Simon Stevin

Die sechste Definition. Eine ganze Zahl ist entweder eine Einheit oder eine zusammengesetzte Menge von Einheiten.

Simon Stevin, manchmal auch Stevinus genannt, war ein flämischer Mathematiker, Physiker und Militäringenieur. Er leistete verschiedene Beiträge in vielen Bereichen der Wissenschaft und Technik, sowohl theoretisch als auch praktisch. Er übersetzte auch verschiedene mathematische Begriffe ins Niederländische, wodurch es eine der wenigen europäischen Sprachen wurde, in denen das Wort für Mathematik, wiskunde wis und kunde, d.h. „das Wissen über das Gewisse", kein Lehnwort aus dem Griechischen, sondern eine Lehnübersetzung über das Lateinische war. Er ersetzte auch das Wort chemie, das Niederländische für Chemie, durch scheikunde „die Kunst des Trennens", das in Analogie zu wiskunde gebildet wurde.

Biografie

Über Stevins Leben ist sehr wenig mit Sicherheit bekannt und das meiste, was wir wissen, wird aus anderen aufgezeichneten Fakten abgeleitet. Das genaue Geburtsdatum und das Datum und der Ort seines Todes sind unsicher. Es wird angenommen, dass er in Brügge geboren wurde, da er sich an der Universität Leiden unter dem Namen Simon Stevinus Brugensis, was „Simon Stevin aus Brügge" bedeutet, einschrieb. Sein Name wird normalerweise als Stevin geschrieben, aber einige Dokumente bezüglich seines Vaters verwenden die Schreibweise Stevijn Aussprache. Dies ist eine normale Schreibvariante im 16. Jahrhundert im Niederländischen. Simons Mutter, Cathelijne oder Catelyne, war die Tochter einer wohlhabenden Familie aus Ypern. Ihr Vater Hubert war ein poorter von Brügge. Cathelijne heiratete später Joost Sayon, der im Teppich- und Seidenhandel tätig war und Mitglied der schuttersgilde Sint-Sebastiaan war. Durch ihre Heirat wurde Cathelijne Mitglied einer calvinistischen Familie und Simon wurde wahrscheinlich im calvinistischen Glauben erzogen.

Es wird angenommen, dass Stevin in einem relativ wohlhabenden Umfeld aufwuchs und eine gute Ausbildung genoss. Er wurde wahrscheinlich in einer Lateinschule in seiner Heimatstadt unterrichtet.

Simon Stevins Reisen

Stevin verließ Brügge 1571 anscheinend ohne ein bestimmtes Ziel. Stevin war höchstwahrscheinlich Calvinist, da ein Katholiker wahrscheinlich nicht zu der Vertrauensposition aufgestiegen wäre, die er später bei Maurice, Prinz von Oranien, innehatte. Es wird angenommen, dass er Brügge verließ, um der Religionsverfolgung von Protestanten durch die spanischen Herrscher zu entgehen. Basierend auf Verweisen in seinem Werk „Wisconstighe Ghedaechtenissen" Mathematische Erinnerungen, kann man folgern, dass er sich zunächst nach Antwerpen begeben haben muss, wo er seine Karriere als Handlungsgehilfe begann. Einige Biographen erwähnen, dass er zwischen 1571 und 1577 nach Preußen, Polen, Dänemark, Norwegen und Schweden sowie andere Teile Nordeuropas reiste. Es ist möglich, dass er diese Reisen über einen längeren Zeitraum durchführte. 1577 kehrte Simon Stevin nach Brügge zurück und wurde von den Schöffen von Brügge zum Stadtschreiber ernannt, eine Funktion, die er von 1577–1581 innehatte. Er arbeitete im Büro von Jan de Brune der Brugse Vrije, der Kastellanei von Brügge.

