geschiedenis van de Rekenlinie
Proloog

in de 16e eeuw is technisch ontwerp zoals we het nu kennen, met de nadruk op nauwkeurige metingen en fijn berekende toleranties, ondenkbaar. En toch, elke wetenschapper, wiskundige en alchemist voelt dat er fundamentele fundamentele wiskundige relaties zijn die de natuurlijke wereld ondersteunen.de vooraanstaande figuren in de wetenschap dragen beide bij aan de creatie van de rekenliniaal en maken er gebruik van in hun werk, waaronder Galileo, Napier, Gunter, Oughtred, Newton, Gauss, Watt, Priestley, Fulton, Fuller, Einstein, Fermi en Von Braun.

een snelle blik op de eerste vijf van deze mannen behandelt de creatie en initiële evolutie van de rekenliniaal.

vlak voor de rekenliniaal

Galileo Galilei populariseert de sector helemaal aan het einde van de 16e eeuw. De sector is een gegradueerde liniaal die gebruik maakt van trigonometrische formules en een schuifmaat om kwadraten, kubussen, reciproken en raaklijnen van getallen te berekenen. Galileo ‘ s ontwerp van de sector als wiskundig instrument kan worden gezien als het moment waarop de berekeningshulpmiddelen niet meer gebaseerd zijn op tellen, maar in plaats daarvan de diepere relaties tussen getallen benutten. Zijn uitvinding wordt nog steeds gebruikt als navigatiehulpmiddel in de 20e eeuw … 300 jaar later.John Napier heeft in 1614 met zijn uitvinding van de logaritmen het begrip van getalrelaties aanzienlijk verbeterd. Omdat logaritmen de basis zijn waarop de rekenliniaal is gebouwd, begint de geschiedenis terecht bij hem. Zijn vroege concept van het vereenvoudigen van wiskundige berekeningen door middel van logaritmen maakt de rekenliniaal mogelijk zoals we die nu kennen.

chronologie van de rekenliniaal

Napier zelf draagt Napier ‘ s botten bij in 1617, waarbij hij stokken berekent op basis van de vermenigvuldigingsmethode van gelosia of lattice. In 1620 maakt Edmund Gunter van Londen een rechte logaritmische schaal en voert vermenigvuldiging en deling op met behulp van een set van verdelers, of remklauwen.

In omstreeks 1622 William Oughtred, een Anglicaanse minister … vandaag de dag erkend als de uitvinder van de slide rule … plaatsen twee van dergelijke schalen naast elkaar en dia ‘ s de afstand relaties, dus vermenigvuldigen en delen direct. Hij ontwikkelt ook een cirkelvormige rekenliniaal.in 1675 Lost Sir Isaac Newton kubieke vergelijkingen op met behulp van drie parallelle logaritmische schalen en doet de eerste suggestie voor het gebruik van de cursor.in 1677, twee jaar nadat Newton de cursor heeft uitgevonden, perfectioneert Henry Coggeshall de timber and carpenter ‘ s rule. Newton ‘ s cursor Slaat op dat moment niet aan. De Coggeshall-regel blijft 200 jaar later algemeen van toepassing. Zijn ontwerp en zijn standaardisatie verplaatsen de rekenregel van een instrument van wiskundig onderzoek naar gespecialiseerde toepassingen. Vanaf 1683 populariseert Thomas Everard de meetregel, die gebruikt wordt om het gehalte aan bier, wijn en sterke drank vaten te bepalen en om de accijnzen daarop te berekenen. Dit ontwerp, voor het eerst gemaakt door William Oughtred in 1633, ziet wijdverbreid gebruik tot ver in de 19e eeuw.

in 1722 gebruikt John Warner, een Londense instrumenthandelaar, vierkant en kubus scales.By 1790 James Boulton en James Watt passen slide regels aan om hun nauwkeurigheid en bruikbaarheid te verbeteren. Tegen 1799 helpt hun Soho-rekenregel de industriële revolutie in te luiden. Het vergemakkelijkt het ontwerp en de fabricage van hun baanbrekende machine, de stoommachine.

in 1815 vindt Peter Roget, een Engelse arts (en de auteur van de Thesaurus van Roget), een log-logschaal uit, die hij gebruikt om wortels en krachten te berekenen naar een willekeurig getal of een fractie daarvan. Het wordt op dat moment beschouwd als een wiskundige nieuwsgierigheid. Vijftig jaar later maken ontwikkelingen in elektrotechniek, thermodynamica, dynamica en statica, en industriële chemie deze schalen zo noodzakelijk dat ze herontdekt worden. In de volgende vijftig jaar stijgen ze van drie, naar zes, naar acht schalen op de rekenliniaal, als engineering zijn greep op de moderne berekening uitbreidt. in 1851 standaardiseert de Franse artillerieofficier Amedee Mannheim een set van vier schalen voor de meest voorkomende rekenproblemen. De vier schalen omvatten twee dubbele lengte, genaamd a & B, voor vierkantjes en vierkantswortels… en twee enkelvoudige lengte, C & D, voor vermenigvuldiging en deling. Deze schaal wordt de basis van het ontwerp van de rekenliniaal voor de komende 100 jaar en draagt zijn naam vandaag. Zijn ontwerp en gebruik van een cursor versnelt de uiteindelijke brede acceptatie van deze functie.

