John Napier: Biografia, Contribuições e Obras

John Napier (1550 – 1617) foi um matemático e escritor teológico escocês conhecido por ter dado origem ao conceito de logaritmos como um dispositivo matemático para auxiliar nos cálculos.

Ele também inventou os chamados “ossos de Napier”, usados ​​para multiplicar mecanicamente dividindo e adquirindo raízes quadradas e cúbicas. Além disso, ele fazia uso frequente do ponto decimal em aritmética e matemática.

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Por gravação por Samuel Freeman (1773-1857) [Domínio público], via Wikimedia Commons

Outras contribuições matemáticas foram a mnemônica para as fórmulas utilizadas na resolução de triângulos esféricos, além de encontrar expressões exponenciais para funções trigonométricas.

Por outro lado, ele tinha interesses profundos em astronomia e religião; De fato, ele era um protestante incondicional. Através de seu trabalho intitulado Revelação de São João, ele foi capaz de ser franco e intransigente com a Igreja Católica e influenciou as ações políticas contemporâneas da Igreja.

Napier conseguiu intervir na mudança da situação religiosa escocesa por causa da preocupação de que Filipe II da Espanha pudesse invadir a Escócia. Através de seu trabalho, Napier conseguiu ganhar reputação não apenas na Escócia, mas também no resto da Europa Ocidental.

Biografia

Primeiros anos

John Napier, também chamado Napier Neper, nasceu em 1550 no Castelo Merchiston, perto de Edimburgo, na Escócia. No entanto, não há registros da data exata de seu nascimento.

Ele era filho do proprietário escocês Sir Archibald Napier e sua mãe Janet Bothwell, filha do político e juiz Francis Bothwell e irmã de Adam Bothwell, que mais tarde se tornou bispo de Orknet. Seu pai tinha apenas 16 anos quando John Napier nasceu.

Por ser membro da nobreza na época, ele recebeu aulas particulares de educação formal e educação aos 13 anos até ser enviado para o St. Salvator’s College em St. Andrews.

No entanto, acredita-se que ele deixou a universidade na Escócia para viajar para a Europa continental para continuar seus estudos. Grande parte de sua atividade é desconhecida naqueles anos.

Acredita-se que seu tio Adam Bothwell tenha escrito uma carta a seu pai sugerindo que ele a enviasse para a França ou Flandres para continuar seus estudos, e é por isso que Napier pode ter decidido fazê-lo.

Embora não haja conhecimento de como ele adquiriu seu treinamento em matemática, acredita-se que em sua viagem à Europa continental ele tenha obtido sua preparação nessa área. Você provavelmente estudou na Universidade de Paris e também passou algum tempo na Itália e na Holanda.

Família

Em 1571, Napier retornou à Escócia e três anos depois comprou um castelo em Gartness com apenas 21 anos de idade. A maioria das propriedades da família de seu pai foi transferida para ele em 1572.

Napier foi quem começou a fazer os arranjos de seu casamento, e no mesmo ano conseguiu se casar com Elizabeth, 16 anos, filha de James Sterling, do clã Sterling.

Napier teve seus dois primeiros filhos com Elizabeth. Então, em 1574, enquanto estava em Gartness, ele se dedicou ao gerenciamento das propriedades. Além disso, ele abordou a agricultura de maneira científica e experimentou a melhoria do fertilizante.

Ele se envolveu em pesquisas matemáticas durante seu tempo livre, além de participar ativamente como protestante inflamado. As controvérsias religiosas da época frequentemente impediam suas atividades científicas.

Após a morte de sua esposa Elizabeth, Napier se casou com Agnes Chisholm, com quem teve mais dez filhos.

Igreja e teologia

Sob a influência dos sermões do clérigo inglês Christopher Goodman, ele desenvolveu uma forte leitura contra o papa. Além disso, ele usou o Livro do Apocalipse, através do qual ele tentou prever o Apocalipse.

Em 1593, ele publicou o trabalho intitulado A descoberta de toda a Revelação de São João ; uma obra religiosa escrita com a intenção de influenciar eventos políticos contemporâneos. O texto foi considerado um dos trabalhos mais relevantes da história eclesiástica escocesa.

