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116

[183]

DESCARTES

DESCARTES

[183]

medium  of  the  pineal  gland,  a  small 

structure  attached  to  the  brain,  which 

Galen  [65]  had  thought  served  as  a 

channel and valve to regulate the flow of 

thought.


Descartes  may  have  been  influenced 

by  this,  but  he  also  chose  the  pineal 

gland  because  he  believed  it  to  be  the 

one organ found only in man and not in 

the  lower  animals,  which,  without  the 

pineal  gland,  lacked  mind  and  soul  and 

were merely living machines.  (In this re­

spect he was shown  to be  wrong.  A few 

decades  later Steno  [225]  discovered  the 

pineal  gland  in  lower  animals,  and  now 

we  know  that  there  is  a  species  of very 

primitive  reptile  in  which  the  pineal 

gland  is  far  better  developed  than  in 

man.)


Descartes’s  most  important  contri­

butions  to  science,  however,  were  in 

mathematics.  For  one  thing,  he  was  the 

first to use the letters near the beginning 

of  the  alphabet  for  constants  and  those 

near  the  end  for  variables.  This 

modification  of  Vieta’s  [153]  system 

stuck  and  it  is  to  Descartes  therefore 

that  we  owe  the  familiar  x’s  and  y’s  of 

algebra.  He  also  introduced  the  use  of 

exponents and the square root sign.

Descartes  had  grown  interested  in 

mathematics  while  in  the  army,  where 

his  military  inactivity  gave  him  time  to 

think.  His  great  discovery  came  to  him 

in  bed,  according  to  one  story,  while  he 

was watching a fly hovering in the air. It 

occurred  to  him  that  the  fly’s  position 

could  be  described  at  every  moment  by 

locating the three mutually perpendicular 

planes that intersected at the position oc­

cupied by the  fly.  On  a  two-dimensional 

surface,  such  as  a  piece  of  paper,  every 

point  could be located  by  means  of two 

mutually  perpendicular lines  intersecting 

at that point.

In  itself  this  was  not  original.  All 

points on the earth’s surface can be  (and 

are)  located  by  latitude  and  longitude, 

which  are  analogous,  on  a  sphere’s  sur­

face,  to  the  Cartesian  coordinates  on  a 

plane surface.

What  was  world-shaking,  though,  was 

that  Descartes  saw  that  through  the  use 

of his coordinate system every point in a

plane  could  be  represented  by  an  or­

dered system of two numbers, such as 2, 

5,  or  —3,  —6,  which  can  be interpreted 

as  “two  units  east  and  five  units  north 

from  the  starting  point”  or  “three  units 

west  and  six  units  south  from  the  start­

ing  point.”  For  points  in  space  an  or­

dered  system  of  three  numbers  is  re­

quired,  the  third  number  representing 

the units up or down.

In  any  algebraic  equation  in  which 

one variable y  is made to  depend  on  the 

fluctuations  of  a  second  variable  x  ac­

cording to some fixed scheme,  as, for in­

stance,  y  —  2x2  —  5,  then  for  every 

value of x there is some fixed value of y. 

If x is  set  equal  to  1,  y  becomes  —3;  if 



x is 2, y is 3; if x is 3, y is  13, and so on. 

If  the  points  represented  by  the  x,  y 

combinations  (1,  —3;  2,  3;  3,  13;  etc.) 

are converted into  points  on  a plane  ac­

cording  to  the  Cartesian  system,  a 

smooth curve  is obtained.  In this  case  it 

is  a  parabola.  Every  curve  represents  a 

particular equation by this system;  every 

equation represents a particular curve.

Descartes  advanced this concept  in  an 

appendix  of  about  a  hundred  pages 

which  was  attached  to  his  book  (pub­

lished  in  1637)  on  vortices  and  the 

structure  of  the  solar  system.  It  is  not 

the  only  time  in  the  history  of  science 

that a casual appendix proved to be ines­

timably more important than the book to 

which  it  was  attached.  Another  exam­

ple,  two  centuries  later,  involved  Bolyai 

[530].


The  value  of  Descartes’s  concept  was 

that  it  combined  algebra  and  geometry 

to  the  great  enrichment  of  both.  The 

combination of the two could be used to 

solve  problems  more  easily  than  either 

could be used separately.  It was  this  ap­

plication of algebra to geometry that was 

to  pave  the way for the  development  of 

the  calculus  by  Newton,  which  is  essen­

tially  the  application  of  algebra  to 

smoothly  changing  phenomena  (such  as 

accelerated motion), which can be repre­

sented geometrically by curves of various 

sorts.


