John Napier: biografia, contribuições e trabalhos - Ciência - 2023

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John napier (1550 - 1617) foi um matemático e escritor teológico escocês conhecido por ter originado o conceito de logaritmos como um dispositivo matemático para auxiliar nos cálculos.

Ele também inventou os chamados "ossos de Napier", usados para se multiplicar mecanicamente dividindo e tomando raízes quadradas e cúbicas. Além disso, ele tornou frequente o uso da vírgula decimal em aritmética e matemática.

Outras contribuições matemáticas foram os mnemônicos para as fórmulas usadas na resolução de triângulos esféricos, além de encontrar expressões exponenciais para funções trigonométricas.

Por outro lado, ele tinha profundo interesse em astronomia e religião; na verdade, ele era um protestante convicto. 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 devido à preocupação de que Felipe II da Espanha pudesse invadir a Escócia. Por meio 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, Escócia. No entanto, não há registros da data exata de seu nascimento.

Ele era filho do proprietário de terras escocês Sir Archibald Napier e de 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.

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

No entanto, acredita-se que ele abandonou a universidade na Escócia para viajar para a Europa continental para continuar seus estudos. Muito de sua atividade nesses anos é desconhecida.

Acredita-se que seu tio Adam Bothwell escreveu uma carta ao pai sugerindo que ele o enviasse à França ou Flandres para continuar seus estudos, razão pela qual Napier talvez tenha tomado a decisão de fazê-lo.

Embora não se saiba como adquiriu a formação em matemática, acredita-se que na sua viagem à Europa continental obteve a sua preparação nesta área. Você provavelmente estudou na Universidade de Paris e também passou um 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 foram transferidas para ele em 1572.

Napier foi quem começou a fazer os arranjos para seu casamento, de modo que naquele mesmo ano ele conseguiu se casar com Elizabeth, 16, filha de James Sterling do clã Sterling.

Napier teve seus primeiros dois filhos com Elizabeth. Então, em 1574, enquanto estava no Gartness, ele se dedicou a administrar as propriedades. Além disso, ele abordou a agricultura de forma científica e experimentou o melhoramento do composto.

Ele se engajou em pesquisas matemáticas durante seu tempo livre e também participou ativamente como um protestante fervoroso. As controvérsias religiosas da época frequentemente dificultavam suas atividades científicas.

Após a morte de sua esposa Elizabeth, Napier casou-se 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 da revelação, através do qual ele tentou prever o Apocalipse.

Em 1593 ele publicou a obra intitulada A descoberta de toda a Revelação de São João; uma obra religiosa escrita com a intenção de influenciar os acontecimentos políticos contemporâneos. O texto foi considerado uma das obras mais relevantes da história eclesiástica escocesa.

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

Napier era membro da assembleia geral da Igreja Escocesa, então em várias ocasiões foi nomeado para falar ao rei escocês sobre o bem-estar da igreja.

Em janeiro de 1594, Napier escreveu uma carta ao rei dedicando sua Revelação de São João. Nesse sentido, aconselhou o rei a reformar as enormidades universais de seu país, a começar pela própria casa, família e tribunal, por meio da frase: “que se faça 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. O maior desses logaritmos está associado ao seu nome.

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

Muito do trabalho de Napier em logaritmos parece ter sido feito enquanto ele vivia em Gartness; aliás, há referências que afirmam que, quando começou a fazer os seus cálculos, o ruído do moinho que se encontrava perto da sua casa perturbou-lhe os pensamentos e não o deixou concentrar.

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

O proeminente matemático inglês Henry Briggs visitou Napier em 1615 para trabalhar em conjunto em uma tabela revisada, que tornava os cálculos manuais muito mais rápidos e fáceis. Dessa forma, os logaritmos encontraram 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 residiu até o último dia de sua vida.

Em 1617, publicou sua última obra, intitulada Rabdologia. Nele ele descobriu um método inovador de multiplicação e divisão com pequenas hastes em um dispositivo que se popularizou, conhecido como "ossos de Napier".

Depois de publicar sua obra, 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 muitas vezes visto como uma espécie de mágico e que se envolvia 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 de logaritmos publicado em 1614 e Construção do maravilhoso cânone de logaritmos, publicado dois anos após sua morte.