Warum er 1577 nach Brügge zurückgekehrt war, ist nicht klar. Dies könnte mit den politischen Ereignissen dieser Zeit zusammenhängen. Brügge war Schauplatz intensiver religiöser Konflikte. Katholiken und Calvinisten kontrollierten abwechselnd die Regierung der Stadt. Sie opponierten normalerweise gegeneinander, würden aber gelegentlich zusammenarbeiten, um den Befehlen von König Philipp II. von Spanien entgegenzuwirken. 1576 wurde ein gewisses Maß an offizieller Religionstoleranz verordnet. Dies könnte erklären, warum Stevin 1577 nach Brügge zurückgekehrt war. Später ergreifen die Calvinisten in vielen flämischen Städten die Macht und sperrten katholische Geistliche und weltliche Gouverneure, die die spanischen Herrscher unterstützten, ein. Zwischen 1578 und 1584 wurde Brügge von Calvinisten regiert.

Simon Stevin in den Niederlanden

1581 verließ Stevin sein Heimatland Brügge und zog nach Leiden, wo er die Lateinschule besuchte. Am 16. Februar 1583 schrieb er sich unter dem Namen Simon Stevinus Brugensis, was „Simon Stevin aus Brügge" bedeutet, an der Universität Leiden ein, die Wilhelm der Schweigsame 1575 gegründet hatte. Hier freundete er sich mit Wilhelm des Schweigsamen zweitem Sohn und Erbe Prinz Maurice, dem Grafen von Nassau, an. Stevin wird in den Universitätsregistern bis 1590 aufgelistet und scheint nie graduiert zu haben.

Nach der Ermordung Wilhelm des Schweigsamen und nach Prinz Maurices Übernahme des Amtes seines Vaters wurde Stevin der Hauptberater und Tutor von Prinz Maurice. Prinz Maurice fragte ihn bei vielen Gelegenheiten um Rat und machte ihn zum Beamten – zunächst als Direktor der sogenannten „waterstaet" der Regierungsbehörde für öffentliche Arbeiten, besonders Wasserwirtschaft ab 1592, und später als Generalquartiermeister der Armee der Staaten-Generalstaaten. Prinz Maurice bat Stevin auch, eine Ingenieurschule innerhalb der Universität Leiden zu gründen.

Stevin zog nach Den Haag, wo er 1612 ein Haus kaufte. Er heiratete 1610 oder 1614 und hatte vier Kinder. Es ist bekannt, dass er bei seinem Tod in Leiden oder Den Haag 1620 eine Witwe mit zwei Kindern hinterließ.

• Statue von Simon Stevin von Eugène Simonis, auf dem Simon Stevinplein [nl] in Brügge
• Statue von Stevin Detail
• Statue Detail: Diagramm der geneigten Ebene
• Statue Detail mit Experimenten zum hydrostatischen Gleichgewicht

Entdeckungen und Erfindungen

Stevin ist verantwortlich für viele Entdeckungen und Erfindungen. Er war Pionier bei der Entwicklung und praktischen Anwendung von engineering-bezogener Wissenschaft wie Mathematik, Physik und angewandter Wissenschaft wie Hydrauliktechnik und Vermessung. Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts wurde angenommen, dass er Dezimalbrüche erfunden hatte, aber Forscher entdeckten später, dass Dezimalbrüche bereits von dem mittelalterlichen islamischen Gelehrten al-Uqlidisi in einem 952 geschriebenen Buch eingeführt wurden. Darüber hinaus wurde eine systematische Entwicklung von Dezimalbrüchen lange vor Stevin in dem 1427 von Al-Kashi geschriebenen Buch Miftah al-Hisab gegeben.

Seine Zeitgenossen waren am meisten von seiner Erfindung eines sogenannten Landsegelwagens, eines Wagens mit Segeln, begeistert, von dem ein Modell in Scheveningen bis 1802 erhalten blieb. Der Wagen selbst war lange vorher verloren gegangen. Um das Jahr 1600 nutzte Stevin mit Prinz Maurice von Oranien und sechsundzwanzig anderen den Wagen am Strand zwischen Scheveningen und Petten. Der Wagen wurde ausschließlich durch die Kraft des Windes angetrieben und erreichte eine Geschwindigkeit, die die von Pferden übertraf.

