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[!--downpath--]提及微積分,相信你們都十分熟悉,它除了與物理相關(guān)的研究工作密不可分,更是社會(huì)發(fā)展和人類(lèi)文明進(jìn)程中必不可少的基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)之一。非常是隨著現(xiàn)代物理的發(fā)展,微積分已然成為物理王國(guó)當(dāng)中一門(mén)十分重要的基礎(chǔ)學(xué)科,如物理或化學(xué)學(xué)等重要學(xué)科要想獲得發(fā)展,取得成就,或多或少都須要用到微積分相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容。
微積分可以解決運(yùn)動(dòng)中速率與距離的互求問(wèn)題、求曲線(xiàn)的切線(xiàn)問(wèn)題、求厚度、面積、體積、與重心問(wèn)題等、求最大值和最小值等一系列重要問(wèn)題,而這種問(wèn)題與我們的工作生活息息相關(guān)。
不過(guò),圍繞微積分究竟是誰(shuí)先成立這一爭(zhēng)辯,以前在歷史是一場(chǎng)知名的“沒(méi)有烽煙的戰(zhàn)爭(zhēng)”,甚至讓美國(guó)的物理錯(cuò)過(guò)了整整一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展。
這么,是誰(shuí)造成這場(chǎng)學(xué)術(shù)之戰(zhàn)、冠名權(quán)之爭(zhēng)呢?正是美國(guó)的萊布尼茨與美國(guó)的牛頓。
在1675年11月11日,萊布尼茨早已完成一套完整的微分學(xué)。
在1684年,萊布尼茨于發(fā)表第一篇微分論文,定義了微分概念,采用了微分符號(hào)dx,dy。
在1686年,萊布尼茨又發(fā)表了積分論文科學(xué)家牛頓發(fā)明了什么,討論了微分與積分,使用了積分符號(hào)∫。
萊布尼茨
但是在1695年,法國(guó)學(xué)者聲稱(chēng):微積分的發(fā)明權(quán)屬于牛頓。
依據(jù)文獻(xiàn)記載,牛頓周?chē)娜擞X(jué)得牛頓要比萊布尼茨早幾年得出方式,但牛頓在1693年之前幾乎沒(méi)有發(fā)表過(guò)任何內(nèi)容科學(xué)家牛頓發(fā)明了什么,并直到1704年他才給出了微積分完整的表述。
加上俄羅斯皇家學(xué)會(huì)的成員對(duì)牛頓有一種盲目的自信和敬仰,于是在1699年,法國(guó)皇家學(xué)會(huì)的成員指控萊布尼茨抄襲了牛頓的成果,單方面下定推論,覺(jué)得牛頓才是微積分的“第一發(fā)明人”。
這場(chǎng)微積分爭(zhēng)辯在1711年全面爆發(fā),并破壞了牛頓與萊布尼茨各自的生活,直至萊布尼茨在1716年離世。
在1712年,加拿大皇家學(xué)會(huì)創(chuàng)立了一個(gè)委員會(huì)調(diào)查“誰(shuí)才是微積分的發(fā)明人”。
在1713年初,法國(guó)皇家學(xué)會(huì)發(fā)布公告:確認(rèn)牛頓是微積分的第一發(fā)明人。
牛頓
?1714至1716年期間,在萊布尼茨逝世前,萊布尼茨起草了《微積分的歷史和起源》一文(本文直至1846年才被發(fā)表),總結(jié)了自己創(chuàng)辦微積分學(xué)的思路,更證明了自己成就的獨(dú)立性。
這場(chǎng)“是誰(shuí)先發(fā)明微積分”的爭(zhēng)辯,不僅破壞了牛頓與萊布尼茨各自的生活,更讓美國(guó)的學(xué)者們常年據(jù)守于牛頓的流訓(xùn)詁,只用牛頓的流數(shù)符號(hào),揶揄采用更優(yōu)越的萊布尼茨所成立的符號(hào),最終造成日本的物理脫離了物理發(fā)展整整一個(gè)世紀(jì)。