Since a synonym for algebra ever since 

the  days  of  Vieta  is  “analysis,”  Des­

cartes’s  system  of  fusing  the  two

117


[184]

GELLIBRAND

RICCIOLI

[185]

branches  of  mathematics  into  one  has 

come to be called analytic geometry.

[184]  GELLIBRAND, Henry  (gell'uh- 

brand)

English  astronomer  and  mathe­



matician

Born:  London, November  17,

1597


Died:  London, February 16, 1636

Gellibrand  was  educated  at  Oxford, 

obtaining  his  master’s  degree  in  1623. 

He  became  professor  of  astronomy  at 

Gresham  College  in  1627.  He  was  a 

friend  of Briggs  [164]  and finished  some 

of  the  latter’s  unfinished  manuscripts 

after Briggs’s death.  His strongly Puritan 

tendencies got  him  into  trouble with  the 

Anglican authorities in  1631, but he was 

acquitted.

Gellibrand  noted that the recorded  di­

rection of the compass needle in  London 

changed  slowly  despite  Gilbert’s  [155] 

contention,  and  had  shifted  by  more 

than  seven  degrees  in  the  previous  half 

century.  In  1635  he  published  his 

findings.  This  was  the  first  indication 

that  the  earth’s  magnetic  field  slowly 

changes  and,  indeed,  not  only  the  hori­

zontal  angle  of  the  needle  changes,  but 

also the angle of magnetic  dip.  The very 

strength  of  the field  changes  and,  to  the 

present day, no clear explanation for this 

has been given.

[185]  RICCIOLI, Giovanni Battista 

(reet-chohlee)

Italian astronomer



Born:  Ferrara, April  17,  1598

Died:  Bologna, June 25,  1671

Riccioli,  a  Jesuit  from  the  age  of  six­

teen,  did  not  accept  the  views  of Coper­

nicus [127], To arguments that the Ptole­

maic system was impossibly complicated, 

he countered  with the  argument that  the 

more  complicated  the  system,  the  better 

the  evidence  for  the  greatness  of  God. 

He  mentioned  the  ellipses  of  Kepler 

[169] but dismissed them out of hand.

It  seems  natural,  therefore,  that  he 

should  have  concentrated  on  a  study  of

the moon. The  moon  revolved  about the 

earth  in  the  Copernican  system  as  well 

as  in  the  older  system  of  Ptolemy  [64], 

and  its  investigation  could  raise  no  em­

barrassing  problems.  In  connection  with 

the moon,  he could  produce some useful 

results.  He  was  the  first  to  maintain 

there was no water on the moon.

In  1651  Riccioli  published  a  book 

called New Almagest in Ptolemy’s honor 

in  which  he  accepted  Tycho  Brahe’s 

[156]  system  and  in  which  he  included 

his  own  maps  of the lunar  surface,  four 

years after Hevelius’ [194] pioneer effort. 

On  his  maps  Riccioli  named  the  lunar 

craters  in  honor  of  the  astronomers  of 

the  past,  giving  due  weight  to  his  anti- 

Copemican views. Hipparchus  [50], Ptol­

emy,  and  Tycho  Brahe  received  better 

craters  than  Copernicus  and  Aristarchus 

[41]. These names are still used today.

Some of those honored  now  are Alba- 

tegnius  [83],  Anaxagoras  [14],  Apol­

lonius  [49],  Arago  [446],  Archimedes 

[47],  Aristotle  [29],  Bessel  [439],  Biot 

[404],  Bond  [660],  Cassini  [209], Clavius 

[152],  De  la  Rue  [589],  Eudoxus  [27], 

Fabricius  [167],  Flammarion  [756], 

Flamsteed  [234],  Gassendi  [182],  Gauss 

[350],  Geber  [76],  Guericke  [189],  Her- 

schel,  Caroline  [352],  Kepler  [169], 

Lalande  [309],  Messier  [305],  Meton

[23],  Olbers  [372],  Picard  [204],  Picker­

ing [784], Plato [24], Pliny [61], Poseido- 

nius  [52],  Rheticus  [145],  Roemer  [232], 

Stevinus  [158],  and  Riccioli  himself.  A 

mountain  has  been  named  for  Huygens 

[215]  and  a  mountain  range  for  Leibniz 

[233].  The  basic  system  has  even  been 

extended  by  astronomers  to  the  other 

side of the moon.

In  1650  Riccioli  had  used  a  telescope 

to  view  the  star  Mizar  (the  middle  star 

of  the  handle  of  the  Big  Dipper)  and 

found  it  to  be  two  stars  very  close  to­

gether.  This  was  the  first  observation  of 

a  double  star  and  it  gave  another  proof 

that  the  telescope  could  reveal  features 

of  the  heavens  not  visible  to  the  naked 

eye.