vroeg in de 19e eeuw werden de eerste slideregels in de Verenigde Staten gebruikt. Ex-president Thomas Jefferson heeft er een, en Joseph Priestley erkent hun voordelen in zijn scheikunde werk, waaronder de ontdekking van zuurstof. in 1870 produceerde Duitsland twee reuzen uit de Rekenwereld: Dennert en Pape (makers van Aristo) en Faber (later Faber-Castell). De Dennert en Pape bijdragen van “engine divided” (gegraveerde) schalen en de stabiele afzetting van celluloid op hout zijn revolutionair.

het belang van de rekenliniaal voor de Industriële Revolutie en het effect van de industriële revolutie op de rekenliniaal worden aangetoond door de toename van ontwerpen. Van 1625 tot 1800, de eerste 175 jaar na de uitvinding, worden in totaal 40 soorten rekenlinialen, inclusief cirkelvormige en spiraalvormige ontwerpen, geregistreerd. De volgende 100 jaar, van 1800 tot 1899, ziet de creatie van 250 dia regel types en fabrikanten. Meer dan 90 ontwerpen zijn geregistreerd in de eerste 10 jaar van de 20e eeuw.

cilindrische rekenmachines met extra lange logaritmische schalen zijn uitgevonden door George Fuller uit Ierland in 1878 en Edwin Thacher uit New York in 1881. De productie van Thacher ‘ s calculator wordt binnenkort overgenomen door een bedrijf in Hoboken, New Jersey instruments, Keuffel en Esser, dat eerder slide rules had geïmporteerd voor verkoop.

een revolutionaire lineaire rekenliniaal constructie met schalen aan de voor – en achterkant en met een cursor die verwijst naar alle schalen tegelijkertijd is gepatenteerd in 1891 door William Cox … een uitvinding die hij de “duplex rekenliniaal”noemt. Het wordt verkocht door K&E.

gevouwen weegschalen CF, DF en CIF worden geplaatst op dia regels rond 1900 om de hoeveelheid beweging en resetten van de dia te verminderen.

Log log schalen in drie secties verschijnen ongeveer 1901, waardoor zeer nauwkeurige berekening van bevoegdheden en wortels om een aantal of fractie.

de vorige eeuw van de rekenliniaal … de 20ste

onze vorige eeuw zou niet gebouwd kunnen zijn zonder de rekenliniaal, maar het directe bewijs ontbreekt bijna volledig voor het ongeïnformeerde oog.

in de Verenigde Staten wordt deze onmisbaarheid het meest succesvol aangegrepen door Keuffel en Esser. Dit bedrijf verhuist van het importeren van regels in de jaren 1870, het bouwen van een complex rekeninstrument (de Thacher Calculator) in de jaren 1880, de productie van hun eigen dia regels in de jaren 1890. Hun bijdragen zijn legio, waaronder de CI-schaal, hun fanatieke toewijding aan precisie, hun gebruik van gekleurde schalen en schuine cursief om te helpen in de leesrichting. Jiro Hemmi volgt in Japan een andere weg naar marktdominantie. Hemmi experimenteert systematisch met zowel natuurlijke basismaterialen als celluloid, vestigt zich op bamboe als kern, en combineert dit met zeer moderne productie (inclusief celluloid oppervlakte lamineren), wat resulteert in zowel hoge kwaliteit als kwantiteit. In de jaren ‘ 60 produceert Hemmi jaarlijks een miljoen slide-regels.

epiloog

de filosofie van de techniek gaat verder. En de triomfen van het ontwerp van de 20ste eeuw worden beperkingen voor de rekenliniaal.

Einstein is voorstander van een dia-regel van Nestler in zijn werk. De naderingen van de Golden Gate Bridge en het stuwkrachtprofiel van de Redstone-Raket zijn ontworpen met eenvoudige, op Rietz gebaseerde glijregels … respectievelijk E. H. Lowry ’s Dietzgen Phillips 1725 en Wernher Von Braun’ s Nestler 23. Pickett slide rules bieden noodcomputerkracht aan boord van Apollo missies met hun N600-ES model. De Pickett N3 en N4 nemen hun plaats in samen met de K&e Decilon en de Post Versalog bij het ontwerpen van het F16 gevechtsvliegtuig.

maar structureel ontwerp en eerste principes in de fysica zoeken beide antwoorden op hoe structuren zullen reageren op veranderende belastingen en krachten. Windsnelheden, getijdenwrijving en interstellaire botsingen vereisen dynamische computationele modellen, in plaats van het antwoord op een statisch structureel probleem. Grote, langzame, zwaarlijvige rekenmachines ontworpen voor deze vragen geven geboorte aan de slanke vier-functie rekenmachine. K&E ‘ s travails met zijn Analon rekenliniaal model zijn een uitstekend voorbeeld van de verandering in technische eisen die de rekenliniaal overtroffen. De vier functie elektronische calculator is een symptoom zo veel als een oorzaak van deze verandering.

Slide rule onderzoekers hebben geschat dat alleen al in de 20e eeuw 40 miljoen slide rules in de wereld werden geproduceerd. Onder deze zijn vele soorten speciale slide regels ontwikkeld en gemaakt voor specifieke toepassingen zoals chemie, landmeetkunde, elektriciteit en elektronica, artillerie ranging, hydraulica, stoom-en verbrandingsmotoren, beton en staalconstructies, radio en andere speciale gebieden.

de rekenliniaal heeft een lange en onderscheiden afkomst … van William Oughtred in 1622 tot de Apollo-missies naar de maan … een spanwijdte van drie en een halve eeuw … werd gebruikt om ontwerpberekeningen uit te voeren voor vrijwel alle belangrijke structuren die op deze aarde zijn gebouwd tijdens die lange periode van onze geschiedenis … een verbazingwekkende erfenis voor iets zo mechanisch eenvoudig.