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戈特弗里德·威廉·莱布尼茨:十七世纪的亚里士多德,微积分符号的创造者

更新时间:2024-10-06 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

摘自MBA智库百科()pIE物理好资源网(原物理ok网)

戈特弗里德·威廉·莱布尼茨 ()pIE物理好资源网(原物理ok网)

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戈特弗里德·威廉·莱布尼茨简介pIE物理好资源网(原物理ok网)

戈特弗里德·威廉·莱布尼茨(1646-1716),德国哲学家、数学家。它涵盖了法学、力学、光学、语言学等40多个领域,被誉为十七世纪的亚里士多德。牛顿独立发明了微积分。有人认为莱布尼茨最大的贡献不是微积分的发明,而是微积分中使用的数学符号,因为牛顿使用的符号普遍被认为比莱布尼茨的差。莱布尼茨是历史上罕见的多面手。他的专长包括数学、历史、语言、生物、地质、力学、物理、法律、外交等领域。他本人是一名律师,经常往返于各大城镇。他的许多公式都是在颠簸的马车上完成的。pIE物理好资源网(原物理ok网)

由于莱布尼茨在德国汉诺威生活和工作了十多年,并在汉诺威逝世,为了纪念他和他的学术成就,2006年7月1日,是莱布尼茨诞辰360周年。当天,汉诺威大学正式更名为汉诺威莱布尼茨大学。pIE物理好资源网(原物理ok网)

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莱布尼茨的一生pIE物理好资源网(原物理ok网)

1646年7月1日,莱布尼茨出生于德国东部莱比锡的一个学者家庭。他的父亲弗里德里希·莱布尼茨是莱比锡大学道德哲学教授,母亲凯瑟琳娜·施马克出身于教授家庭。 ,一位虔诚的路德教徒。pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨的父母亲自担任孩子的第一任老师。他们的影响使莱布尼茨从小就勤奋好学,才华横溢。他从小就对诗歌和历史产生了浓厚的兴趣。不幸的是,他的父亲在他6岁时去世,但给他留下了丰富的藏书。pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨的父亲在他六岁时就去世了,给他留下了比金钱更有价值的丰富藏书。他受过良好教育的母亲承担起了儿子的早期教育责任。由此,莱布尼茨广泛接触了古希腊罗马文化,阅读了许多著名学者的著作,从而获得了扎实的文化基础和明确的学术目标。pIE物理好资源网(原物理ok网)

8岁时,莱布尼茨进入尼古拉斯学校学习拉丁语、希腊语、修辞学、算术、逻辑、音乐、圣经、路德教义等。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1661年,15岁的莱布尼茨进入莱比锡大学学习法律。他一入学就按照标准的二年级人文课程学习。他还花时间学习哲学和科学。 1663年5月,以《论个人原则的形而上学争论》一文获得学士学位。在此期间,莱布尼茨还广泛阅读了培根、开普勒、伽利略等人的著作,并对他们的著作进行了深入的思考和评价。在听了一位教授讲授的欧几里得《几何原本》课程后,莱布尼茨对数学产生了浓厚的兴趣。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1664年1月,莱布尼茨完成论文《论法理学的困难》,获得哲学硕士学位。当年2月12日,母亲不幸去世。 18岁的莱布尼茨从此独自生活。他一生的思想和性格都深受母亲的影响。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1665年,莱布尼茨向莱比锡大学提交了博士论文《论同一性》。 1666年,审查委员会以他太年轻(只有20岁)为由拒绝授予他法学博士学位。黑格尔认为,这可能是因为莱布尼茨有太多的哲学见解,审阅论文的教授们看到他在大力研究哲学,心里不高兴。他对此非常愤怒,于是毅然离开莱比锡,前往纽伦堡附近的阿尔多夫大学。他立即向学校提交了自己准备好的博士论文。 1667年2月,阿尔特多夫大学授予他法学博士学位。并聘请他为法学教授。pIE物理好资源网(原物理ok网)