He  also  tried  to  measure  the  parallax 

of  the  sun  and  decided  it  was  twenty- 

four  million  miles  from  the  earth,  a 

value  soon  to  be  more  than  tripled  by 

Cassini.

118


[186]

CAVALIERI

FERMAT

[188]

He  noticed  colored  bands  on  Jupiter 

parallel  to  its  equator  and,  along  with 

Grimaldi  [199],  improved  the  theory  of 

the pendulum and made clearer the con­

ditions  under which it would  mark  time 

accurately.

[186]  CAVALIERI,  Bonaventura  (kah'- 

vah-lyeh'ree)

Italian mathematician



Born:  Milan, 1598

Died:  Bologna, November 30,

1647


Cavalieri  joined  the  Jesuit  order  in 

1615,  where  he  was  introduced  to  a 

thorough  study  of  the  Greek  mathe­

maticians.  He  also  met  Galileo  [166], 

corresponded  with  him  and  considered 

himself a  disciple  of that man.  His  vari­

ous  church  offices  did  not  prevent  him 

from  working  at  his  mathematics  and 

from teaching.

Archimedes [47] had done some of his 

work  in  measuring  geometric  areas  by 

supposing  such  areas  to  be  made  up  of 

very  small  components.  Cavalieri  fol­

lowed  that  line  of  reasoning  to  produce 

the  notion  that  volumes  were  made  up 

components  that  were  not  exactly  lines 

but  thin  areas  so  small  as  to  be  no  fur­

ther divisible.  Making use of such “indi­

visibles” he could work out a number of 

theories involving areas and volumes.

The importance of this is that it was a 

stepping-stone  toward  the  notion  of 

infinitesimals and the development of the 

calculus  by  Newton  [231],  which  is  the 

dividing line between classical  and  mod­

em mathematics.

[187]  KIRCHER, Athanasius (kirTcher) 

German scholar



Born:  Fulda,  Hesse-Nassau,  May 

2,  1601


Died:  Rome,  Italy,  November  28, 

1680


Kircher,  the  youngest  of  six  sons,  re­

ceived  a  Jesuit  education  and  was  or­

dained a priest in  1628.

Like that other  cleric  of two  centuries 

before,  Nicholas  of  Cusa  [115],  Kircher

had  an  uncanny  knack  of  making  intu­

itive guesses that were eventually proved 

correct.  His  early  work  with  the  micro­

scope,  for  instance,  caused  him  to  won­

der  if  disease  and  decay  might  not  be 

brought  about  by  the  activities  of  tiny 

living creatures, a fact that Pasteur [642] 

would demonstrate two centuries later.

He  invented a magic lantern,  an  Aeo­

lian  harp,  and  a  speaking  tube.  Inter­

ested  in  antiquities,  he  was  one  of  the 

very first to make an attempt to decipher 

the  Egyptian  hieroglyphics,  something 

that  was  not  carried  much  further  till 

Young’s  [402]  time  a century and  a half 

later.

In  1650 Kircher made use of the  new 



methods  of  producing  a  vacuum  intro­

duced  by  Guericke  [189].  His  experi­

ments  demonstrated  that  sound  would 

not  be  conducted  in  the  absence  of  air. 

This supported one of the few theories in 

physics  that Aristotle  [29]  advanced  and 

that turned out to be correct.

[188]  FERMAT, Pierre de (fehr-mahO 

French mathematician 

Born:  Beaumont-de-Lomagne, 

Languedoc, August 20,  1601 



Died:  Castres, near Toulouse, 

January 12,  1665

Fermat, the son of a leather merchant, 

was educated at home  and then went on 

to  study  law,  obtaining  his  degree  in 

1631  from the University of Orleans. He 

was a counselor for the Toulouse parlia­

ment  and  devoted  his  spare  time  to 

mathematics.  Considering  what  he  ac­

complished  one  wonders  what  he  might 

have done as a full-time mathematician.

Fermat  had  the  supremely  frustrating 

habit  of  not  publishing  but  scribbling 

hasty notes in margins of books  or writ­

ing  casually  about  his  discoveries  in  let­

ters to friends. The result is that he loses 

credit  for  the  discovery  of  analytic  ge­

ometry, which he made independently of 

Descartes  [183].  In  fact,  where  Des­

cartes’s formal analysis involves only two 

dimensions,  Fermat  takes  matters  to 

three  dimensions.  Fermat  also  loses 

credit for the discovery of some features 

of  the  calculus  that  served  later  to  in-



119

[189]

GUERICKE


GUERICKE

[189]

spire  Newton  [231],  (However,  he  prob­

ably  would  not  have  cared.  He  engaged 

in  mathematics  for  his  own  amusement 

and that he achieved.)