Wasserwirtschaft

Stevins Arbeit bei der waterstaet umfasste Verbesserungen an Schleusen und Überläufen zur Hochwasserkontrolle, Übungen in Hydrauliktechnik. Windmühlen wurden bereits zum Pumpen des Wassers verwendet, aber in Van de Molens On mills schlug er Verbesserungen vor, darunter Ideen, dass sich die Räder langsamer bewegen sollten mit einem besseren System für die Verzahnung der Zahnräder. Diese verbesserten die Effizienz der Windmühlen, die zum Abpumpen von Wasser aus den Poldern verwendet wurden, um das Dreifache. Er erhielt 1586 ein Patent für seine Innovation.

Wissenschaftsphilosophie

Stevins Ziel war es, ein zweites Zeitalter der Weisheit herbeizuführen, in dem die Menschheit all ihr früheres Wissen wiedererlangt hätte. Er leitete ab, dass die in diesem Zeitalter gesprochene Sprache Niederländisch hätte sein müssen, weil er empirisch zeigte, dass in dieser Sprache mehr Konzepte mit einsilbigen Wörtern bezeichnet werden konnten als in irgendeiner der europäischen Sprachen, die er verglichen hatte. Dies war einer der Gründe, warum er alle seine Werke auf Niederländisch schrieb und die Übersetzung anderen überließ. Der andere Grund war, dass er wollte, dass seine Werke praktisch nützlich für Menschen sind, die nicht die gemeinsame wissenschaftliche Sprache der Zeit, Latein, beherrscht hätten. Dank Simon Stevin erhielt die niederländische Sprache ihre richtige wissenschaftliche Vokabeln wie „wiskunde" „kunst van het gewisse of zekere" die Kunst des Bekannten oder Gewissen für Mathematik, „natuurkunde" die „Kunst der Natur" für Physik, „scheikunde" die „Kunst der Trennung" für Chemie, „sterrenkunde" die „Kunst der Sterne" für Astronomie, „meetkunde" die „Kunst der Messung" für Geometrie.

Geometrie, Physik und Trigonometrie

Stevin war der erste, der zeigte, wie man regelmäßige und halbregelmäßige Polyeder modelliert, indem man ihre Rahmen in einer Ebene zeichnet. Er unterschied auch stabiles von unstabilen Gleichgewichten.

Stevin trug zur Trigonometrie mit seinem Buch, De Driehouckhandel, bei.

In THE FIRST BOOK OF THE ELEMENTS OF THE ART OF WEIGHING, The second part: Of the propositions , Page 41, Theorem XI, Proposition XIX, leitete er die Bedingung für das Gleichgewicht von Kräften auf geneigten Ebenen mit einem Diagramm mit einem „Kranz" mit gleichmäßig verteilten runden Massen ab, die auf den Ebenen eines dreieckigen Prismas ruhen, siehe die Abbildung auf der Seite. Er kam zu dem Schluss, dass die erforderlichen Gewichte proportional zu den Längen der Seiten waren, auf denen sie ruhten, unter der Annahme, dass die dritte Seite horizontal war und dass die Wirkung eines Gewichts auf ähnliche Weise reduziert wurde. Es ist implizit, dass der Reduktionsfaktor die Höhe des Dreiecks geteilt durch die Seite der Sinus des Winkels der Seite in Bezug auf die Horizontale ist. Das Beweisdiagramm dieses Konzepts ist als die „Grabschrift des Stevinus" bekannt. Wie von E. J. Dijksterhuis bemerkt, kann Stevins Beweis des Gleichgewichts auf einer geneigten Ebene dafür kritisiert werden, dass sie perpetuelle Bewegung verwendet, um eine reductio ad absurdum zu implizieren. Dijksterhuis sagt, Stevin „habe intuitiv das Prinzip der Energieerhaltung verwendet ... lange bevor es explizit formuliert wurde.":54

Er zeigte die Auflösung von Kräften vor Pierre Varignon, was vorher nicht bemerkt wurde, obwohl es eine einfache Folge des Gesetzes ihrer Zusammensetzung ist.

Stevin entdeckte das hydrostatische Paradoxon, das besagt, dass der Druck in einer Flüssigkeit unabhängig von der Form des Gefäßes und der Fläche der Basis ist, sondern nur von seiner Höhe abhängt.