Por outro lado, Tiago VI, da Escócia, esperava suceder Isabel I ao trono inglês e suspeitava-se de que ele havia procurado a ajuda do católico Filipe II da Espanha para alcançar esse objetivo.

Napier era membro da assembléia geral da Igreja Escocesa, por isso foi repetidamente designado para se dirigir ao rei escocês em relação ao bem-estar da igreja.

Em janeiro de 1594, Napier enviou ao rei uma carta que forma a dedicação de sua Revelação de São João . Nesse sentido, ele aconselhou o rei a reformar as enormidades universais de seu país, começando com sua própria casa, família e corte, através da frase: “faça-se justiça contra os inimigos da igreja de Deus”.

Trabalhos matemáticos

Napier dedicou a maior parte de seu tempo livre ao estudo da matemática e, em particular, a métodos para facilitar a computação. Seu nome está associado ao maior desses logaritmos.

Em 1594, ele começou a trabalhar em logaritmos, desenvolvendo gradualmente seu sistema de computador. Com isso, raízes, produtos e coeficientes podem ser rapidamente determinados a partir de tabelas que mostram potências de um número fixo usado como base.

Grande parte do trabalho de Napier sobre logaritmos parece ter sido feito enquanto vivia em Gartness; De fato, há referências que afirmam que, quando ele se preparava para realizar seus cálculos, o barulho do moinho perto de sua casa perturbava seus pensamentos e não o deixava se concentrar.

Finalmente, em 1614, ele discutiu os logaritmos no texto intitulado Uma descrição da maravilhosa tabela de logaritmos, que ele publicou primeiro em latim e depois em inglês.

O proeminente matemático inglês Henry Briggs visitou Napier em 1615 para trabalhar juntos em uma tabela revisada, que executava os cálculos manualmente com muito mais rapidez e facilidade. Dessa forma, os logaritmos encontraram a aplicação em vários campos, incluindo astronomia e outras áreas da física.

Últimos anos

Após a morte de seu pai, Napier mudou-se para o Castelo Merchistin, em Edimburgo, com sua família. Lá ele viveu até o último dia de sua vida.

Em 1617, ele publicou seu último trabalho, intitulado Rabdología. Nele, ele descobriu um método inovador de multiplicação e divisão com pequenas varetas em um dispositivo que se tornou popular, conhecido como “os ossos de Napier”.

Depois de publicar seu trabalho, ele morreu em 4 de abril de 1617, aos 67 anos. Ele morreu sob os efeitos da gota; um tipo de artrite devido ao excesso de ácido úrico no corpo.

Além de seus interesses matemáticos e religiosos, acredita-se que Napier era frequentemente percebido como uma espécie de mágico e que ele se aventurava no mundo da alquimia e da necromancia; Além disso, acredita-se que ele estava envolvido em uma caça ao tesouro.

Contribuições

Logaritmos

As contribuições para esta poderosa invenção matemática estavam contidas em dois tratados: Descrição do maravilhoso cânone dos logaritmos publicado em 1614 e Construção do maravilhoso cânone dos logaritmos, publicado dois anos após sua morte.

Napier foi o primeiro a cunhar o termo dos dois antigos gregos “logos”, que significa proporção e “arithmos”, que significa número, que juntos formam a palavra “logaritmo”.

Para o escocês, os logaritmos foram projetados para simplificar os cálculos, especialmente a multiplicação, como os necessários em astronomia, dinâmica e outras áreas da física.

Os logaritmos transformam multiplicação em soma e divisão em subtração, para que os cálculos matemáticos sejam mais simples.

Napier é o fundador do que hoje é conhecido como “logaritmo neperiano”; O termo é frequentemente usado para significar o “logaritmo natural”.

Ossos de Napier

Muitos dos matemáticos do momento estavam cientes dos problemas do computador e se dedicaram a aliviar os praticantes do ônus do cálculo; Nesse sentido, Napier ajudou na computação.

O escocês conseguiu inventar um dispositivo matemático de operação manual (barras de numeração), mais conhecido como “ossos de Napier” ou “ábaco neperiano”, que oferecia meios mecânicos para facilitar o cálculo matemático.