今年,莱布尼茨发表了他的第一篇数学论文《论组合的艺术》。这是一篇关于数理逻辑的文章。其基本思想是将理论的真实性证明归因于计算的结果。这篇论文虽然还不够成熟,但却闪烁着创新智慧和数学天赋。随后的一系列著作使他成为数理逻辑的创始人。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1666 年获得法学博士学位后,莱布尼茨加入了纽伦堡的炼金术士团体。 1667年,他通过团体结识了政治人物约翰·克里斯蒂安·博因伯格男爵,并经男爵推荐给美因茨选帝侯。此后,莱布尼茨步入政坛并加入外交界,在美因茨舍恩博恩大主教手下工作。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1671年至1672年冬,他受美因茨选帝侯委托,准备阻止法国进攻德国的计划。 1672年,莱布尼茨以外交官的身份前往巴黎,试图说服法国国王路易十四放弃进攻,但他始终没能与法国国王会面帕斯卡物理学家的贡献,更不用说完成选帝侯交给他的任务了。 。这次外交活动以失败告终。然而,在此期间,他深受惠更斯的启发,决心研究高等数学。他还研究了笛卡尔、费马、帕斯卡等人的著作,并开始了创作。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1673年1月,为推动英国与荷兰和解,他前往伦敦斡旋未果。不过,他却借此机会与英国学术界的知名学者建立了联系。他结识了与他有过三年通信往来的英国皇家学会秘书长、数学家奥尔登堡,以及物理学家胡克、化学家博伊尔等人。 1673年3月莱布尼茨返回巴黎,并于4月被推荐为英国皇家学会会员。在此期间,他对数学和自然科学的兴趣日益明显。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1672 年 10 月,美因茨选帝侯去世。莱布尼茨失去了职位和薪水,只当了一名家庭教师。当时,他寻求正式的外交官职位或法国科学院的职位,但没有成功。他无奈,只能接受汉诺威公爵约翰·弗里德里希的邀请,前往汉诺威。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1676 年 10 月 4 日,莱布尼茨离开巴黎,首先在伦敦短暂停留。随后他又去了荷兰,结识了首次用显微镜观察细菌、原生动物和精子的生物学家列文虎克。这些对莱布尼茨后来的哲学思想产生了影响。在海牙他遇见了斯宾诺莎。 1677年1月,莱布尼茨抵达汉诺威,担任不伦瑞克公爵的法律顾问和图书管理员,负责国际通讯并担任技术顾问。汉于卫成为他的永久居住地。pIE物理好资源网(原物理ok网)

在繁忙的公务之外,莱布尼茨广泛研究哲学和各种科学技术问题,并从事各种学术、文化和社会政治活动。很快,他就成为朝廷中的一员,在社会上享有盛誉,过上了富裕的生活。 1682年,莱布尼茨和门克创办了拉丁文科学杂志《中央研究院》(又称《教师杂志》),在近代科学史上很有影响。他的大部分数学和哲学文章发表在该杂志上;此时,他的哲学思想逐渐成熟。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1679年12月,不伦瑞克公爵约翰·弗里德里希突然去世。他的弟弟奥古斯特继承了头衔,但莱布尼茨仍然保留了原来的职位。新任公爵夫人索菲是他的哲学教义的崇拜者。 “世界上没有两片完全相同的叶子”这句名言就出自他与苏菲的谈话。pIE物理好资源网(原物理ok网)

为了实现自己在德国脱颖而出的野心,奥古斯特建议莱布尼茨进行广泛的历史研究和考察,写一部关于他们家族近代史的著作。他于 1686 年开始这项工作。在研究了当地宝贵的档案材料后,他要求对欧洲进行一次广泛的旅行。pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨于1687年11月离开汉诺威,于1688年初夏5月抵达维也纳。除了查找档案外,他还花了大量时间结识各界学者和名人。在维也纳,他会见了奥地利皇帝利奥波德一世,并为皇帝制定了一系列经济和科学计划,给皇帝留下了深刻的印象。他试图在奥地利宫廷寻求职位,但直到1713年才得到肯定的答复,而他要求古奥地利建立“世界图书馆”的计划也始终未能实现。然后他前往威尼斯,然后前往罗马。在罗马,他被选为罗马科学与数学学院院士。 1690年,莱布尼茨回到汉诺威。由于他在撰写不伦瑞克家族历史方面的工作,他获得了枢密院议员职位。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1700年世纪之交,莱布尼茨热情地从事科学院的规划和建设。他觉得学者独立进行研究既浪费时间,又没有效率,因此极力主张集中人才研究学术、文化和工程技术,以便更好地安排社会生产、指导国家建设。pIE物理好资源网(原物理ok网)