Napier foi o primeiro a cunhar o termo dos dois gregos antigos "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 a multiplicação em adição e a divisão em subtração, para que os cálculos matemáticos sejam mais simples.

Napier é o fundador do que hoje é conhecido como "logaritmo natural"; o termo é freqüentemente usado para significar o "logaritmo natural".

Napier Bones

Muitos dos matemáticos da época estavam cientes dos problemas computacionais e se dedicavam a aliviar os profissionais da carga computacional; nesse sentido, Napier ajudou na computação.

O escocês conseguiu inventar um artefato matemático operado manualmente (as barras de numeração), mais conhecido como "ossos de Napier" ou "ábaco de Neperia", que oferecia meios mecânicos para facilitar o cálculo matemático.

O artefato contém tabuadas de multiplicação embutidas nas barras, de forma que a multiplicação pode ser reduzida a adição e a divisão à subtração, para que o trabalho seja mais fácil. O uso mais avançado de hastes pode ser até mesmo para extrair raízes quadradas.

O artefato Napier geralmente inclui uma placa de base com uma borda na qual a pessoa coloca as hastes Napier dentro da borda para realizar a multiplicação ou divisão. A borda esquerda do tabuleiro 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, quadrados na seção transversal com quatro hastes diferentes gravadas em cada um. O conjunto de tais ossos pode ser incluído em uma caixa.

Trigonometria esférica

John Napier também discutiu teoremas sobre trigonometria esférica, que mais tarde ficou conhecido como Regras das peças circulares Napier.

Napier conseguiu reduzir o número de equações usadas para expressar relações trigonométricas de 10 para 2 afirmações gerais. Certas relações trigonométricas, analogias de Napier, também são atribuídas a ele, embora o matemático inglês Henry Briggs aparentemente tenha participado delas.

Embora as origens venham da matemática grega e islâmica, Napier e outros autores mais tarde deram uma forma essencialmente completa ao conceito. 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 de polígonos esféricos (mais especificamente triângulos esféricos) definidos como uma série de grandes círculos que se cruzam na esfera.

Tocam

Descoberta de toda a Revelação de São João

O trabalho intitulado Descoberta de toda a Revelação de São João Foi escrito por John Napier em 1593, dedicado diretamente ao rei James VI da Escócia. Com esse trabalho, Napier se envolveu mais com a vida política e religiosa da época.

Este foi o primeiro trabalho de Napier que o tornou conhecido na Escócia e no continente. Foi reeditado mais de trinta vezes e traduzido para vários idiomas.

Este trabalho foi, em parte, uma resposta às ameaças do Rei Felipe II da Espanha com a intervenção nas Ilhas Britânicas. Por isso Napier pensava que a melhor maneira de evitar esse acontecimento seria por meio de uma mudança nas condições religiosas da Escócia, de modo que seu interesse fosse o próprio rei do país.

Rabdologia

Em 1617, um tratado em latim intitulado Rabdologia interpretada por John Napier. O livro faz 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 divisão em números naturais a operações simples de adição e subtração.

O segundo dispositivo explicado no trabalho era um sistema de mensagens ou "armazenamento de significados" para sua tradução para o latim e consistia em um conjunto de tiras que podiam multiplicar números com vários dígitos mais facilmente do que 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 de publicar este tratado foi a motivação para a confecção de sua invenção, já que os ossos eram fáceis de fabricar e usar. No entanto, o indicador de tempo nunca foi usado porque se acreditava que era muito complexo para fabricar.

Dispositivos de computação em Rabdologia foram ofuscados por seu trabalho sobre logaritmos; acabaram por ser mais úteis e amplamente aplicáveis. Apesar disso, esses dispositivos são exemplos das criações engenhosas de Napier.

Referências

John Napier, Joseph Frederick Scott, (n.d.). Retirado da Britannica.com
John Napier, Wikipedia em inglês, (n.d.). Retirado de wikipedia.org
John Napier, Portal University of St Andrews, Escócia, (n.d.). Retirado de groups.dcs.st-and.ac.uk
John Napier, Portal Famous Scientists, (n.d.). Retirado de famousscientists.org
John Napier, editores de The Famous People, (n.d.). Retirado de thefamouspeople.com