如果說牛頓是天才的話,與牛頓同時(shí)代且有著不小恩怨的萊布尼茨,肯定也是天才。 萊布尼茨生于1646年的德國,比牛頓要小上三歲,但家庭經(jīng)濟(jì)比牛頓要好非常多。所以,萊布尼茨接受的啟蒙教育還是相當(dāng)完整的,他8歲的時(shí)候,就讀完了兩本拉丁語作品,之后又自學(xué)了許多知識(shí),在同齡的孩子里面,絕對(duì)是屬于最為出類拔萃的那一個(gè)。 牛頓PK萊布尼茨 這時(shí)候,和萊布尼茨父母關(guān)系比較不錯(cuò)的一位朋友發(fā)現(xiàn)到了萊布尼茨的天賦,于是就向萊布尼茨的家人建議允許他去自己父親的圖書館看書。萊布尼茨這一去可就不得了,短短幾年時(shí)間里,他就閱讀了幾乎涉獵所有領(lǐng)域的知識(shí)。 15歲是萊布尼茨的一個(gè)讀書的一個(gè)分界點(diǎn)。15歲之前,用他自己后來的話說就是,他的興趣完全被'古人'所捕獲,也就是說,在15歲之前,他所讀的書都是古希臘古羅馬作家的作品;15歲之后,他開始如饑似渴地閱讀'當(dāng)代'著作,也就是當(dāng)時(shí)比較流行的哲學(xué)和神學(xué)作品。 為什么15歲對(duì)萊布尼茨來說是一個(gè)讀書的分界點(diǎn)呢?這是因?yàn)?5歲的時(shí)候,他正式進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)了。牛頓讀大學(xué)的時(shí)候是19歲,比平均年齡大兩歲,萊布尼茨正好相反,比平均年齡要小兩歲。 1661年,15歲的萊布尼茨進(jìn)入了萊比錫大學(xué)學(xué)習(xí)哲學(xué),后來又選修了法學(xué),之后,他又繼續(xù)在萊比錫大學(xué)深造,等到他20歲的時(shí)候,他已經(jīng)學(xué)完法學(xué)博士的課程了。 萊布尼茨 但是,萊比錫大學(xué)的領(lǐng)導(dǎo)們比較不開竅,它覺得這個(gè)名叫萊布尼茨的小孩子歲數(shù)實(shí)在太小了,別人拿到博士都差不多三十了,你才二十歲,這成何體統(tǒng)? 所以,萊比錫大學(xué)就拒絕給他辦法法學(xué)的博士學(xué)位。之后,憤憤不平的萊布尼茨又轉(zhuǎn)到了阿爾特多夫大學(xué)繼續(xù)深造,并且在第二年拿到了該校的法學(xué)博士學(xué)位。 因此,以我們現(xiàn)代人的眼光來看,萊布尼茨無疑是一個(gè)徹徹底底的神童,比我們國家許多大學(xué)里面的'少年班'可強(qiáng)多了。 為什么我們敢這么斷定呢?其實(shí)也是有很充分的理由的:成年后的萊布尼茨,在數(shù)學(xué)、物理學(xué)、政治學(xué)、法學(xué)、倫理學(xué)、神學(xué)、哲學(xué)、歷史學(xué)、語言學(xué)、采礦等方面都有不菲的成就,是歷史上少有的通才,甚至許多人把他稱為十七世紀(jì)的亞里士多德。 我們現(xiàn)在所處的這個(gè)時(shí)代,這樣的人才真的是少之又少,更別說那些具有通才特質(zhì)的神童了。 當(dāng)然了,我這里主要想和大家介紹一下他對(duì)數(shù)學(xué)的貢獻(xiàn)。 萊布尼茨 萊布尼茨對(duì)數(shù)學(xué)的第一個(gè)貢獻(xiàn)是創(chuàng)立微積分。 關(guān)于微積分的定義,其實(shí)我們在上一節(jié)課也做出了一些介紹,簡單來說,其實(shí)微積分就是一種計(jì)算曲線斜率和面積的數(shù)學(xué)方法,我們計(jì)算速度、加速度、長度、體積、面積、最大值最小值等相關(guān)的函數(shù)時(shí),都會(huì)用到微積分知識(shí)。 我們之前也說了,牛頓發(fā)表他的著作《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》的時(shí)間的1687年,在這本書里面,牛頓系統(tǒng)地闡釋了自己的微積分思想。但是,很不巧的是,早在1684年,萊布尼茨就已經(jīng)發(fā)表了微積分理論。 此時(shí)這牛頓當(dāng)然就不愿意了,所以就說萊布尼茨是剽竊。為什么呢?首先,牛頓早在二十年前就研究出了微積分理論,只是因?yàn)榉N種原因一直沒發(fā)表而已;其次,萊布尼茨在1673年也去過倫敦,之后和英國皇家學(xué)會(huì)也保持著不錯(cuò)的聯(lián)系,和牛頓本人也有一段時(shí)間的書信往來。 所以,牛頓以及英國的學(xué)者們一口咬定萊布尼茨剽竊牛頓的學(xué)術(shù)成果,也是有一定的理由的。 牛頓 但是,作為和牛頓同時(shí)代的天才、偉人,從天賦上來講,萊布尼茨倒是也有資格創(chuàng)立微積分。而且他的微積分理論,比牛頓的理論要稍微'先進(jìn)'一點(diǎn)點(diǎn)。