自1695年以来,莱布尼茨一直在游说在柏林建立科学院。 1698年,他为此亲自前往柏林。 1700年,当他第二次访问柏林时,终于得到了弗里德里希一世特别是他的妻子(汉诺威公爵奥古斯特的女儿)的资助,建立了柏林科学院,并担任首任院长。 1700年2月,他还当选为法国科学院院士。至此,当时世界四大科学院:英国皇家学会、法国科学院、罗马科学与数学学院、柏林科学院均以莱布尼茨为核心成员。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1713年初,维也纳皇帝授予莱布尼茨帝国顾问职位,并邀请他指导科学院的建立。俄罗斯彼得大帝在1711年至1716年访问欧洲时也多次听取了莱布尼茨的建议。莱布尼茨试图让这位才华横溢的皇帝相信在彼得堡建立科学院的价值。彼得大帝对此很感兴趣,并于 1712 年授予莱布尼茨一个带薪职位,担任宫廷数学和科学顾问。 1712年左右,他同时受雇于维也纳、不伦瑞克、柏林和彼得堡王室。在此期间,他积极倡导一有机会就撰写百科全书、建立科学院、利用技术改造社会的计划。他去世后,维也纳科学院和彼得堡科学院相继成立。据说他还通过传教士建议清朝康熙皇帝在北京建立科学院。pIE物理好资源网(原物理ok网)

正当莱布尼茨受到各个宫廷青睐的时候,他已开始走向悲惨的晚年。 1716年11月14日,莱布尼茨因胆结石引起的腹部痉挛卧床一周后孤独去世,享年70岁。pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨从未结过婚帕斯卡物理学家的贡献,也没有担任过大学教授。他从未去过教堂,因此被称为“什么都不相信的人”。当他去世时,神职人员以此为借口不理睬他,雇用他的朝廷也不在意,也没有人前来吊唁。当他临终时,唯一陪伴他的人是他信任的医生和他的秘书埃克哈特。埃克哈特讣告发出后,法国科学院秘书方德纳尔在科学院例会上向外籍院士莱布尼茨致悼词。 1793年,汉诺威人为他建造了一座纪念碑; 1883年,莱比锡一座教堂附近竖立了他的立像; 1983年,汉诺威市政府按原样重建了二战中被毁的“市政厅”。莱布尼茨故居”供人们瞻仰。pIE物理好资源网(原物理ok网)

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莱布尼茨的贡献pIE物理好资源网(原物理ok网)

原来的计算pIE物理好资源网(原物理ok网)

17世纪下半叶,欧洲科学技术迅速发展。由于生产力的提高和社会各方面的迫切需求,经过各国科学家的努力和历史的积累,基于函数和极限概念的微积分理论应运而生。 。pIE物理好资源网(原物理ok网)

微积分的思想可以追溯到希腊阿基米德等人提出的计算面积和体积的方法。牛顿于 1665 年创立了微积分,莱布尼茨也在 1673 年至 1676 年间发表了一篇关于微积分思想的论文。pIE物理好资源网(原物理ok网)

过去,微分学和积分学作为两类数学运算和两类数学问题分别进行研究。 、、等人在求面积(积分)和切线斜率(导数)方面取得了一系列重要结果,但这些结果是孤立的、不连贯的。pIE物理好资源网(原物理ok网)

只有莱布尼茨和牛顿真正沟通了积分和微分,并清楚地发现了两者之间直接的内在联系:微分和积分是两个互为逆运算。这就是微积分建立的关键。只有建立了这种基本关系,才能在此基础上构建系统演算。并从各种函数的微分和求积公式中总结出通用的算法程序,使微积分方法具有普适性,并发展成为用符号表示的微积分算法。因此,微积分“很大程度上是由牛顿和莱布尼茨完成的,但不是他们发明的”。pIE物理好资源网(原物理ok网)

然而,关于微积分创立的优先顺序,数学史上一直存在着激烈的争论。事实上,虽然牛顿在微积分方面的研究先于莱布尼茨,但莱布尼茨的成果发表却早于牛顿。pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨1684年10月发表在《教师杂志》上的论文《一种奇妙的最大值和最小值的计算类型》是最早的微积分文献。这篇仅有六页纸的论文内容并不丰富,推理也相当模糊,但却具有划时代的意义。pIE物理好资源网(原物理ok网)

