Simon Stevin

Шестое определение. Целое число — это либо единица, либо составленное множество единиц.

Simon Stevin, иногда называемый Stevinus, был фламандским математиком, физиком и военным инженером. Он внес различные вклады во многие области науки и техники, как теоретические, так и практические. Он также перевел различные математические термины на голландский язык, сделав его одним из немногих европейских языков, в котором слово для обозначения математики, wiskunde (wis и kunde, т. е. «знание того, что достоверно»), было не заимствованием из греческого, а калькой через латынь. Он также заменил слово chemie, голландское слово для химии, на scheikunde «искусство разделения», созданное по аналогии с wiskunde.

Биография

О жизни Стевина известно очень мало с определенностью, и большая часть того, что мы знаем, выводится из других записанных фактов. Точная дата рождения и дата и место смерти неопределенны. Предполагается, что он родился в Брюгге, поскольку он поступил в Лейденский университет под именем Simon Stevinus Brugensis, что означает «Simon Stevin из Брюгге». Его имя обычно пишется как Stevin, но в некоторых документах, касающихся его отца, используется написание Stevijn. Это обычный сдвиг в написании в голландском языке XVI века. Мать Саймона, Cathelijne или Catelyne, была дочерью богатой семьи из Ипра. Ее отец Hubert был бюргером Брюгге. Позже Cathelijne вышла замуж за Joost Sayon, который был вовлечен в торговлю коврами и шелком и был членом гильдии schuttersgilde Sint-Sebastiaan. Через свой брак Cathelijne стала членом семьи кальвинистов, и Саймон, вероятно, был воспитан в кальвинистской вере.

Считается, что Stevin вырос в относительно благополучной среде и получил хорошее образование. Он, вероятно, обучался в латинской школе в своем родном городе.

Путешествия Simon Stevin

Stevin покинул Брюгге в 1571 году, очевидно, без определенного пункта назначения. Stevin, вероятно, был кальвинистом, поскольку католик вряд ли поднялся бы на ту позицию доверия, которую он позже занимал при Maurice, Prince of Orange. Предполагается, что он покинул Брюгге, чтобы избежать религиозного преследования протестантов испанскими правителями. На основе ссылок в его работе «Wisconstighe Ghedaechtenissen» (Математические воспоминания) можно предположить, что он сначала переехал в Антверпен, где начал свою карьеру в качестве клерка торговца. Некоторые биографы упоминают, что он путешествовал в Пруссию, Польшу, Данию, Норвегию и Швецию и другие части Северной Европы между 1571 и 1577 годами. Возможно, что эти путешествия он совершил в течение более длительного периода времени. В 1577 году Simon Stevin вернулся в Брюгге и был назначен городским клерком aldermen of Bruges, должность, которую он занимал с 1577–1581 года. Он работал в офисе Jan de Brune из Brugse Vrije, castellany of Bruges.

Почему он вернулся в Брюгге в 1577 году, неясно. Это могло быть связано с политическими событиями того периода. Брюгге был сценой интенсивного религиозного конфликта. Католики и кальвинисты поочередно контролировали правительство города. Они обычно противостояли друг другу, но иногда сотрудничали, чтобы противостоять приказам King Philip II of Spain. В 1576 году был издан указ об определенном уровне официальной религиозной толерантности. Это может объяснить, почему Stevin вернулся в Брюгге в 1577 году. Позже кальвинисты захватили власть во многих фламандских городах и заключили в тюрьму католических священнослужителей и светских губернаторов, поддерживавших испанских правителей. Между 1578 и 1584 годами Брюгге управлялась кальвинистами.

Simon Stevin в Нидерландах

В 1581 году Stevin покинул свой родной Брюгге и переехал в Leiden, где посещал латинскую школу. 16 февраля 1583 года он поступил под именем Simon Stevinus Brugensis, что означает «Simon Stevin из Брюгге», в Лейденский университет, основанный William the Silent в 1575 году. Здесь он подружился со вторым сыном и наследником William the Silent — Prince Maurice, the Count of Nassau. Stevin указан в реестрах университета до 1590 года и, похоже, никогда не выпускался.

