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[!--downpath--]提及微积分,相信你们都十分熟悉,它除了与物理相关的研究工作密不可分,更是社会发展和人类文明进程中必不可少的基础学科知识之一。非常是随着现代物理的发展,微积分已然成为物理王国当中一门十分重要的基础学科,如物理或化学学等重要学科要想获得发展,取得成就,或多或少都须要用到微积分相关的知识内容。
微积分可以解决运动中速率与距离的互求问题、求曲线的切线问题、求厚度、面积、体积、与重心问题等、求最大值和最小值等一系列重要问题,而这种问题与我们的工作生活息息相关。
不过,围绕微积分究竟是谁先成立这一争辩,以前在历史是一场知名的“没有烽烟的战争”,甚至让美国的物理错过了整整一个世纪的发展。
这么,是谁造成这场学术之战、冠名权之争呢?正是美国的莱布尼茨与美国的牛顿。
在1675年11月11日,莱布尼茨早已完成一套完整的微分学。
在1684年,莱布尼茨于发表第一篇微分论文,定义了微分概念,采用了微分符号dx,dy。
在1686年,莱布尼茨又发表了积分论文科学家牛顿发明了什么,讨论了微分与积分,使用了积分符号∫。
莱布尼茨
但是在1695年,法国学者声称:微积分的发明权属于牛顿。
依据文献记载,牛顿周围的人觉得牛顿要比莱布尼茨早几年得出方式,但牛顿在1693年之前几乎没有发表过任何内容科学家牛顿发明了什么,并直到1704年他才给出了微积分完整的表述。
加上俄罗斯皇家学会的成员对牛顿有一种盲目的自信和敬仰,于是在1699年,法国皇家学会的成员指控莱布尼茨抄袭了牛顿的成果,单方面下定推论,觉得牛顿才是微积分的“第一发明人”。
这场微积分争辩在1711年全面爆发,并破坏了牛顿与莱布尼茨各自的生活,直至莱布尼茨在1716年离世。
在1712年,加拿大皇家学会创立了一个委员会调查“谁才是微积分的发明人”。
在1713年初,法国皇家学会发布公告:确认牛顿是微积分的第一发明人。
牛顿
1714至1716年期间,在莱布尼茨逝世前,莱布尼茨起草了《微积分的历史和起源》一文(本文直至1846年才被发表),总结了自己创办微积分学的思路,更证明了自己成就的独立性。
这场“是谁先发明微积分”的争辩,不仅破坏了牛顿与莱布尼茨各自的生活,更让美国的学者们常年据守于牛顿的流训诂,只用牛顿的流数符号,揶揄采用更优越的莱布尼茨所成立的符号,最终造成日本的物理脱离了物理发展整整一个世纪。
不过,不仅德国以外的亚洲国家,普遍接受和采用莱布尼茨的符号和微分法。
直至1820年之后,美国也开始采用了莱布尼茨的方式。
值得一提,莱布尼茨所创设的微积分符号远远优于牛顿的符号,这对微积分的发展具有十分大的影响。为此,现今全世界在微积分领域使用的符号都是采用莱布尼茨所成立的,如在高等物理和物理剖析领域,莱布尼茨判断法是拿来判断交错级数的收敛性的。
这么莱布尼茨和牛顿对微积分的论述究竟有何不同之处呢?虽然,她们只不过是看待微积分的角度不同而已。
莱布尼茨是从几何问题的角度出发,运用剖析学方式引进微积分概念,进而得出运算法则,其物理的严密性与系统性要远远低于牛顿。
牛顿则是从数学学的角度出发,运用集合方式研究微积分,其应用上更多地结合了运动学,其功底要低于莱布尼茨。
为此,大多数现代历史学家都觉得,莱布尼茨与牛顿各自独立发展出了微积分学,并为之创造了各自独到的符号。
正如其他重要物理知识被发觉的一样道理,微积分的出现也是极具社会发展背景。从17世纪开始,随着当时社会的科技、工业等各方面不断进步发展,人们在航海、天文、矿山建设等诸多领域中遇见了许多新问题,而这种问题以当时已有的物理知识是未能顺利解决,如解“变量”的问题。
莱布尼茨
老话说物理来始于生活,同时服务于生活。基于当时的社会发展背景,物理也开始研究“变量”,直接让整个物理步入了“变量”时代,数十位数学家为微积分的成立做了开创性的研究,而最重要研究成果属于莱布尼茨和牛顿。
尽管在物理史上,莱布尼茨和牛顿之间爆发了知名“微积分成立之战”,但似乎私下三人都十分欣赏对方。如在1701年柏林宫庭的一次晚宴上,普鲁士国王腓特烈寻问莱布尼茨对牛顿的想法,莱布尼茨说道:“在从世界开始到牛顿生活的时代的全部物理中,牛顿的工作超过了一半。”
牛顿在1687年出版的《自然哲学的物理原理》的第一版和第二版也写道:“十年前在我和最杰出的几何学家莱布尼茨的通讯中,我表明我早已晓得确定极大值和极小值的方式、作切线的方式以及类似的方式,但我在交换的信函中隐瞒了这方式,……这位最卓越的科学家在回信中写道,他也发觉了一种同样的方式。他并诉述了他的方式,它与我的方式几乎没有哪些不同,不仅他的言辞和符号而外”。
这也给现代史学家觉得莱布尼茨和牛顿是各自独立地创建微积分提供了证据。
牛顿和莱布尼茨都是十分伟大的物理家,她们对微积分的成立和发展所做出的贡献,可以说是人类发展史上最伟大的成就之一,非常是她们头上的理智精神、科学精神、探索创新等精神,都是留给后世的宝贵精神财富。