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(log10等于多少)-log1到log10的值
对数,数学,皮尔(log10等于多少)-log1到log10的值
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
有一次,纳皮尔听农民反映“有来路不明的怪物啃坏了农田”,就发明了一种大炮,能够将周长4英里(约为6.4千米)的田地中体型超过1英尺的生物全部消灭。
在煤矿工作的矿工反映“矿里涌出了地下水,我们没法继续工作”,纳皮尔就发明了能够将矿坑内的积水排出,控制矿坑内水位高度的螺旋推进器。早在16世纪,他就发明了能在水中转动螺旋翼的技术!
用现在的话来说,纳皮尔算是一个发明家。不仅如此,他还是一名为了帮助他人而施展才华的优秀工程师。
纳皮尔还开发了包括潜水艇、战车在内的许多武器,这些想来也是为了让领地内的人民感到安全放心而发明的。
那时的欧洲,处于一个战乱的年代。苏格兰人民十分畏惧当时全欧洲最强的国家——西班牙,会从海上侵略自己。
向神秘莫测的计算世界进发
当时的欧洲正处于战乱年代,同时也正处于大航海时代的高潮。欧洲资源贫瘠,想要发展,只能前往新的大陆寻找资源。西班牙等列强利用当时最先进的技术,建造了大型船舰,竞相在世界各大洋中开辟新航路,争夺霸权。
各个大国想要寻找的是印度。当年,印度拥有许多欧洲人喜爱的产品作物。哥伦布受命于西班牙女王,出海远行,最终能够发现美洲大陆,也是因为想要从西方开辟一条通往印度的航路。纳皮尔想必也经常听人提及航海的话题吧。
在当时的背景下,航海天文历和海难也是各个天文台最热门的话题。所谓“航海天文历”,指的是预测天体运行的历法。在当今社会每年也都会发行新版,但在过去那个没有计算器的年代,需要大量运算作支撑的航海天文历是很不精准的。
因为航海天文历准确性过低,出海远航的船员们往往会束手无策。他们需要观测出准确的时间及天体位置,并同航海天文历进行对照,从而得出自己当前所处的大概位置。如果航海天文历不准确,他们就会判断失误,驶向错误的方向。这在当时就意味着必将遇难,也就是死亡。
请你闭上眼睛,简单想象一下。
现在,你行驶在一片漆黑的太平洋的正中央,原本十天之前就应该抵达目的地了,然而一天又一天过去,你却一直看不到陆地的影子。
这天晚上,你幸运地看到了星星。
你拿出了六分仪(用来测量角度的仪器),把星星的位置翻来覆去地测量了好几遍,又看了看表,记录了现在的时间。没有问题。于是你把这些数据拿去和航海天文历一一对照,为了避免出错,你还多算了几次。
然而,尽管你是如此的谨慎细致,到了第二天早上,你还是没有看到本应早就抵达的陆地。你能看见的,只有远方无尽的海平面……就这样,你在漫无尽头的汪洋中漂泊着,最终,船员们也一个接一个地葬身鱼腹。
在发明对数之前,皮尔一直在研究“球面三角学”。
在类似于地球这样的球体表面出现的三角形被称为球面三角形。球面上连接两点的最短曲线被看作是直线。由这样的直线形成的三角形就是球面三角形。研究其“边长”“角度”关系的学系就是球面三角学。
在大航海时代想要远洋航海,就需要计算出发地和目的地之间的距离,也就是说需要计算所谓的球面弧长。
纳皮尔在研究过程中,建立了“纳皮尔比拟式”和纳皮尔圆部法则”。
球面三角学的计算中,会出现天文学的相关计算。第10页的图片是一个题例,由地球上两地间的经纬度来计算两地间的距离。而大家都很熟悉正弦(sin)函数、余弦(cos)函数等的三角函数,它们彼此间的相乘运算是非常复杂的。
天文学家们需要准确的航海天文历。然而,编写天体运行历法的每一个过程,都需要计算。想要预测天体的运动,就必须要计算真正意义上的“天文级数字”。而且每年都必须重新计算一次。
天文学家们纷纷哀号:“这是不可能完成的任务!”
当纳皮尔发现天文学家面对庞大的计算量袖手旁观时,肯定非常义愤填膺吧,他一定会觉得“难道真的没有办法了吗?” 同时,他恐怕还想象过命丧汪洋的船员们的痛苦挣扎,因而感到万分焦虑吧。
最后,他终于选择挺身而出。
“好,那就由我来让航海天文历的计算变得更简单。”
这时,纳皮尔已经44岁了。400年以前,44岁已经算是步入人生的晚年了。他在这个随时都有可能离开人世的年纪,选择踏上前往神秘计算世界的旅途,并且还是孤身一人。仅这一点,已经足够震撼人心了。
使用对数,能够将乘法运算转换为加法运算
在此,我将对对数进行简单的说明。所谓对数,是运算上的一种转换系统,是能够把乘法运算转换为加法运算,将除法运算转换为减法运算的方法。
举一个简单的例子。
“1000×100”的结果在草稿纸上就能算出来,同时,我们也可以通过将“1000”和“100”的“0”相加,得出答案为“100000”。
也就是说,把“1000”看作是“10”的三次方,把“100”看作是“10”的平方,将三次方和平方的3与2相加即可得出答案。
纳皮尔注意到了这一数字的法则,总结出了对数的概念。
在此,希望大家注意的,是“乘法运算转变为加法运算”这一点。计算“1000×100”的话,使用乘法运算确实会更快,但如果数字位数较大、需要手动计算时,使用加法运算明显会更加简单。
如果,按照将100看作2、将1000看作3的思路,将各种数字转换为其他数字,并制作出一览表的话,就能够将乘法运算转换为加法运算,使得计算变得更为简单。
纳皮尔想要做的,简单而言,就是制作出能够将乘法运算转换为加法运算的机制(算法)。
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