マーチストンのジョン・ネイピア(/ˈneɪpi.ər/ネイピー・アー; [ 1 ]ラテン語ではIoannes Neper;1550年2月1日- 1617年4月4日)は、マーベラス・マーチストンという愛称で知られるスコットランドの地主で、数学者、物理学者、天文学者としても知られていた。彼はマーチストンの第8代領主であった。ネイピアは対数の発見者として最もよく知られている。彼はまた、ネイピアの骨という計算装置を発明し、算術における小数点の使用を普及させた。
ネイピアの生家であるエディンバラのマーチストン・タワーは現在、エディンバラ・ネイピア大学の施設の一部となっている。エディンバラのプリンセス・ストリート・ガーデンの西端にあるセント・カスバート教区教会には、彼の記念碑がある。 [ 2 ]
ネイピアの父はマーチストン城のサー・アーチボルド・ネイピアで、母は政治家で判事のフランシス・ボスウェルの娘ジャネット・ボスウェル[ 3 ]で、後にオークニー司教となったアダム・ボスウェルの妹だった。ジョン・ネイピアが生まれた時、アーチボルド・ネイピアは16歳だった[ 3 ] 。

ネイピアの幼少期の教育に関する記録はないが、幼少期に個人指導を受けていたと多くの人が考えている。13歳でセント・アンドリュースのセント・サルバトール・カレッジに入学した。入学時期が近づくにつれ、宗教改革によって旧信者と増加するプロテスタントの間で争いが生じたこともあり、大学が提供する教育の質は低下した。ジョン・ネイピアがセント・アンドリュースで教育を修了したことを示す記録はない。[ 4 ] 1560年12月5日に叔父のアダム・ボスウェルがジョン・ネイピアの父に宛てた手紙の中で「ジョンをフランスかフランドルの学校に送ってください。彼は家では良いことを学べません」と助言したことから、ネイピアは教育をさらに深めるためにスコットランドを離れたと考えられている。[ 5 ]ネイピアがヨーロッパのどの大学に通っていたかは不明だが、1571年にスコットランドに戻ったときにはギリシャ語に堪能だった。当時、ギリシャ語はヨーロッパの大学では一般的に教えられていなかった言語である。この時期にパリやジュネーブの一流大学に在籍していたことを示す記録もない。[ 6 ] [ 4 ]
1571年、21歳のネイピアはスコットランドに戻り、1574年にガートネスの城を購入した。1608年に父親が亡くなると、ネイピアと家族はエディンバラのマーチストン城に移り住み、そこで残りの人生を過ごした。彼はエディンバラ市内にも、ロイヤル・マイル近くのボースウィックズ・クローズに不動産を所有していた。[ 7 ]

1596年6月7日、ネイピアは「この島の防衛のために今日において有益かつ必要な秘密の発明」という論文を書いた。彼は、遠距離から船に対して使用する2種類の燃焼鏡、特殊な砲弾、マスケット銃に耐える金属製の戦車について説明している。[ 8 ]
ネイピアは67歳で、マーチストン城の自宅で痛風の影響で亡くなった。彼はエディンバラのセント・ジャイルズ教会の墓地に埋葬された。セント・ジャイルズ教会の墓地が国会議事堂建設のために失われた後、彼の遺骨はエディンバラ西側のセント・カスバート教区教会の北側にある地下納骨堂に移された。[ 2 ]セント・カスバート教会にはネイピアの壁面記念碑もある。[ 2 ]
当時の多くの数学者と同様に、ネイピアは計算に必要な労力を減らす方法に取り組み、計算上の問題に対処するために発明した装置、例えばネイピアの骨としてより古風に知られている番号棒などで有名になった。[ 9 ]
さらに、ネイピアは、計算量を削減するという課題に取り組む上で、近年の数学の発展、特にプロスタフェリシス、小数、記号指数演算の可能性を認識していた。彼は、多くの実務家が骨の折れる計算を三角法の枠組みの中で行っていることを理解していた。そのため、ネイピアは対数関係を発展させるだけでなく、それを三角法の枠組みの中に位置づけることで、より実用的なものにしたのである。

