Simon Stevin

La sixième Définition. Un nombre entier est soit une unité, soit une multitude composée d'unités.

Simon Stevin, parfois appelé Stevinus, était un mathématicien, physicien et ingénieur militaire flamand. Il a apporté diverses contributions dans de nombreux domaines de la science et de l'ingénierie, à la fois théoriques et pratiques. Il a également traduit diverses terminologies mathématiques en néerlandais, faisant de cette langue l'une des rares langues européennes dans laquelle le mot pour les mathématiques, wiskunde wis et kunde, c'est-à-dire « la connaissance de ce qui est certain », n'était pas un emprunt au grec mais un calque via le latin. Il a également remplacé le mot chemie, le néerlandais pour chimie, par scheikunde « l'art de la séparation », créé en analogie avec wiskunde.

Biographie

On sait très peu de choses avec certitude sur la vie de Stevin et ce que nous savons est principalement déduit d'autres faits enregistrés. La date exacte de naissance ainsi que la date et le lieu de sa mort sont incertains. On suppose qu'il est né à Bruges puisqu'il s'est inscrit à l'Université de Leiden sous le nom de Simon Stevinus Brugensis signifiant « Simon Stevin de Bruges ». Son nom s'écrit généralement Stevin, mais certains documents concernant son père utilisent l'orthographe Stevijn prononciation. C'est un décalage orthographique normal au XVIe siècle en néerlandais. La mère de Simon, Cathelijne ou Catelyne, était la fille d'une famille riche d'Ypres. Son père Hubert était un poorter de Bruges. Cathelijne s'est plus tard mariée avec Joost Sayon qui était impliqué dans le commerce des tapis et de la soie et membre de la schuttersgilde Sint-Sebastiaan. Par ce mariage, Cathelijne est devenue membre d'une famille calviniste et Simon a probablement été élevé dans la foi calviniste.

On croit que Stevin a grandi dans un environnement relativement aisé et a reçu une bonne éducation. Il a probablement été éduqué dans une école latine de sa ville natale.

Les voyages de Simon Stevin

Stevin a quitté Bruges en 1571 apparemment sans destination particulière. Stevin était très probablement calviniste car un catholique n'aurait probablement pas accédé à la position de confiance qu'il a occupée plus tard auprès de Maurice, Prince d'Orange. On suppose qu'il a quitté Bruges pour échapper à la persécution religieuse des protestants par les dirigeants espagnols. Sur la base de références dans son ouvrage « Wisconstighe Ghedaechtenissen » Mémoires mathématiques, on en a déduit qu'il aurait d'abord dû se déplacer à Anvers où il a commencé sa carrière en tant que commis d'un marchand. Certains biographes mentionnent qu'il a voyagé en Prusse, Pologne, Danemark, Norvège et Suède et dans d'autres parties du nord de l'Europe, entre 1571 et 1577. Il est possible qu'il ait complété ces voyages sur une plus longue période. En 1577, Simon Stevin est retourné à Bruges et a été nommé greffier de la ville par les échevins de Bruges, fonction qu'il a occupée de 1577 à 1581. Il a travaillé dans le bureau de Jan de Brune de la Brugse Vrije, la châtellenie de Bruges.

La raison de son retour à Bruges en 1577 n'est pas claire. Cela aurait pu être lié aux événements politiques de cette période. Bruges a été le théâtre d'un conflit religieux intense. Les catholiques et les calvinistes ont alternativement contrôlé le gouvernement de la ville. Ils s'opposaient généralement les uns aux autres mais collaboraient occasionnellement pour contrecarrer les dictats du roi Philippe II d'Espagne. En 1576, un certain niveau de tolérance religieuse officielle a été décrété. Cela pourrait expliquer pourquoi Stevin est retourné à Bruges en 1577. Plus tard, les calvinistes ont saisi le pouvoir dans de nombreuses villes flamandes et ont emprisonné les clercs catholiques et les gouverneurs séculiers favorables aux dirigeants espagnols. Entre 1578 et 1584, Bruges a été gouvernée par les calvinistes.

Simon Stevin aux Pays-Bas

En 1581, Stevin a quitté sa Bruges natale et s'est installé à Leiden où il a fréquenté l'école latine. Le 16 février 1583, il s'est inscrit, sous le nom de Simon Stevinus Brugensis signifiant « Simon Stevin de Bruges », à l'Université de Leiden, qui avait été fondée par William le Silencieux en 1575. Là, il s'est lié d'amitié avec le deuxième fils et héritier de William le Silencieux, le Prince Maurice, Comte de Nassau. Stevin est répertorié dans les registres de l'Université jusqu'en 1590 et n'a apparemment jamais obtenu son diplôme.