После убийства William the Silent и вступления Prince Maurice в должность своего отца, Stevin стал главным советником и наставником Prince Maurice. Prince Maurice просил его совета по многим вопросам и сделал его государственным служащим — сначала директором так называемого «waterstaet» — государственного органа по общественным работам, особенно по управлению водой с 1592 года, а позже генерал-квартирмейстером армии States-General. Prince Maurice также попросил Stevin основать инженерную школу в составе Лейденского университета.

Stevin переехал в The Hague, где купил дом в 1612 году. Он женился в 1610 или 1614 году и имел четырех детей. Известно, что при его смерти в Leiden или The Hague в 1620 году он оставил вдову с двумя детьми.

• Статуя Simon Stevin работы Eugène Simonis на Simon Stevinplein в Брюгге
• Статуя Stevin (деталь)
• Деталь статуи: диаграмма наклонной плоскости
• Деталь статуи, показывающая эксперименты по гидростатическому равновесию

Открытия и изобретения

Stevin ответственен за многие открытия и изобретения. Он был пионером развития и практического применения инженерной науки, такой как математика, физика и прикладная наука, такая как гидротехника и геодезия. Долгое время считалось, что он изобрел десятичные дроби до середины XX века, но исследователи позже обнаружили, что десятичные дроби уже были введены средневековым исламским ученым al-Uqlidisi в книге, написанной в 952 году. Более того, систематическое развитие десятичных дробей было дано задолго до Stevin в книге Miftah al-Hisab, написанной в 1427 году Al-Kashi.

Его современники были больше всего поражены его изобретением так называемой сухопутной яхты, экипажа с парусами, модель которого была сохранена в Scheveningen до 1802 года. Сам экипаж был потерян задолго до этого. Около 1600 года Stevin с Prince Maurice of Orange и двадцатью шестью другими людьми использовал экипаж на пляже между Scheveningen и Petten. Экипаж приводился в движение исключительно силой ветра и достигал скорости, которая превышала скорость лошадей.

Управление водными путями

Работа Stevin в waterstaet включала улучшение шлюзов и водосливов для контроля наводнений, упражнения в гидротехнике. Мельницы уже использовались для откачивания воды, но в Van de Molens (О мельницах) он предложил улучшения, включая идеи о том, что колеса должны двигаться медленнее с улучшенной системой зацепления зубьев передачи. Эти улучшения утроили эффективность мельниц, используемых при откачивании воды из полдеров. Он получил патент на свое изобретение в 1586 году.

Философия науки

Целью Stevin было вызвать второй век мудрости, в котором человечество восстановит все свои прежние знания. Он вывел, что язык, на котором говорили бы в этом веке, должен был быть голландским, потому что, как он показал эмпирически, на этом языке можно было обозначить больше понятий односложными словами, чем на любом из европейских языков, которые он сравнивал. Это была одна из причин, по которой он писал все свои произведения на голландском языке и оставил их переводы другим. Другой причиной было то, что он хотел, чтобы его произведения были практически полезны для людей, которые не овладели общим научным языком того времени — латынью. Благодаря Simon Stevin голландский язык получил свой надлежащий научный словарь, такой как «wiskunde» («kunst van het gewisse of zekere» — искусство известного или достоверного) для математики, «natuurkunde» (искусство природы) для физики, «scheikunde» (искусство разделения) для химии, «sterrenkunde» (искусство звезд) для астрономии, «meetkunde» (искусство измерения) для геометрии.

Геометрия, физика и тригонометрия

Stevin был первым, кто показал, как моделировать правильные и полуправильные многогранники, очерчивая их каркасы на плоскости. Он также различал устойчивое и неустойчивое равновесие.

Stevin внес свой вклад в тригонометрию своей книгой De Driehouckhandel.