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Por Stephencdickson [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], do Wikimedia Commons

O artefato contém tabelas de multiplicação incorporadas nas barras, para que a multiplicação possa ser reduzida a adição e divisão por subtração, para facilitar o trabalho. O uso mais avançado das hastes pode até ser extrair raízes quadradas.

O artefato Napier geralmente inclui uma placa de base com uma aresta na qual a pessoa coloca as hastes Napier dentro da aresta para executar a multiplicação ou divisão. A borda esquerda do quadro é dividida em 9 quadrados (com números de 1 a 9).

As hastes Napier consistem em tiras de madeira, metal ou papelão pesado; Por outro lado, os ossos de Napier são tridimensionais, com uma seção quadrada com quatro hastes diferentes gravadas em cada uma. O conjunto desses ossos pode ser incluído em um caso.

Trigonometria esférica

John Napier também discutiu teoremas sobre trigonometria esférica, que mais tarde foram conhecidas como Regras de Peças Circulares de Napier .

Napier conseguiu reduzir o número de equações usadas para expressar relações trigonométricas de 10 para 2 afirmações gerais. Ele também é creditado com certas relações trigonométricas, analogias de Napier, embora aparentemente o matemático inglês Henry Briggs tenha participado delas.

Enquanto as origens vêm da matemática grega e islâmica, Napier e outros autores mais tarde deram ao conceito uma forma essencialmente completa. A trigonometria esférica é importante para cálculos em astronomia, geodésia e navegação.

A trigonometria lida com as relações entre as funções trigonométricas dos lados e os ângulos dos polígonos esféricos (mais especificamente os triângulos esféricos) definidos como uma série de grandes círculos que se cruzam na esfera.

Trabalhos

Descoberta de toda a Revelação de São João

A obra intitulada Descoberta de toda a Revelação de São João foi escrita por John Napier em 1593, dedicada diretamente ao rei Jaime VI da Escócia. Através deste trabalho, Napier conseguiu se envolver mais na vida política e religiosa da época.

Este foi o primeiro emprego de Napier que o levou a ganhar reputação na Escócia e no continente. Foi reeditado mais de trinta vezes e traduzido em vários idiomas.

Este trabalho foi, em parte, uma resposta às ameaças do rei Filipe II da Espanha com a intervenção nas Ilhas Britânicas. Por esse motivo, Napier achou que a melhor maneira de evitar esse evento seria através de uma mudança nas condições religiosas da Escócia, de modo que seu interesse tinha sido o rei do país.

Rabdology

Em 1617, um tratado latino intitulado Rabdology de John Napier foi publicado em Edimburgo . O livro fornece uma descrição detalhada dos dispositivos para ajudar e facilitar o trabalho de cálculos aritméticos.

Napier explica em seu trabalho que os próprios dispositivos não usam logaritmos, mas são ferramentas para reduzir a multiplicação e a divisão em números naturais a simples operações de adição e subtração.

O segundo dispositivo explicado no trabalho era um sistema de mensagens ou “reserva de significados” para sua tradução para o latim e consistia em um conjunto de tiras que podiam multiplicar os números de vários dígitos mais facilmente do que os ossos.

Para explicar o terceiro dispositivo, ele usou um tabuleiro de xadrez como grade e contadores que se movem no tabuleiro para realizar aritmética binária.

A intenção de Napier em publicar este tratado foi a motivação para a fabricação de sua invenção, uma vez que os ossos eram fáceis de fabricar e usar. No entanto, o indicador de tempo nunca foi usado porque se acreditava ser muito complexo de fabricar.

Os dispositivos de computador em Rabdology foram ofuscados por seu trabalho em logaritmos; Eles se mostraram mais úteis e amplamente aplicáveis. Apesar disso, esses dispositivos são um exemplo das criações engenhosas de Napier.

Referências

  1. John Napier, Joseph Frederick Scott, (sd). Retirado de Britannica.com
  2. John Napier, Wikipedia em inglês, (nd). Retirado de wikipedia.org
  3. John Napier, Portal da Universidade de St. Andrews, Escócia, (sd). Retirado de groups.dcs.st-and.ac.uk
  4. John Napier, portal famoso dos cientistas, (sd). Retirado de famousscientists.org
  5. John Napier, editores de The Famous People, (sd). Retirado de thefamouspeople.com

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