He,  together  with  Pascal  [207], 

founded  the  theory  of  probability.  He 

also  worked  on  the  properties  of  whole 

numbers,  being  the  first  to  carry  this 

study  past  the  stage  where  Diophantus 

[66]  had  left  it.  Fermat  is  thus  the 

founder  of the modem  “theory  of num­

bers.”

In that field he  left his  greatest  mark, 



for  in  the  margin  of  a  book  on  Dio­

phantus  he  scribbled  a  note  saying  he 

had found that a certain equation  (xn  + 

yn  =   zD,  where n is greater than 2)  had 

no  solution  in  whole  numbers  but  that 

there  was  no room for the  simple  proof 

in the margin.  For three centuries math­

ematicians,  including  the  greatest,  have 

been  searching for  the  proof  of  what  is 

now called  “Fermat’s  last  theorem”  (be­

cause  it  is  the  last  that  remains  un­

proved)  and  searching  in  vain.  Modem 

computers have shown that the equation 

has no solutions for all values of n up to 

2,000,  but this is not a general proof.

In  1908  a  German  professor  willed  a 

prize  of  100,000  marks  to  anyone  who 

would find a proof, but German inflation 

in  the  early  1920s  reduced  the  value  of 

those  marks  to  just  about  zero.  In  any 

case,  no one has yet won  it.  Fermat  did 

not  publish  his  work  on  the  theory  of 

numbers. His son published his notes five 

years after Fermat’s death.

[189]  GUERICKE,  Otto  von  (gay'rih- 

kuh)


German physicist 

Born:  Magdeburg,  November  20, 

1602


Died:  Hamburg, May  11,  1686

Guericke studied law and mathematics 

as  a  youth  and  attended  the  University 

of  Leiden,  where  Snell  [177]  may  have 

been  one  of  his  teachers.  He  then  trav­

eled  in  France  and  England,  and  served 

as  an  engineer  for  the  German  city  of 

Erfurt.  Guericke  in  1627  returned  to 

Magdeburg and entered politics there.  It

was  a  bad  time.  The  Thirty  Years’  War 

was raging and Magdeburg,  a Protestant 

city, was on the side that was, at the mo­

ment, losing. In 1631 it was destroyed by 

the  imperial  armies  in  the  most  savage 

sack  of  the  war,  and  Guericke  and  his 

family  barely  managed  to  escape  at  the 

cost  of  all  their  possessions.  After  serv­

ing  for  a  time  in  the  army  of  Gustavus 

II  Adolphus  of  Sweden  (who  managed 

to turn the tide of the war), Guericke re­

turned  to  a  Magdeburg  rising  again  out 

of  mins,  serving  as  an  engineer  in  this 

rebirth  effort,  and  in  1646  became 

mayor  of  the  town,  retaining  that  post 

for  thirty-five  years,  then  retiring  to 

Hamburg in his  eightieth  year.  In  1666, 

he had  been ennobled,  gaining  the  right 

to add “von” to his name.

He  grew  interested  in  philosophic  dis­

putations  concerning  the  possibility  of  a 

vacuum.  Numerous  arguments  denying 

its  existence  were  advanced.  Aristotle 

[29] had worked out a theory  of  motion 

in  which  a  body  impelled  by  a  certain 

continuing  force  would  move  faster  as 

the surrounding medium grew less dense. 

In a vacuum it would move with infinite 

speed.  Since Aristotle  did not  accept the 

possibility  of  infinite  speed  he  decided 

that a vacuum could not exist. This,  like 

almost  all  of  Aristotle’s  views,  was  ac­

cepted  uncritically  by  later  philosophers 

and  was  expressed  in  the  catch  phrase 

“Nature abhors a vacuum.”

Guericke decided to settle the question 

by experiment rather than argument and 

in  1650 constructed the first air pump,  a 

device something  like  a water  pump  but 

with  parts  sufficiently  well  fitted  to  be 

reasonably airtight.  It was run by muscle 

power  and was  slow,  but  it  worked  and 

Guericke  was  able  to  put  it  to  use  for 

pieces of showmanship of quite  Madison 

Avenue  proportions.  And  he  spared  no 

expense,  either,  for he  spent  $20,000  on 

his  experiments,  a  tremendous  sum  for 

those days.

He began with an evacuated vessel. He 

showed  that  a ringing bell  within  such  a 

vessel  could  not  be  heard,  thus  bearing 

out  Aristotle’s  contention  that  sound 

would  not  travel  through  a  vacuum, 

though  it  would  travel  through  liquids

120


[189]

GUERICKE


GLAUBER

[190]

and  solids  as  well  as  through  air. 