Suite à l'assassinat de William le Silencieux et à l'accession du Prince Maurice à la charge de son père, Stevin est devenu le principal conseiller et précepteur du Prince Maurice. Le Prince Maurice a demandé ses conseils en de nombreuses occasions et l'a nommé agent public – d'abord directeur de la soi-disant « waterstaet » l'autorité gouvernementale pour les travaux publics, en particulier la gestion de l'eau à partir de 1592, et plus tard quartier-maître général de l'armée des États-Généraux. Le Prince Maurice a également demandé à Stevin de fonder une école d'ingénierie au sein de l'Université de Leiden.

Stevin s'est installé à La Haye où il a acheté une maison en 1612. Il s'est marié en 1610 ou 1614 et avait quatre enfants. On sait qu'il a laissé une veuve avec deux enfants à sa mort à Leiden ou à La Haye en 1620.

• Statue de Simon Stevin par Eugène Simonis, sur le Simon Stevinplein [nl] à Bruges
• Statue de Stevin détail
• Détail de la statue : Diagramme du plan incliné
• Détail de la statue montrant des expériences sur l'équilibre hydrostatique

Découvertes et inventions

Stevin est responsable de nombreuses découvertes et inventions. Il a été un pionnier du développement et de l'application pratique de la science liée à l'ingénierie telle que les mathématiques, la physique et la science appliquée comme l'ingénierie hydraulique et l'arpentage. On croyait longtemps qu'il avait inventé les fractions décimales jusqu'au milieu du XXe siècle, mais les chercheurs ont découvert plus tard que les fractions décimales avaient déjà été introduites par le savant islamique médiéval al-Uqlidisi dans un livre écrit en 952. De plus, un développement systématique des fractions décimales a été donné bien avant Stevin dans le livre Miftah al-Hisab écrit en 1427 par Al-Kashi.

Ses contemporains ont été particulièrement frappés par son invention du soi-disant yacht terrestre, un carrosse avec des voiles, dont un modèle a été conservé à Scheveningen jusqu'en 1802. Le carrosse lui-même avait été perdu bien avant. Autour de l'année 1600, Stevin, avec le Prince Maurice d'Orange et vingt-six autres, a utilisé le carrosse sur la plage entre Scheveningen et Petten. Le carrosse était propulsé uniquement par la force du vent et a acquis une vitesse qui dépassait celle des chevaux.

Gestion des voies navigables

Le travail de Stevin dans le waterstaet impliquait des améliorations aux écluses et aux déversoirs pour contrôler les inondations, des exercices en ingénierie hydraulique. Les moulins à vent étaient déjà utilisés pour pomper l'eau, mais dans Van de Molens Sur les moulins, il a suggéré des améliorations, notamment l'idée que les roues devraient se déplacer lentement avec un meilleur système d'engrènement des dents d'engrenage. Ces améliorations ont triplé l'efficacité des moulins à vent utilisés pour pomper l'eau des polders. Il a reçu un brevet pour son innovation en 1586.

Philosophie de la science

L'objectif de Stevin était de susciter un deuxième âge de sagesse, au cours duquel l'humanité aurait récupéré toutes ses connaissances antérieures. Il en a déduit que la langue parlée à cette époque aurait dû être le néerlandais, car, comme il l'a démontré empiriquement, dans cette langue, plus de concepts pouvaient être indiqués avec des mots monosyllabiques que dans toutes les langues européennes qu'il avait comparées. C'était l'une des raisons pour lesquelles il a écrit tous ses ouvrages en néerlandais et a laissé la traduction à d'autres. L'autre raison était qu'il voulait que ses ouvrages soient pratiquement utiles aux personnes qui ne maîtrisaient pas le langage scientifique courant de l'époque, le latin. Grâce à Simon Stevin, la langue néerlandaise a obtenu son vocabulaire scientifique approprié tel que « wiskunde » « kunst van het gewisse of zekere » l'art de ce qui est connu ou ce qui est certain pour les mathématiques, « natuurkunde » l'« art de la nature » pour la physique, « scheikunde » l'« art de la séparation » pour la chimie, « sterrenkunde » l'« art des étoiles » pour l'astronomie, « meetkunde » l'« art de la mesure » pour la géométrie.

Géométrie, physique et trigonométrie

Stevin a été le premier à montrer comment modéliser les polyèdres réguliers et semi-réguliers en délimitant leurs cadres dans un plan. Il a également distingué les équilibres stables des équilibres instables.

Stevin a contribué à la trigonométrie avec son livre, De Driehouckhandel.