彼の著作『Mirifici Logarithmorum Canonis Descriptio』(1614年)には、57ページの解説と、三角関数の自然対数を一覧にした表が90ページ含まれている。[ 10 ]:第3章この本には、通常ネイピアの円部分の法則として知られる球面三角法の定理についての議論もある。
ネイピアの対数に関する2冊の書籍とその説明の現代英語訳はウェブ上で見つけることができ、ネイピアの骨とプロンプトゥアリー(初期の計算装置)についての議論もウェブ上で見つけることができる。 [ 11 ]
ネイピアの対数の発明はグレシャム・カレッジですぐに受け入れられ、著名なイギリスの数学者ヘンリー・ブリッグスは1615年にネイピアを訪ねた。彼らが話し合った事柄の一つに、ネイピアの対数の再スケーリングがあり、その際に現在e(より正確には、eに10の大きなべき乗を掛けて整数に丸めたもの)として知られる数学定数の存在が実際上の問題となっていた。ネイピアもブリッグスも実際に定数eを発見したわけではなく、その発見は数十年後にヤコブ・ベルヌーイによってなされた。
ネイピアはブリッグスに改訂版表の計算を委任した。対数、べき乗数の逆数、または指数表記によって可能になった計算上の進歩は、手計算をはるかに速くするほどであった。[ 12 ]天文学、力学、その他の物理学分野における後の科学的進歩への道が開かれた。
ネイピアは他にも貢献した。彼はサイモン・ステヴィンの十進表記を改良し、小数部分の区切り文字としてピリオド(.)を導入した。 [ 13 ]: p.8、アーカイブp.32)フィボナッチが使用した格子乗算は、番号の付いた棒のセットを使用した乗算ツールであるネイピアの骨の導入により、より便利になった。
ネイピアは大部分が孤立して研究していたかもしれないが、友人のジョン・クレイグと文通していたティコ・ブラーエと交流があった。クレイグは確かに1590年代にブラーエに対数の発見を知らせた(その名前自体は後から付けられた)。アンソニー・ア・ウッドの話では、おそらく十分に裏付けられていないが、ネイピアはクレイグから、ブラーエの弟子であるロンゴモンタヌスが同様の方向で研究していることを示唆されたという。クレイグは、ポール・ウィティヒの方法で三角関数の恒等式を用いて正弦関数の乗算式を加算式に簡略化する方法に関するメモを持っていた。[ 14 ]

球面三角形の角度の 1 つ (例えばC ) がπ /2に等しい場合、上記のさまざまな恒等式はかなり簡略化されます。集合a、b、c、A、Bから選択された 3 つの要素に関連する恒等式は 10 個あります。
ネイピア[ 15 ]は、10個の独立した方程式のための洗練された記憶術を提供しました。この記憶術はネイピアの円、またはネイピアの五角形(上の図の右の円を五角形に置き換えたもの)と呼ばれています。
まず、三角形の6つの部分(3つの頂角と3つの辺の弧角)を、三角形の任意の周回経路に沿って出現する順序で書き出します。左上の図の三角形の場合、aから時計回りにaCbAcBとなります。次に、Cに隣接していない部分(つまりA、c、B)をその補角に置き換え、リストから角度Cを削除します。残りの部分は、上の図(右)に示すように、五芒星または円の5つの順序付けられた等しいスライスとして描くことができます。隣接する3つの部分を選択した場合、1つ(中央の部分)は2つの部分に隣接し、他の2つの部分とは反対になります。ネイピアの10の法則は次のとおりです。
どの三角関数がどの部分に対応するかを覚える鍵は、部分の種類の最初の母音を見ることです。中央の部分はサイン、隣接する部分はタンジェント、反対側の部分はコサインに対応します。例として、セクターから始めます。我々は持っています:
直角球面三角形の規則の完全なセットは、(Todhunter、[ 16 ] Art.62)

