Саймон Стевин¶

Саймон Стевин (нидерл. Simon Stevin, 1548, Брюгге — 1620, Гаага или Лейден) — фламандский инженер, математик, физик и теоретик музыки. Считается одним из основоположников современной инженерной науки. Известен введением десятичных дробей в европейскую математику, работами по гидростатике, механике и навигации, а также изобретением колёсного экипажа с парусным движителем (земной яхты).

¶Биография

Саймон Стевин родился в 1548 году в городе Брюгге (современная Бельгия, тогда входившая в состав Испанских Нидерландов). Точная дата рождения неизвестна. О его происхождении и ранних годах сохранилось мало сведений. Предположительно, он был внебрачным сыном зажиточного бюргера. Стевин начал свою карьеру как бухгалтер и клерк в Антверпене, а затем в 1570-х годах много путешествовал по Европе, посетив Пруссию, Польшу, Норвегию и Швецию.

В 1581 году он переехал в Лейден, где в 1583 году поступил в Лейденский университет. В университете Стевин познакомился с принцем Морицем Оранским, который стал его покровителем и работодателем. Стевин поступил на службу к принцу в качестве инженера и военного советника. Он преподавал математику и фортификацию в основанной Морицем инженерной школе, а также занимался практическими задачами: строительством укреплений, мельниц, шлюзов и организацией снабжения армии.

В 1590-х годах Стевин опубликовал свои основные труды, включая «Десятину» (De Thiende, 1585) и «Начала гидростатики» (De Beghinselen der Waterwicht, 1586). Он также занимал должность генерал-квартирмейстера армии Нидерландов и инспектора водных сооружений. Стевин умер в 1620 году в Гааге или Лейдене.

¶Научные достижения

¶Математика

Главным математическим вкладом Стевина считается систематическое введение десятичных дробей в европейскую практику. В трактате «Десятина» (1585) он описал правила записи и арифметических действий с десятичными дробями, предложив для их обозначения использовать надстрочные цифры (например, 3⓪7①5② означало 3,75). Хотя отдельные примеры десятичных дробей встречались и ранее, именно Стевин впервые изложил их как универсальный метод, пригодный для всех измерений и расчётов. Он также предложил ввести десятичную систему мер и весов, что на столетия опередило время (метрическая система была введена во Франции только в конце XVIII века).

Стевин внёс вклад в алгебру: в книге «Арифметика» (L'Arithmétique, 1585) он ввёл понятие отрицательных чисел и дал правила работы с ними, хотя и не признавал их полноценными числами, рассматривая как «долги». Он также первым в Европе систематически использовал показатели степени для обозначения степеней неизвестных величин.

¶Физика и гидростатика

В области физики Стевин известен своими работами по гидростатике. В трактате «Начала гидростатики» (1586) он сформулировал парадокс гидростатики (гидростатический парадокс Стевина): давление жидкости на дно сосуда зависит только от высоты столба жидкости и площади дна, но не от формы сосуда. Он также экспериментально показал, что сила, действующая на погружённое тело, равна весу вытесненной жидкости (закон Архимеда), и дал его строгое математическое обоснование.

Стевин изучал равновесие тел на наклонной плоскости. Он доказал, что для удержания груза на наклонной плоскости сила, параллельная плоскости, должна быть меньше веса груза во столько раз, во сколько высота плоскости меньше её длины. Это доказательство он проиллюстрировал знаменитым мысленным экспериментом с «ожерельем из шаров» (цепочкой грузов, перекинутой через наклонные плоскости), который считается одним из первых примеров применения принципа виртуальных перемещений.

¶Механика и инженерия

Стевин занимался теорией зубчатых колёс и механизмов. Он разработал методы расчёта передаточных отношений и силы в системах блоков и воротов. Его работы по статике легли в основу многих практических инженерных решений.

В 1600 году Стевин построил колёсный экипаж с парусом — «земную яхту» (zeilwagen). Согласно сохранившимся описаниям, это была двухколёсная повозка, приводимая в движение ветром с помощью паруса. Сообщается, что на ней он вместе с принцем Морицем и несколькими спутниками проехал вдоль побережья от Схевенингена до Петтена (около 70 км) за два часа, развив скорость до 30–35 км/ч. Это изобретение считается одним из первых практических применений ветровой энергии для наземного транспорта.

¶Навигация и география

Стевин внёс вклад в теорию навигации. В книге «Искусство плавания» (De Havenvinding, 1599) он описал методы определения долготы по магнитному склонению и предложил использовать для навигации карты в проекции Меркатора. Он также разработал теорию приливов, связывая их с притяжением Луны, и составил таблицы приливов для нидерландского побережья.

¶Музыка

Стевин интересовался теорией музыки. В трактате «О музыке» (Van de Spiegheling der Singconst, около 1600 года, опубликован посмертно) он предложил математическое обоснование равномерно темперированного строя, разделив октаву на 12 равных полутонов. Его расчёты были основаны на двенадцатой степени корня из двух, что на десятилетия опередило аналогичные работы других теоретиков.

¶Основные труды

• De Thiende (Десятина, 1585) — трактат о десятичных дробях.
• L'Arithmétique (Арифметика, 1585) — учебник по арифметике и алгебре.
• De Beghinselen der Weegconst (Начала статики, 1586) — основы статики и механики.
• De Beghinselen des Waterwichts (Начала гидростатики, 1586) — гидростатика.
• De Havenvinding (Искусство плавания, 1599) — навигация.
• Van de Spiegheling der Singconst (О музыке, около 1600) — теория музыки.

¶Память

Имя Стевина увековечено в названиях улиц и площадей в ряде городов Нидерландов и Бельгии. В 1846 году в Брюгге ему был установлен памятник. В 1960 году Международный астрономический союз присвоил имя Стевина кратеру на обратной стороне Луны. В 1970-х годах в Нидерландах была выпущена почтовая марка с его портретом. В 2017 году его имя было присвоено одному из исследовательских судов Нидерландского института морских исследований.