Guericke also showed that candles would 

not bum and that animals could not live 

in a vacuum, but the true significance of 

these observations had to await Lavoisier 

[334] a century and a quarter later.

Guericke  grew  more  dramatic.  He 

affixed  a  rope  to  a  piston  and  had  fifty 

men  pull  on  the  rope  while  he  slowly 

drew a vacuum on the  other side  of  the 

piston  within  the  cylinder.  Air  pressure 

inexorably  pushed  the  piston  down  the 

cylinder despite the struggles of the fifty 

men to prevent it.

Guericke  prepared  two  metal  hemi­

spheres  that  fitted  together  along  a 

greased  flange.  (They  were  called  the 

Magdeburg hemispheres, after his town.) 

In 1657 he used them to demonstrate the 

power  of  a  vacuum  to  Emperor  Fer­

dinand  III.  When  the  hemispheres  were 

put  together  and  the  air  within  evac­

uated,  air  pressure  held  them  together 

even  though  teams  of  horses  were  at­

tached  to  the  separate  hemispheres  and 

whipped into straining to their utmost in 

opposite  directions.  When  air  was  al­

lowed to reenter the joined hemispheres, 

they fell apart of themselves.

It  was  about  this  time  that  Guericke 

heard  of  Torricelli’s  [192]  experiments, 

and  he  saw  that  the  results  of his  more 

dramatic demonstrations were due to the 

fact  that  air  had  weight.  His  demon­

strations  added  nothing  to  what  Tor­

ricelli had established,  but they  had  flair 

and  forced  the  world  of  scholarship  to 

understand  and  accept  the  basic  discov­

ery.  Furthermore, he saw the application 

of the  barometer to  weather  forecasting 

and  in  1660  he  was  the  first  to  attempt 

to use it for this purpose.

Guericke  also  made  important  ad­

vances in another field. Gilbert [155] had 

worked  with  substances  that  could  be 

“electrified” by rubbing and  made  to  at­

tract  light  objects.  Guericke  mechanized 

the  act  of  rubbing  and  devised  the  first 

frictional  electric  machine.  This  was  a 

globe  of sulfur that  could  be  rotated  on 

a crank-turned  shaft.  When  stroked with 

the  hand  as  it  rotated,  it  accumulated 

quite  a  lot  of  static  electricity.  It  could 

be discharged and recharged indefinitely.

He produced sizable electric sparks from 

his charged globe, a fact he reported in a 

letter to Leibniz [233] in 1672.

Guericke’s  sulfur globe initiated  a full 

century  of  experimentation—with  other 

and  better  frictional  devices—which 

reached  its  height  with  the  work  of 

Franklin [272].

Guericke was also interested in astron­

omy  and  felt  that  comets  were  normal 

members  of  the  solar  system  and  made 

periodic  returns.  This  notion  was  to  be 

successfully  taken  up  by  Halley  [238] 

some  twenty  years  after  Guericke’s 

death.


[190]  GLAUBER, Johann Rudolf 

(glow'ber)

German  chemist 

Born:  Karlstadt, Lower Fran­

conia,  1604



Died:  Amsterdam, Netherlands, 

March  10,  1670

At  an  early  age  the  self-taught 

Glauber,  the  son  of  a  barber,  lived  in 

Vienna,  then  in  various  places  in  the 

Rhine  Valley.  Some  time  during  this  in­

terval, perhaps about 1625, he noted that 

hydrochloric  acid  could  be  formed  by 

the  action  of  sulfuric  acid  on  ordinary 

salt  (sodium  chloride).  This  was  the 

most  convenient  method  yet  found  for 

the  manufacture  of  hydrochloric  acid, 

but  what  interested  Glauber  most  was 

the  residue  (today  called  sodium  sul­

fate).

Glauber fastened  on to this substance, 



studying it  intensively  and noting  its  ac­

tivity as a laxative. Its action is mild and 

gentle and  throughout history there have 

always  been those who place great value 

on encouraging the bowels.  Glauber,  en­

amored  of  his  discovery,  labeled  it  sal 



mirabile  (“wonderful  salt”)  and  adver­

tised  it  as  a  cure-all  in  later  years.  He 

believed  its  use  had  once  cured  him  of 

typhus.  (The fact that his only source  of 

income  was  the  sale  of  his  chemical 

products forced him into a heavy sell, of 

course.)

We  don’t  consider  it  a  cure-all  these 

days,  but  the  common  name  of  sodium 

suifate is still “Glauber’s salt.”



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