牛顿还在三年后的 1687 年出版的《自然哲学的数学原理》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,我表明我已经知道确定最大值的方法。还有极小值,做切线的方法和类似的方法,但我在信件往来中隐藏了这个方法……这位最杰出的科学家在他的回复道中写道,他也发现了类似的方法,他也描述了他的方法网校头条,但有所不同。除了他的措辞和符号之外,我的几乎没有什么”(但在第三版和后续版本中,这一段被删除了)。pIE物理好资源网(原物理ok网)

因此,后来人们公认牛顿和莱布尼茨独立创造了微积分。pIE物理好资源网(原物理ok网)

牛顿从物理学出发,用集合方法研究微积分。它的应用与运动学更加结合,其造诣也高于莱布尼茨。莱布尼茨从几何问题出发,用解析方法引入微积分的概念,并推导出算法。他的数学的严谨性和系统性是牛顿所望尘莫及的。pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨意识到,好的数学符号可以节省脑力劳动,而使用符号的技巧是数学成功的关键之一。因此,他创造的微积分符号远远优于牛顿的符号,这对微积分的发展产生了很大的影响。 1713年,莱布尼茨发表了《微积分的历史和起源》一文,总结了他创造微积分的思想,并解释了他的成就的独立性。pIE物理好资源网(原物理ok网)

在高等数学领域取得多项成就pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨在数学方面的成就是巨大的,他的研究和成果渗透到高等数学的许多领域。他提出了一系列重要的数学理论,为后来的数学理论奠定了基础。pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨曾经讨论过负数和复数的性质,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,从理论上讨论了消元法,并首先引入了行列式的概念,提出了行列式的一些理论。此外,莱布尼茨还创立了符号逻辑理论。基本概念。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1673年,莱布尼茨前往巴黎建造了一台可以进行加、减、乘、除和平方根运算的计算机。这是继帕斯卡加法机之后计算工具的又一进步。他还系统地阐述了二进制计数方法,并将其与中国八卦掌联系起来,为计算机的现代发展奠定了坚实的基础。pIE物理好资源网(原物理ok网)

丰富的物理学成就pIE物理好资源网(原物理ok网)

帕斯卡物理学家的贡献pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨在物理学上的成就也是非凡的。 1671年,莱布尼茨发表《物理学新假说》一文,提出具体运动原理和抽象运动原理。他相信,一个移动的物体,无论多小,都会带着物体处于完全静止状态的部分一起移动。运动的。他还认真讨论了笛卡尔提出的动量守恒原理,提出了能量守恒原理的雏形,并在《教师杂志》上发表了《论笛卡尔等人在自然定律方面的重大错误》简要证明》提出了运动量的问题,证明了动量不能作为运动的测量单位,并引入了动能的概念。人们第一次相信动能守恒是一个常见的物理原理。pIE物理好资源网(原物理ok网)

他还充分证明了“永动机不可能”的观点。他还反对牛顿的绝对时间和空间观,认为“没有物质就没有空间,空间本身也不是绝对的现实”。 “空间和物质之间的区别,就像时间和运动之间的区别一样,但这些东西虽然不同,但它们是不可分割的。”这个想法后来引起了马赫、爱因斯坦等人的注意。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1684年,莱布尼茨在《固体中力的新分析证明》一文中指出,纤维可以延伸,其张力与伸长量成正比,因此他提出将胡克定律应用到单根纤维上。这一假设后来被称为材料力学中的马里奥特-莱布尼茨理论。pIE物理好资源网(原物理ok网)

在光学方面,莱布尼茨也取得了一些成就。他利用微积分中的极值法推导了折射定律,并尝试用极值法来解释光学的基本定律。可以说,莱布尼茨的物理学研究一直朝着为物理学建立一个类似于欧几里得几何的公理体系的目标迈进。pIE物理好资源网(原物理ok网)

多才多艺的莱布尼茨pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨努力的主要目标是找到一种获取知识和创造发明的通用方法。这项努力带来了许多数学发现。历史上很少有人能与莱布尼茨的多才多艺相比。他的研究领域和成果横跨数学、物理、力学、逻辑学、生物学、化学、地理学、解剖学、动物学、植物学、气学、航海学、地质学、语言学、法学、哲学、历史学和外交等。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1693年,莱布尼茨发表了一篇关于地球起源的文章,后来扩充为《原始地球》一书,提出了地球中火成岩和沉积岩形成的原因。对于地层中的生物化石,他认为这些化石反映了生物物种的不断发展。这种现象的最终原因是自然的变化,而不是偶然的奇迹。他的地球起源理论,特别是关于宇宙演化和地球演化的思想,启发了拉马克、赖尔等人,在一定程度上推动了19世纪地质理论的进步。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1677年,他写了《磷的发现史》,论述了磷的性质和提取。他还提出了分离化学品和淡化水的技术。pIE物理好资源网(原物理ok网)