Er gab auch das Maß für den Druck auf jeden gegebenen Teil der Seite eines Gefäßes an.

Er war der erste, der die Gezeiten mit der Anziehung des Mondes erklärte.

1586 zeigte er, dass zwei Objekte unterschiedlichen Gewichts mit der gleichen Beschleunigung fallen.

Musiktheorie

Die erste Erwähnung der gleichschwebenden Stimmung in Bezug auf die zwölfte Wurzel der Zwei im Westen erschien in Simon Stevins unvollendetes Manuskript Van de Spiegheling der singconst ca 1605, das dreihundert Jahre später 1884 posthum veröffentlicht wurde; aufgrund der unzureichenden Genauigkeit seiner Berechnung waren jedoch viele der Zahlen für Saitenlänge, die er erhielt, ein oder zwei Einheiten von den korrekten Werten entfernt. Er scheint von den Schriften des italienischen Lautenisten und Musiktheoretikers Vincenzo Galilei, dem Vater von Galileo Galilei, einem ehemaligen Schüler von Gioseffo Zarlino, inspiriert worden zu sein.

Buchführung

Die doppelte Buchführung könnte von Stevin bekannt gewesen sein, da er in seinen jüngeren Jahren als Handlungsgehilfe in Antwerpen arbeitete, entweder praktisch oder durch die Werke italienischer Autoren wie Luca Pacioli und Gerolamo Cardano. Stevin war jedoch der erste, der die Verwendung unpersönlicher Konten im Nationalhaushalt empfahl. Er führte dies für Prinz Maurice in die Praxis um und empfahl es dem französischen Staatsmann Sully.

Dezimalbrüche

Stevin schrieb eine 35-seitige Broschüre namens De Thiende „die Kunst der Zehntel", die 1585 erstmals auf Niederländisch veröffentlicht und ins Französische als La Disme übersetzt wurde. Der vollständige Titel der englischen Übersetzung war Decimal arithmetic: Teaching how to perform all computations whatsoever by whole numbers without fractions, by the four principles of common arithmetic: namely, addition, subtraction, multiplication, and division. Die in der Broschüre erwähnten Konzepte umfassten Stammbrüche und ägyptische Brüche. Muslimische Mathematiker waren die ersten, die Dezimalzahlen anstelle von Brüchen in großem Maßstab verwendeten. Al-Kashis Buch, Schlüssel zur Arithmetik, wurde zu Beginn des 15. Jahrhunderts geschrieben und war der Anreiz für die systematische Anwendung von Dezimalzahlen auf ganze Zahlen und deren Bruchteile. Aber niemand etablierte ihre tägliche Verwendung vor Stevin. Er war der Meinung, dass diese Innovation so bedeutsam war, dass er die universelle Einführung von dezimalen Münzen, Maßen und Gewichten nur eine Frage der Zeit erklärte.

Seine Notation ist ziemlich unhandlich. Der Punkt, der die ganzen Zahlen von den Dezimalbrüchen trennt, scheint die Erfindung von Bartholomaeus Pitiscus zu sein, in dessen trigonometrischen Tabellen 1612 er auftritt und er von John Napier in seinen logarithmischen Papieren 1614 und 1619 akzeptiert wurde.

Stevin druckte kleine Kreise um die Exponenten der verschiedenen Zehnerpotenzen. Dass Stevin diese eingekreisten Ziffern nur als Exponenten bezeichnen wollte, ist aus der Tatsache klar, dass er das gleiche Symbol für Potenzen algebraischer Größen verwendete. Er vermied nicht Bruchexponenten; nur negative Exponenten erscheinen nicht in seinem Werk.

Stevin schrieb über andere wissenschaftliche Themen – zum Beispiel Optik, Geografie, Astronomie – und eine Reihe seiner Schriften wurden von W. Snellius Willebrord Snell ins Lateinische übersetzt. Es gibt zwei vollständige Ausgaben in französischer Sprache seiner Werke, beide in Leiden gedruckt, eine 1608, die andere 1634.

Mathematik

Stevin schrieb sein Arithm