние на современные события. В ней Непер писал: «Пусть преобразование всеобщей чудовищности вашей страны станет постоянной заботой Вашего Величества, и, в первую очередь, Вашего Величества собственного дома, семейства и суда, а также очищение их ото всех подозрений в папизме, атеизме и нейтралитете, о которых это Откровение предсказывает, что число их должно значительно возрасти в эти последние дни».
Произведение занимает видное место в шотландской церковной истории.
Разработка оружия
После публикации «Простого объяснения» он, похоже, занялся созданием тайных орудий войны. Коллекция рукописей, теперь хранящаяся в Ламбетском дворце в Лондоне, содержит документ, который подписал Джон Непер. Что изобрел шотландский математик понятно из перечня различных устройств, созданных «милостью Божией и трудом мастеров» для защиты своей страны. Среди них –два вида зажигательных зеркал, часть артиллерийского орудия и металлическая колесница, из которой можно производить выстрелы через маленькие отверстия.
Вклад в математику
Джон Непер годы жизни посвятил изучению математики, в частности, созданию методов облегчения вычислений, известнейшим из которых является метод логарифмов, который сегодня носит имя его создателя. Он начал работать над ним, вероятно, уже в 1594 году, постепенно разрабатывая свою вычислительную систему, в которой корни, произведения и частное от деления чисел можно быстро вычислить с помощью таблиц степеней фиксированного числа, используемого в качестве основания.
Его вклад в этот мощный математический инструмент изложен в двух трактатах: Mirifici Logarithmorum Canonis Descriptio («Описание чудесных канонов логарифмов»), опубликованном в 1614 году, а также Mirifici Logarithmorum Canonis Constructio («Создание чудесных канонов логарифмов»), который был напечатан через два года после смерти автора. В первой работе шотландский математик описал шаги, которые привели к его изобретению.
Упрощение вычислений
Логарифмы должны были упростить вычисления, в частности умножение, которое было необходимым для астрономии. Непер обнаружил, что основой для этого расчета были отношения между арифметической прогрессией – последовательностью чисел, каждое из которых вычисляется путем геометрической прогрессии из предшествующего умножением его на постоянный коэффициент, превышающий 1 (например, последовательность 2, 4, 8, 16...), или меньше 1 (например, 8, 4, 2, 1, 1/2...).
В Descriptio, помимо описания характера логарифмов, Джон Непер ограничился перечислением сферы их использования. Он пообещал объяснить способ их построения в более поздней работе. Ею была Constructio, которая заслуживает внимания систематическим использованием десятичной точки для отделения дробной части чисел от целой. Десятичные дроби уже были представлены фламандским инженером и математиком Симоном Стевином в 1586 году, но его нотация была громоздкой. В Constructio часто встречается использование в качестве разделителя точки. Швейцарский математик Юст Бюрги в 1603–1611 годах независимо от шотландского математика изобрел собственную систему логарифмов, которую опубликовал в 1620 г. Но Непер работал над ними раньше Бюрги и приоритет был отдан ему благодаря более ранней дате публикации в 1614 году.
Рабдология и тригонометрия
Хотя изобретение Джоном Непером логарифмов затмевает все другие его работы, ими его вклад в математику не ограничился. В 1617 году он опубликовал свою Rabdologiae, seu Numerationis per Virgulas Libri Duo («Рабдология, или Две книги счета с помощью палочек», 1667), в которой он описал оригинальные методы умножения и деления небольшими продолговатыми стержнями, разделенными поперечными линиями на 9 квадратов с нанесенными на них цифрами. Эти приспособления для счета, известные как палочки Непера, были предтечей логарифмической линейки.
Он также внес важный вклад в сферическую тригонометрию, в частности за счет уменьшения числа уравнений, используемых для выражения тригонометрических отношений, с десяти до двух. Ему также приписывают тригонометрические формулы аналогии Непера, но вполне вероятно, что английский математик Генри Бриггс также участвовал в их составлении.
Умер Джон Непер 4 апреля 1617 года в Мерчистон-Касле.