四分球面三角形は、球の中心でπ /2 ラジアンの角をなす辺を持つ球面三角形として定義されます。単位球上では、辺の長さはπ /2 です。辺cが単位球上でπ /2の長さを持つ場合、残りの辺と角に関する方程式は、前の節の直角球面三角形の規則を極三角形A'B'C'に適用することによって得られます。辺a'、b'、c'を持つA '= π − a、a' = π − Aなど。結果は次のとおりです。
対数
正の実数b ( b ≠ 1) が与えられたとき、正の実数xの底bに関する対数は、 xを得るためにb を何乗すればよいかを示す指数です。言い換えれば、xの底bに関する対数は、 b y = xとなる唯一の実数yです。
対数は「log b x 」と表記されます(「 xの底bの対数」、「 xの底bの対数」、または最も一般的には「xの底bの対数」と発音されます)。
同等かつより簡潔な定義は、関数は関数の逆関数です


ネイピアは、セント・アンドリュースのセント・サルバトール・カレッジの学生時代からヨハネの黙示録に興味を持っていた。クリストファー・グッドマンの説教の影響を受け、彼は教皇に強く反対する解釈を発展させ、彼の著作の中には教皇が反キリストであるとまで述べているものもある。 [ 12 ] [ 17 ]
ネイピアは『ヨハネの黙示録全巻の平易な発見』(1593年)を自身の最も重要な著作とみなした。他の著作とは異なり、この著作は英語で書かれており、より幅広い読者に届くように、またネイピアによれば「この島の素朴な人々を教え導くため」であった。[ 17 ]『平易な発見』では、黙示録の数学的分析を用いて黙示録の日付を予測しようと試みた。ネイピアは、黙示録に記述されている出来事と類似していると信じていた出来事を時系列順に特定し、黙示録がヨハネの黙示録の出来事と類似していると信じていた。その構造は、預言が段階的に成就することを示唆していた。[ 17 ]この著作の中で、ネイピアは第七のラッパを1541年と定め、世界の終わりは1688年か1700年に起こると予言した。ネイピアは、人々が黙示録の真の日付を知ることができるとは信じていなかったが、聖書には終末に関する多くの手がかりが含まれているため、神は教会に終末がいつ来るかを知ってほしいと望んでいると主張した。[ 17 ]
1594年1月29日付のジェームズ6世への『平原の発見』の献呈文[ 18 ]の中で、ネイピアは国王に「神の教会の敵に対して正義が行われるように」と促し、「国中のあらゆる悪事を改革し、まずは自分の家、家族、宮廷から始めるように」と助言した。この書にはネイピアの英語の詩が9ページ含まれている。国内外で成功を収めた。1600年にミヒール・パンネールがオランダ語訳を出版し、1607年に第2版が出版された。1602年には、ネイピアが改訂したジョルジュ・トムソンによるフランス語版がラ・ロシェルで出版され、これも数版(1603年、1605年、1607年)が出版された。英語原著の新版は1611年に求められ、著者が改訂・訂正し、「何人かの良き感銘を受けた兄弟たちの働きかけにより、いくつかの疑問が解消された」という部分が追加され増補された。 [ 19 ]これはエディンバラとロンドンで同時に出版された。著者はラテン語版を出版するつもりだと述べていたが、結局出版されることはなかった。レオ・デ・ドロムナによるネイピアの著作の第一部のドイツ語訳は1611年にゲーラで出版され、ヴォルフガング・マイヤーによる全編のドイツ語訳は1615年にフランクフルト・アム・マインで出版された。 [ 12 ]ネイピアの弟子の中にはマシュー・コッテリウス(マチュー・コティエール)がいた。[ 20 ]
数学や宗教への関心に加えて、ネイピアはしばしば魔術師と見なされ、錬金術や降霊術にも手を出していたと考えられている。彼は小さな箱に黒い蜘蛛を入れて旅をし、黒い雄鶏は彼の使い魔だったと言われている。[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]
ネイピアの近隣住民の中には、彼が魔術師で悪魔と結託していると非難する者もいた。彼らは、ネイピアが書斎で過ごす時間はすべて黒魔術を学ぶためだと信じていた。ネイピアが泥棒を捕まえるために黒い雄鶏を使ったことで、こうした噂はさらに広まった。ネイピアは使用人たちに暗い部屋に入って雄鶏を撫でるように命じ、もし彼らが自分の財産を盗んだのなら、雄鶏が鳴くだろうと言った。使用人たちは知らなかったが、ネイピアは雄鶏に煤を塗っており、使用人たちが部屋から出てきたとき、ネイピアは彼らの手を調べて、雄鶏に触れるのが怖かった者を見つけた。[ 24 ]
ネイピアが行ったとされるもう一つの行為は、地元の人々には神秘的に見えたかもしれないが、穀物を食べてしまう鳩を自分の農園から追い出したことである。ネイピアは畑中にアルコールを混ぜた穀物を撒き散らし、鳩が酔って飛べなくなったところで捕まえた。[ 25 ]
ナピアーとレスタルリグのロバート・ローガンとの間で交わされた宝探し契約が今も残っている。ナピアーはファスト城に隠されているとされる宝を探すことになっており、契約書にはナピアーは「あらゆる手段を尽くして宝を探し出し、見つけ出すか、あるいはそのような宝がそこに存在しないことを確かめる」と記されている。[ 12 ] [ 26 ]この契約はナピアーによって履行されることはなく、1971年から1986年にかけてエジンバラ考古学フィールド協会が城を発掘した際にも金は見つからなかった。[ 26 ]
ネイピアの初期の弟子の中には、計器製作者のエドマンド・ガンターとジョン・スペイデルがいた。[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]対数の開発は、十進法の普及における最大の要因として評価されている。[ 30 ]トーマス・アークハートの『トリソテトラス』(1645年)は、三角法におけるネイピアの研究に基づいている。[ 31 ]
ヘンリー・ブリッグスはネイピア対数の初期の採用者であった。彼は後に、10を底とする新しい対数表を計算し、14桁の小数点以下まで正確にした。[ 32 ]