在生物学方面,莱布尼茨在1714年发表的《单子论》等著作中,从哲学角度提出了有机论的多种观点。他认为动物和植物之间存在着生物,水螅的发现证明了他的观点。pIE物理好资源网(原物理ok网)

在气象学中。他亲自组织人力对大气压力和天气状况进行观测。pIE物理好资源网(原物理ok网)

在形式逻辑方面,他区分和研究了理性真理(必然命题)和事实真理(偶然命题),并提出了逻辑学中的“充足理由法则”,后来被认为是逻辑学的基本法则。思维。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1696年,莱布尼茨在心理学中提出了心身平行理论。他强调统觉的作用,与笛卡尔的相互作用论、斯宾诺莎的一元论一起构成了当时心理学的三大理论。他还提出了“潜意识”理论的初步设想。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1691年,莱布尼茨写信给巴彭,提出了蒸汽机的基本思想。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1700年左右,他提出了无液气压原理,彻底消除了液柱,在空气压缩机的发展史上发挥了重要作用。pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨获得法律学位的学科是法律。 1667年出版《教法新法》。他对法律有一系列深刻的思考。pIE物理好资源网(原物理ok网)

1677年,莱布尼茨发表了《迈向通用文字》。此后,他长期致力于普遍书写思想的研究,在逻辑学和语言学方面做出了一定的贡献。今天,他被公认为世界语的先驱。pIE物理好资源网(原物理ok网)

作为著名哲学家,他的哲学主要包括“单子论”、“预定和谐”论和自然哲学理论。他的理论与弟子沃尔夫的理论相结合,形成了莱布尼茨-沃尔夫体系,极大地影响了德国哲学特别是康德哲学思想的发展。他创立的德国自然哲学通过沃尔夫、康德、歌德和黑格尔得到了显着发展。pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨在学术研究生涯中,发表了大量学术论文,其中许多手稿生前并未发表。在数学方面,格哈特主编的七卷本《数学百科全书》是莱布尼茨数学研究较为完整的代表作。格哈德还编辑了七卷本哲学百科全书。出版的文集、作品集、书信集数十部,从中我们可以看到莱布尼茨的主要学术成就。如今,还有一本关于莱布尼茨研究的专门学术期刊《莱布尼茨研究》,可见他在科学文化史上的重要地位。pIE物理好资源网(原物理ok网)

中西文化交流的倡导者pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨十分关注中国科学文化和哲学思想。他是第一个研究中国文化和中国哲学的德国人。他从耶稣会来华传教士格里马尔迪那里学到了很多关于中国的知识,包括蚕桑纺织、造纸印染、冶金矿产、天文地理、数学著作等,并将这些资料整理出版成书。他认为,中国和西方应该建立一种新型的中西交流和理解关系。pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨在《中国现状》一书的序言中写道:“全人类最伟大的文化和最发达的文明似乎聚集在今天我们大陆的两端,即欧洲和另一边。地球的另一边——中国,与欧洲相比,中国这个文明古国,面积相同,但人口却超过了欧洲。日常生活和经历。我们每个人都拥有通过相互沟通使对方受益的技能。在缜密的思考和理性的推理上,我们显然更胜一筹。”但是,“在时间哲学上,即在生命伦理和人类现实上,在治国理政上,我们确实比他们相形见绌。 ”pIE物理好资源网(原物理ok网)

在这里,莱布尼茨不仅表现出了一种不带有“欧洲中心主义”色彩的虚心好学精神,而且为中西文化双向交流绘制了宏伟蓝图,并竭尽全力推动中西文化的深入发展。这种交流,是东西方人民之间的相互交流。学习,取长补短,共同繁荣进步。pIE物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨一生致力于促进中西文化交流,产生了广泛而深远的影响。他的虚心好学、平等对待中华文化、不含有“欧洲中心”偏见的精神,尤其可贵,值得后人永远钦佩和效仿。pIE物理好资源网(原物理ok网)

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