不過(guò),不僅德國(guó)以外的亞洲國(guó)家,普遍接受和采用萊布尼茨的符號(hào)和微分法。
直至1820年之后,美國(guó)也開(kāi)始采用了萊布尼茨的方式。
值得一提,萊布尼茨所創(chuàng)設(shè)的微積分符號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于牛頓的符號(hào),這對(duì)微積分的發(fā)展具有十分大的影響。為此,現(xiàn)今全世界在微積分領(lǐng)域使用的符號(hào)都是采用萊布尼茨所成立的,如在高等物理和物理剖析領(lǐng)域,萊布尼茨判斷法是拿來(lái)判斷交錯(cuò)級(jí)數(shù)的收斂性的。
這么萊布尼茨和牛頓對(duì)微積分的論述究竟有何不同之處呢?雖然,她們只不過(guò)是看待微積分的角度不同而已。
萊布尼茨是從幾何問(wèn)題的角度出發(fā),運(yùn)用剖析學(xué)方式引進(jìn)微積分概念,進(jìn)而得出運(yùn)算法則,其物理的嚴(yán)密性與系統(tǒng)性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于牛頓。
牛頓則是從數(shù)學(xué)學(xué)的角度出發(fā),運(yùn)用集合方式研究微積分,其應(yīng)用上更多地結(jié)合了運(yùn)動(dòng)學(xué),其功底要低于萊布尼茨。
為此,大多數(shù)現(xiàn)代歷史學(xué)家都覺(jué)得,萊布尼茨與牛頓各自獨(dú)立發(fā)展出了微積分學(xué),并為之創(chuàng)造了各自獨(dú)到的符號(hào)。
正如其他重要物理知識(shí)被發(fā)覺(jué)的一樣道理,微積分的出現(xiàn)也是極具社會(huì)發(fā)展背景。從17世紀(jì)開(kāi)始,隨著當(dāng)時(shí)社會(huì)的科技、工業(yè)等各方面不斷進(jìn)步發(fā)展,人們?cè)诤胶!⑻煳摹⒌V山建設(shè)等諸多領(lǐng)域中遇見(jiàn)了許多新問(wèn)題,而這種問(wèn)題以當(dāng)時(shí)已有的物理知識(shí)是未能順利解決,如解“變量”的問(wèn)題。
萊布尼茨
老話(huà)說(shuō)物理來(lái)始于生活,同時(shí)服務(wù)于生活。基于當(dāng)時(shí)的社會(huì)發(fā)展背景,物理也開(kāi)始研究“變量”,直接讓整個(gè)物理步入了“變量”時(shí)代,數(shù)十位數(shù)學(xué)家為微積分的成立做了開(kāi)創(chuàng)性的研究,而最重要研究成果屬于萊布尼茨和牛頓。
盡管在物理史上,萊布尼茨和牛頓之間爆發(fā)了知名“微積分成立之戰(zhàn)”,但似乎私下三人都十分欣賞對(duì)方。如在1701年柏林宮庭的一次晚宴上,普魯士國(guó)王腓特烈尋問(wèn)萊布尼茨對(duì)牛頓的想法,萊布尼茨說(shuō)道:“在從世界開(kāi)始到牛頓生活的時(shí)代的全部物理中,牛頓的工作超過(guò)了一半。”
牛頓在1687年出版的《自然哲學(xué)的物理原理》的第一版和第二版也寫(xiě)道:“十年前在我和最杰出的幾何學(xué)家萊布尼茨的通訊中,我表明我早已曉得確定極大值和極小值的方式、作切線(xiàn)的方式以及類(lèi)似的方式,但我在交換的信函中隱瞞了這方式,……這位最卓越的科學(xué)家在回信中寫(xiě)道,他也發(fā)覺(jué)了一種同樣的方式。他并訴述了他的方式,它與我的方式幾乎沒(méi)有哪些不同,不僅他的言辭和符號(hào)而外”。
這也給現(xiàn)代史學(xué)家覺(jué)得萊布尼茨和牛頓是各自獨(dú)立地創(chuàng)建微積分提供了證據(jù)。
牛頓和萊布尼茨都是十分偉大的物理家,她們對(duì)微積分的成立和發(fā)展所做出的貢獻(xiàn),可以說(shuō)是人類(lèi)發(fā)展史上最偉大的成就之一,非常是她們頭上的理智精神、科學(xué)精神、探索創(chuàng)新等精神,都是留給后世的寶貴精神財(cái)富。