電気工学で用いられるデシベルの代替単位であるネーパーは、ネーピアにちなんで名付けられており、スコットランドのエディンバラにあるエディンバラ・ネーピア大学も同様である。
月のクレーター、ネペルは彼にちなんで名付けられた。 [ 33 ]
フランス語、スペイン語、ポルトガル語では、自然対数は彼にちなんで名付けられています(スペイン語ではLogarithme Népérien、ポルトガル語ではLogaritmos Neperianos)。フィンランド語とイタリア語では、数学定数e は彼にちなんで名付けられています(Neperin lukuおよびNumero di Nepero)。
1572年、ネイピアは、キアとキャダーの第4代領主ジェームズ・スターリングの娘である16歳のエリザベスと結婚した。[ 34 ]彼らには2人の子供がいた。エリザベスは1579年に亡くなり、ネイピアはその後アグネス・チザムと結婚し、彼女との間にさらに10人の子供をもうけた。
ネイピアの義父であるクロムリックスのジェームズ・チザム卿は、スペインの白紙事件の後、長老派の総会によって破門された多くの人々のうちの一人だった。ネイピアは陰謀者を破門した総会に出席し、ジェームズ6世兼1世に陰謀者への処罰を執行するよう請願したが、国王は大臣たちが残酷な行為をしていると信じ、より宥和政策を追求することを支持していたため、最終的には無視された。[ 17 ] [ 35 ]
彼の異母兄弟(父親の再婚による)は、ローリストン卿アレクサンダー・ネイピアであった。
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{{cite book}}: CS1 maint: 発行元が見つかりません (リンク) CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) CS1 maint: 数値の名前: 著者リスト (リンク){{cite book}}: CS1 maint: 発行元が見つかりません (リンク) CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) CS1 maint: 数値の名前: 著者リスト (リンク){{cite book}}ISBN /日付の不一致(ヘルプ)帰属