Принцип, лежащий
в основе любой системы логарифмов, известен очень давно и может быть прослежен
в глубь истории вплоть до древневавилонской математики (около 2000 до н.э.). В
те времена интерполяция между табличными значениями целых положительных
степеней целых чисел использовалась для вычисления сложных процентов. Гораздо
позже Архимед (287–212 до н.э.) воспользовался степенями числа 108 для
нахождения верхнего предела числа песчинок, необходимого для того, чтобы
целиком заполнить известную в те времена Вселенную. Архимед обратил внимание на
свойство показателей степеней, лежащее в основе эффективности логарифмов:
произведение степеней соответствует сумме показателей степеней. В конце Средних
веков и начале Нового времени математики все чаще стали обращаться к
соотношению между геометрической и арифметической прогрессиями. М.Штифель в
своем сочинении Арифметика целых чисел (1544) привел таблицу положительных и
отрицательных степеней числа 2.
Штифель заметил, что сумма двух чисел в первой строке
(строке показателей степени) равна показателю степени двойки, отвечающему
произведению двух соответствующих чисел в нижней строке (строке степеней). В
связи с этой таблицей Штифель сформулировал четыре правила, эквивалентных
четырем современным правилам операций над показателями степеней или четырем
правилам действий над логарифмами: сумма в верхней строке соответствует
произведению в нижней строке; вычитание в верхней строке соответствует делению
в нижней строке; умножение в верхней строке соответствует возведению в степень
в нижней строке; деление в верхней строке соответствует извлечению корня в
нижней строке.
По-видимому, правила, аналогичные правилам Штифеля, привели
Дж.Непера к формальному введению первой системы логарифмов в сочинении Описание
удивительной таблицы логарифмов, опубликованном в 1614. Но мысли Непера были
заняты проблемой превращения произведений в суммы еще с тех пор, как более чем
за десять лет до выхода своего сочинения Непер получил из Дании известие о том,
что в обсерватории Тихо Браге его ассистенты располагают методом, позволяющим
превращать произведения в суммы. Метод, о котором говорилось в полученном
Непером сообщении, был основан на использовании тригонометрических формул.
поэтому таблицы Непера состояли главным образом из
логарифмов тригонометрических функций. Хотя понятие основания не входило в
явном виде в предложенное Непером определение, роль, эквивалентную основанию
системы логарифмов, в его системе играло число (1 – 10–7)ґ107, приближенно
равное 1/e.
Независимо от Непера и почти одновременно с ним система
логарифмов, довольно близкая по типу, была изобретена и опубликована Й.Бюрги в
Праге, издавшем в 1620 Таблицы арифметической и геометрической прогрессий. Это были
таблицы антилогарифмов по основанию (1 + 10–4)ґ104, достаточно хорошему
приближению числа e.
В системе Непера логарифм числа 107 был принят за нуль, и по
мере уменьшения чисел логарифмы возрастали. Когда Г.Бриггс (1561–1631) навестил
Непера, оба согласились, что было бы удобнее использовать в качестве основания
число 10 и считать логарифм единицы равным нулю. Тогда с увеличением чисел их
логарифмы возрастали бы. Таким образом мы получили современную систему
десятичных логарифмов, таблицу которых Бриггс опубликовал в своем сочинении
Логарифмическая арифметика (1620). Логарифмы по основанию e, хотя и не совсем
те, которые были введены Непером, часто называют неперовыми. Термины
«характеристика» и «мантисса» были предложены Бриггсом.
Первые логарифмы в силу исторических причин использовали
приближения к числам 1/e и e. Несколько позднее идею натуральных логарифмов
стали связывать с изучением площадей под гиперболой xy = 1 (рис. 1). В 17 в.
было показано, что площадь, ограниченная этой кривой, осью x и ординатами x = 1
и x = a (на рис. 1 эта область покрыта более жирными и редкими точками)
возрастает в арифметической прогрессии, когда a возрастает в геометрической
прогрессии. Именно такая зависимость возникает в правилах действий над
экспонентами и логарифмами. Это дало основание называть неперовы логарифмы
«гиперболическими логарифмами».
| 