這主要體現(xiàn)在符號(hào)的運(yùn)用上:萊布尼茨使用的微分符號(hào)dx,dy,以及1686年他在自己的論文里使用的積分符號(hào)∫,表述起來非常簡單,易于使用,所以一直被我們沿用到現(xiàn)在。 比如我們現(xiàn)在通行的現(xiàn)行不定積分,它的定義是:若函數(shù)f(x)在某區(qū)間 I 上存在一個(gè)原函數(shù)F(x),則稱F(x)+C(C為任意常數(shù))為f(x)在該區(qū)間上的不定積分,記為∫f(x) dx 。我們現(xiàn)在使用的這種表述方式,其實(shí)就是萊布尼茨的貢獻(xiàn)。 而牛頓的微積分理論使用的是'流數(shù)符號(hào)',這種符號(hào)到底啥樣子,現(xiàn)在網(wǎng)上也查不出來,因?yàn)檫@種表述方式要復(fù)雜一點(diǎn),已經(jīng)被棄用好幾百年了。 但是,我們也不能說牛頓的微積分理論比起萊布尼茨的更差勁,因?yàn)榕nD的微積分理論由于被他使用到了物理學(xué)上,所以,它不單單是作為一個(gè)理論存在,而是向人們展示出了許多實(shí)際的價(jià)值。 因此,我們現(xiàn)在一般認(rèn)為牛頓對(duì)微積分理論的造詣更高,而萊布尼茨的微積分理論更容易被人們接受。 微積分 不過,當(dāng)時(shí)的英國人是無法接受德國人也搞出了一套微積分理論的,所以英國人普遍認(rèn)為萊布尼茨剽竊了牛頓的理論,甚至連英國皇家學(xué)會(huì)也對(duì)此事做出了調(diào)查,認(rèn)為萊布尼茨存在剽竊嫌疑。 于是之后就發(fā)生了一些比較有意思的現(xiàn)象:英國的學(xué)者和歐洲大陸尤其是德國的學(xué)者完全鬧翻了,英國人就覺得,你們德國人這么喜歡剽竊,好,那我們以后各走各的,斷絕學(xué)術(shù)交流得了。 所以,當(dāng)歐洲大陸的學(xué)者們都在使用表述更為簡單、便捷的'萊布尼茨牌'微積分時(shí),英國學(xué)者還在任性地繼續(xù)使用'牛頓牌'微積分。這其實(shí)就是某種程度上的'閉關(guān)鎖國',所以這樣搞著搞著,英國原本領(lǐng)先理論科學(xué)和應(yīng)用科學(xué),逐漸地就被法國德國這樣的歐洲大陸國家給趕超了。 牛頓和萊布尼茨可能都沒有想到,兩人的爭執(zhí),竟然給歐洲的學(xué)術(shù)發(fā)展造成了這么大的影響。但不管怎么樣,微積分的創(chuàng)立,預(yù)示著新世紀(jì)數(shù)學(xué)的新天地已經(jīng)打開了。 除了微積分,萊布尼茨在數(shù)學(xué)上的第二個(gè)貢獻(xiàn)是創(chuàng)立了二進(jìn)制。 二進(jìn)制就是用0和1來來作為基本符號(hào),我們現(xiàn)在在日常生活里算賬或者學(xué)數(shù)學(xué),用的都是十進(jìn)制,但在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,一般使用的就是二進(jìn)制。所以,萊布尼茨的二進(jìn)制其實(shí)是對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)明和運(yùn)用產(chǎn)生了巨大的影響的。 萊布尼茨收稿 也有一種說法認(rèn)為,萊布尼茨的二進(jìn)制思想其實(shí)來自于中國的'陰'和'陽'思想,因?yàn)槿R布尼茨本人實(shí)際上就是一名中國文化的愛好者,《周易》和八卦理論,他都是接觸過的。具體情況到底是怎樣的,現(xiàn)在已經(jīng)很難考證了,不過二進(jìn)制影響到了現(xiàn)代人是生活,這是無疑的。 好,最后,我們再來對(duì)萊布尼茨進(jìn)行簡單的評(píng)價(jià)吧。 和牛頓一樣,萊布尼茨也是一位天才,是一位通才,兩人在哲學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)等許多交叉學(xué)科上都很有成交。盡管兩人因?yàn)槲⒎e分鬧得不開心,但在當(dāng)時(shí),這兩個(gè)人絕對(duì)是科學(xué)理論界的'雙子星',這兩人都為后來的科學(xué)發(fā)展做出了偉大的貢獻(xiàn)。 高等數(shù)學(xué)的兩大天王 在牛頓和萊布尼茨兩人關(guān)系鬧僵之后,萊布尼茨依然給了牛頓很高的評(píng)價(jià):在從世界開始到牛頓生活的時(shí)代的全部數(shù)學(xué)中,牛頓的工作超過了一半。從這里我們也能看得出,萊布尼茨這個(gè)人還是挺豁達(dá)的。 現(xiàn)在三百年過去了,我們的火箭、飛船、計(jì)算機(jī)等高科技,其實(shí)都是以這兩個(gè)人的理論作為支撐的。我們能擁有這么好的生活,絕對(duì)少不了三百年前這兩位天才的努力。 |
|