Dans LE PREMIER LIVRE DES ÉLÉMENTS DE L'ART DE PESER, La deuxième partie : Des propositions, Page 41, Théorème XI, Proposition XIX, il a dérivé la condition pour l'équilibre des forces sur les plans inclinés en utilisant un diagramme avec une « couronne » contenant des masses rondes espacées régulièrement reposant sur les plans d'un prisme triangulaire voir l'illustration à côté. Il a conclu que les poids requis étaient proportionnels aux longueurs des côtés sur lesquels ils reposaient en supposant que le troisième côté était horizontal et que l'effet d'un poids était réduit de la même manière. Il est implicite que le facteur de réduction est la hauteur du triangle divisée par le côté le sinus de l'angle du côté par rapport à l'horizontale. Le diagramme de preuve de ce concept est connu sous le nom d'« Épitaphe de Stevinus ». Comme l'a noté E. J. Dijksterhuis, la preuve de Stevin de l'équilibre sur un plan incliné peut être critiquée pour utiliser le mouvement perpétuel pour impliquer une réduction à l'absurde. Dijksterhuis dit que Stevin « a intuitivement utilisé le principe de conservation de l'énergie ... bien longtemps avant qu'il ne soit formulé explicitement. »:54

Il a démontré la résolution des forces avant Pierre Varignon, ce qui n'avait pas été remarqué auparavant, même si c'est une simple conséquence de la loi de leur composition.

Stevin a découvert le paradoxe hydrostatique, qui énonce que la pression dans un liquide est indépendante de la forme du récipient et de la surface de la base, mais dépend uniquement de sa hauteur.

Il a également donné la mesure de la pression sur une portion donnée du côté d'un récipient.

Il a été le premier à expliquer les marées en utilisant l'attraction de la lune.

En 1586, il a démontré que deux objets de poids différent tombent avec la même accélération.

Théorie musicale

La première mention du tempérament égal liée à la douzième racine de deux en Occident est apparue dans le manuscrit inachevé de Simon Stevin Van de Spiegheling der singconst vers 1605, publié à titre posthume trois cents ans plus tard en 1884 ; cependant, en raison de l'insuffisance de la précision de son calcul, beaucoup des nombres pour la longueur de corde qu'il a obtenus étaient éloignés d'une ou deux unités des valeurs correctes. Il semble avoir été inspiré par les écrits du luthiste italien et du théoricien musical Vincenzo Galilei, père de Galilée, ancien élève de Gioseffo Zarlino.

Comptabilité

La comptabilité en partie double aurait pu être connue de Stevin, car il a été commis à Anvers dans ses plus jeunes années, soit pratiquement, soit par l'intermédiaire des ouvrages d'auteurs italiens tels que Luca Pacioli et Gerolamo Cardano. Cependant, Stevin a été le premier à recommander l'utilisation de comptes impersonnels dans le ménage national. Il l'a mise en pratique pour le Prince Maurice et l'a recommandée à l'homme d'État français Sully.

Fractions décimales

Stevin a écrit un livret de 35 pages intitulé De Thiende « l'art des dixièmes », d'abord publié en néerlandais en 1585 et traduit en français sous le titre La Disme. Le titre complet de la traduction anglaise était Decimal arithmetic: Teaching how to perform all computations whatsoever by whole numbers without fractions, by the four principles of common arithmetic: namely, addition, subtraction, multiplication, and division. Les concepts mentionnés dans le livret incluaient les fractions unitaires et les fractions égyptiennes. Les mathématiciens musulmans ont été les premiers à utiliser les décimales au lieu des fractions à grande échelle. Le livre Key to Arithmetic d'Al-Kashi, écrit au début du XVe siècle, a été le stimulus pour l'application systématique des décimales aux nombres entiers et à leurs fractions. Mais personne n'a établi leur utilisation quotidienne avant Stevin. Il pensait que cette innovation était si importante qu'il a déclaré que l'introduction universelle de la monnaie décimale, des mesures et des poids n'était qu'une question de temps.

Sa notation est plutôt maladroite. Le point séparant les entiers des fractions décimales semble être l'invention de Bartholomaeus Pitiscus, dans ses tables trigonométriques 1612 où il apparaît et a été accepté par John Napier dans ses articles logarithmiques 1614 et 1619.

Stevin a imprimé de petits cercles autour des exposants des différentes puissances de un dixième. Que Stevin ait eu l'intention que ces chiffres encerclés désignent de simples exposants est clair du fait qu'il a employé le même symbole pour les puissances de quantités algébriques. Il n'a pas évité les exposants fractionnaires ; seuls les exposants négatifs ne figurent pas dans son travail.

Stevin a écrit sur d'autres sujets scientifiques – par exemple l'optique, la géographie, l'astronomie – et un certain nombre de ses écrits ont été traduits en latin par W. Snellius Willebrord Snell. Il existe deux éditions complètes en français de ses ouvrages, toutes deux imprimées à Leiden, l'une en 1608, l'autre en 1634.

Mathématiques

Stevin a écrit son Arithm