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微积分发明者莱布尼茨

科普小知识2022-07-20 11:00:12
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说到微积分,许多人感到头痛。然而,微积分的发现对数学领域具有重要意义。在17世纪的欧洲,有两位伟大的数学家,其中一位是牛顿,当他被苹果击中时,证明了万有引力。还有莱布尼茨,相比之下,他不是很出名,但对数学有很大的贡献。

1646年7月1日,戈特弗里德·威廉·莱布尼茨出生在神圣罗马帝国的莱比锡。他祖父的三代人都在萨克森*任职。莱布尼茨的父亲是莱比锡大学的伦理学教授。莱布尼茨在6岁时去世,留下了一个私人图书馆。12岁时,他自学了拉丁语,并开始学习希腊语。他14岁进入莱比锡大学,20岁完成学业,专攻法律和普通大学课程。1666年,他出版了第一本关于哲学的书,名为《论结合》。

关于微积分

最早发明微积分的莱布尼茨和牛顿,一直是数学中有争议的问题。布尼茨在1684年发表了他的第一篇微分论文,定义了微分的概念,并采用了微分符号dx,dy。1686年,他发表了一篇关于整合的论文,讨论了分化和整合,使用了整合的符号。根据莱布尼茨的笔记本,他在1675年11月11日完成了一整套微积分。

然而,在1695年,英国学者宣布微积分的发明属于牛顿。1699年,牛顿被认为是微积分的“第一个发明者”。1712年,英国皇家学会成立了一个委员会调查此案。1713年初,发布了一份公告:“牛顿被确认为微积分的第一个发明者。”莱布尼茨在去世前几年一直受到冷遇。由于对牛顿的盲目崇拜,英国学者长期坚持牛顿的流数技术,只使用牛顿的流数符号,蔑视莱布尼茨的优越符号。结果,英国数学在数学发展上脱离了时代潮流。

然而,莱布尼茨高度赞扬了牛顿。1701年在柏林宫廷的一次宴会上,普鲁士国王弗雷德里克询问莱布尼茨关于牛顿的情况。莱布尼茨说:“从世界开始到牛顿的一生,牛顿的工作超过了所有数学的一半。”

牛顿还在1687年出版的《自然哲学的数学原理》的第一版和第二版中写道:“十年前,在我与最杰出的几何学家莱布尼茨的通信中,我表明我已经知道了确定最大值和最小值的方法、切线法和类似的方法,但我在通信中隐瞒了这一方法,...最杰出的科学家在回信中写道,他也发现了同样的方法。他还解释了他的方法,这和我的方法几乎一样,除了他的文字和符号”(但这段文字在第三版和后来的重印中被删除了)。因此,后来人们认识到牛顿和莱布尼茨是独立创造微积分的。

莱布尼茨的一生

莱布尼茨出生在德国东部莱比锡的一个书香门第。他的父亲是莱比锡大学的道德哲学教授。他的母亲出生在一个教授的家庭。莱布尼茨的父亲在他只有6岁时就去世了,给他留下了丰富的藏书。莱布尼茨能够广泛接触古希腊罗马文化,阅读许多著名学者的著作,从而获得坚实的文化基础和明确的学术目标。15岁时,他进入莱比锡大学学习法律。进入大学后,他在大学的第二年遵循标准的人文学科课程。他还广泛阅读了培根、开普勒、伽利略等人的著作,并对他们的著作进行了深入思考和评价。莱布尼茨在听了欧几里德的《几何元素》后,对数学产生了浓厚的兴趣。17岁时,他在耶拿大学短期学习数学,并获得哲学硕士学位。

莱布尼茨在数学上的成就是巨大的。他的研究和成就已经渗透到高等数学的许多领域。他提出的一系列重要的数学理论为后来的数学理论奠定了基础。

莱布尼茨曾讨论过负数和复数的性质,并得出结论:复数的对数不存在,共轭复数之和是实数。在后来的研究中,莱布尼茨证明了他的结论是正确的。他还研究了线性方程,从理论上讨论了消去法,并首次引入了行列式的概念,提出了一些行列式的理论。此外,莱布尼茨还创立了符号逻辑的基本概念,发明了能够执行加、减、乘、除和平方运算的计算机和二进制,为计算机的现代发展奠定了坚实的基础。

莱布尼茨关注中国及其科学、文化和哲学,是第一个研究中国文化和哲学的德国人。他从耶稣会传教士格里马尔迪那里学到了很多关于中国的知识,包括养蚕和纺织、造纸印染、冶金和矿物、天文和地理、数学等,并编辑出版了这些材料的书籍。他认为中国和西方应该建立一种新型的交流知识的关系。莱布尼茨在《中国近况》一书的导言中写道:“全人类最伟大的文化和最发达的文明似乎汇聚在今天我们大陆的两端,即欧洲和位于地球另一端的东欧——中国。”“与欧洲相比,中国,一个古老的文明,有着相似的面积,但是它的人口已经超过了。”“我们在日常生活和凭经验处理自然的技能上是平等的。我们每个人都有通过相互交流使对方受益的技能。很明显,我们在仔细和理性的思考方面略胜一筹,“但是”我们在时间哲学方面,也就是说,在生活伦理和人类现实以及治国理论方面,确实相形见绌。在这里,莱布尼茨不仅展示了一种没有“欧洲中心主义”色彩的开放好学的精神,而且描绘了一幅中西双向文化交流的宏伟蓝图。东西方人民相互学习,取长补短,共同繁荣进步,推动了这一交流。

莱布尼茨毕生致力于促进中西文化交流,产生了广泛而深远的影响。他谦虚好学、平等对待中国文化、不含“欧洲中心主义”偏见的精神尤为可贵,值得后人永远钦佩和效仿。