How does math guide our ships at sea? - George Christoph

Как математика прокладывает путь кораблям в море? — Джордж Кристоф

Transcriber: tom carter Reviewer: Bedirhan Cinar

Переводчик: Alina Siluyanova Редактор: Pauline Hortman

As you can imagine, 400 years ago,

Можно представить, что 400 лет назад

navigating the open ocean was difficult.

навигация в открытом море была трудной задачей.

The winds and currents pushed and pulled ships off course,

Ветра и течения сбивали корабли с курса,

and so sailors based their directions on the port they left,

а моряки основывались в выборе пути, исходя из знаний порта, откуда они отплыли,

attempting to maintain an accurate record of the ship's direction and the distance sailed.

с точностью пытаясь применять записи пройденных кораблём расстояний и направлений.

This process was known as dead reckoning,

Процесс известен, как «навигационное счисление»,

because being just half a degree off could result in sailing right past the island that lay several miles just over the horizon.

и ошибившись даже на полградуса,

можно было пропустить остров, лежащий в нескольких километрах за горизонтом.

This was an easy mistake to make.

Легко было допустить такой промах.

Thankfully, three inventions made modern navigation possible:

К счастью, три изобретения сделали возможной современную навигацию:

sextants, clocks and the mathematics necessary to perform the required calculations quickly and easily.

секстанты, часы и математика, необходимые для выполнения

быстрых и простых требуемых вычислений.

All are important. Without the right tools, many sailors would be reluctant to sail too far from the sight of land.

Все три важны.

Без таких инструментов

моряки не отважились бы уходить далеко в море.

John Bird, an instrument maker in London,

Джон Бёрд, создатель приборов из Лондона,

made the first device that could measure the angle between the sun and the horizon during the day,

изобрёл первый инструмент, способный измерить днём

угол между солнцем и горизонтом,

called a sextant.

который называется секстант.

Knowing this angle was important, because it could be compared to the angle back in England at the exact same time.

Знать этот угол было важно,

ведь его можно было сравнить с таким же углом в Англии в заданное время.

Comparing these two angles was necessary to determine the longitude of the ship.

Такое сравнение двух углов определяло долготу координаты корабля.

Clocks came next.

Затем появились часы.

In 1761, John Harrison, an English clockmaker and carpenter,

В 1761 году Джон Харрисон, английский часовщик и столяр,

built a clock that could keep accurate time at sea.

спроектировал часы, способные точно определять время в море.

The timepiece that could maintain accurate time while on a pitching, yawing deck in harsh conditions

Часы, которые могли точно определять время на качающейся палубе в суровых условиях

были необходимы для определения времени в Англии.

was necessary in order to know the time back in England.

There was one catch though:

Однако, была и загвоздка:

since such a timepiece was handmade, it was very expensive.

так как такой механизм был сделан вручную, он дорого стоил.

So an alternate method using lunar measurements and intense calculations was often used to cut costs.

Чтобы понизить расходы, использовали альтернативный метод

лунных измерений и громоздких вычислений.

The calculations to determine a ship's location for each measurement could take hours.

Каждый расчёт координат корабля мог длиться часами.

But sextants and clocks weren't useful unless sailors could use these tools to determine their position.

Но секстанты и часы не представляли пользы,

если моряки не умели ими пользоваться.

Fortunately, in the 1600s, an amateur mathematician had invented the missing piece.

К счастью, в 1600-х годах математик-любитель изобрёл упущенный элемент.

John Napier toiled for more than 20 years in his castle in Scotland to develop logarithms, a calculation device.

Джон Непер трудился больше 20 лет в своём замке в Шотландии

над созданием логарифмов — способа вычислений.

Napier's ideas on logarithms involved the form of one over E and the constant 10 to the seventh power.

Идея логарифмов Непера связала между собой единицу, делённую на е, и 10 в седьмой степени.

Algebra in the early 1600s was not fully developed,

Алгебра начала 17-го века не была хорошо развита,

and Napier's logarithm of one did not equal zero.

и логарифм единицы Непера не был равен нулю.

This made the calculations much less convenient than logarithms with a base of 10.

Такое исчисление было менее удобным, нежели логарифмы по основанию 10.

Henry Briggs, a famous mathematician at Gresham College in London,

Генри Бригс, известный математик из колледжа Гришам в Лондоне,

read Napier's work in 1614, and the following year made the long journey to Edinburgh to meet Napier.

прочитал в 1614 году работы Непера и в последующем году

предпринял длительное путешествие в Эдинбург для встречи с Непером.

Briggs showed up unannounced at Napier's castle door

Он заявился незванно перед дверью его замка

and suggested that John switch the base and form of his logarithms into something much simpler.

и предложил изменить основание логарифма и сделать расчёт проще.

They both agreed that a base of 10 with the log of one equal to zero

Они условились, что основание 10 и логарифм 1, равный 0,

сильно упростят ежедневные расчёты.

would greatly simplify everyday calculations.

Today we remember these as Briggs Common Logarithms.

Сегодня мы называем это Бригсов, или десятичный, логарифм.

Until the development of electric calculating machines in the 20th century,

До развития электронных вычислительных машин в 20-м веке

any calculations involving multiplication, division, powers, and extraction of roots with large and small numbers

все расчёты, включающие умножение, деление,

степени и извлечение корней больших и малых чисел,

were done using logarithms.

осуществлялись с помощью логарифмов.

The history of logarithms isn't just a lesson in math.

История логарифмов — не просто урок математики.

There were many players responsible for successful navigation.

Многие сделали вклад в успех навигации:

Instrument makers, astronomers, mathematicians,

приборостроители, астрономы, математики

and of course sailors.

и, конечно, моряки.

Creativity isn't only about going deep into one's field of work,

Творчество — не только углубление в какую-либо область знаний,

но также и взаимное обогащение от сотрудничества разных областей.

it's about cross-pollination between disciplines too.