В ПЕРВОЙ КНИГЕ ЭЛЕМЕНТОВ ИСКУССТВА ВЗВЕШИВАНИЯ, Вторая часть: О предложениях, Страница 41, Теорема XI, Предложение XIX, он вывел условие равновесия сил на наклонных плоскостях, используя диаграмму с «венком», содержащим равномерно расположенные круглые массы, покоящиеся на плоскостях треугольной призмы (см. иллюстрацию сбоку). Он пришел к выводу, что требуемые веса были пропорциональны длинам сторон, на которых они покоились, предполагая, что третья сторона была горизонтальной, и что эффект веса уменьшался аналогичным образом. Неявно вытекает, что коэффициент снижения — это высота треугольника, разделенная на сторону — синус угла стороны по отношению к горизонтали. Диаграмма доказательства этой концепции известна как «Эпитафия Стевинуса». Как отметил E. J. Dijksterhuis, доказательство Stevin равновесия на наклонной плоскости можно критиковать за использование вечного движения для подразумевания reductio ad absurdum. Dijksterhuis говорит, что Stevin «интуитивно использовал принцип сохранения энергии ... задолго до того, как он был сформулирован явно».:54

Он продемонстрировал разложение сил раньше Pierre Varignon, что не было замечено ранее, хотя это простое следствие закона их композиции.

Stevin открыл гидростатический парадокс, который утверждает, что давление в жидкости независимо от формы сосуда и площади основания, но зависит исключительно от его высоты.

Он также дал формулу для давления на любую часть стенки сосуда.

Он был первым, кто объяснил приливы, используя притяжение луны.

В 1586 году он продемонстрировал, что два объекта разного веса падают с одинаковым ускорением.

Музыкальная теория

Первое упоминание о равномерной темперации, связанной с двенадцатым корнем из двух на Западе, появилось в незаконченной рукописи Simon Stevin Van de Spiegheling der singconst около 1605 года, опубликованной посмертно три сотни лет спустя в 1884 году; однако из-за недостаточной точности его расчета, многие из полученных им чисел для длины струны отличались на одну или две единицы от правильных значений. Он, похоже, был вдохновлен сочинениями итальянского лютниста и теоретика музыки Vincenzo Galilei, отца Galileo Galilei, когда-то ученика Gioseffo Zarlino.

Бухгалтерский учет

Бухгалтерский учет двойной записью, возможно, был известен Stevin, поскольку в молодые годы он был клерком в Антверпене, либо практически, либо посредством произведений итальянских авторов, таких как Luca Pacioli и Gerolamo Cardano. Однако Stevin был первым, кто рекомендовал использование безличных счетов в национальном хозяйстве. Он претворил это в жизнь для Prince Maurice и рекомендовал это французскому государственному деятелю Sully.

Десятичные дроби

Stevin написал 35-страничный буклет под названием De Thiende (искусство десятых), впервые опубликованный на голландском языке в 1585 году и переведенный на французский язык как La Disme. Полное название английского перевода было «Десятичная арифметика: обучение выполнению всех вычислений, какие бы то ни было, целыми числами без дробей, по четырем принципам обычной арифметики: а именно сложению, вычитанию, умножению и делению». Концепции, указанные в буклете, включали единичные дроби и египетские дроби. Мусульманские математики были первыми, кто в большом масштабе использовал десятичные дроби вместо дробей. Книга Al-Kashi «Key to Arithmetic» была написана в начале XV века и была стимулом для систематического применения десятичных дробей к целым числам и их дробям. Но никто не установил их ежедневное использование до Stevin. Он считал это изобретение столь значительным, что объявил универсальное введение десятичной валюты, мер и весов просто вопросом времени.

Его обозначение довольно громоздко. Точка, разделяющая целые числа и десятичные дроби, кажется, является изобретением Bartholomaeus Pitiscus, в чьих тригонометрических таблицах 1612 года она встречается, и была принята John Napier в его логарифмических работах 1614 и 1619 годов.

Stevin напечатал маленькие кружки вокруг показателей различных степеней одной десятой. Что Stevin намеревался обозначить эти обведенные цифры просто показателями, ясно из того факта, что он использовал один и тот же символ для степеней алгебраических величин. Он не избегал дробных показателей; только отрицательные показатели не появляются в его работе.

Stevin писал на других научных предметах — например, оптике, географии, астрономии — и ряд его произведений были переведены на латынь W. Snellius (Willebrord Snell). Существуют два полных издания на французском языке его произведений, оба напечатанные в Leiden, одно в 1608 году, другое в 1634 году.

Математика

Stevin написал свой Arithm