Leibniz 下面講講牛頓和微積分的故事吧. 牛頓在他1669年寫的《運(yùn)用無限多項(xiàng)方程的分析》(不過這篇論文直到1711年才發(fā)布)中第一次提及微積分. 在這篇論文中,他沒有明顯的采用流數(shù)法的記法或觀念,采用了面積的無限小矩形或“瞬”的思想,找到了曲線求積的方法. 在這里,牛頓給出了求一個(gè)變量對(duì)于另一個(gè)變量的瞬時(shí)變化率的普遍方法,而且證明了面積可以由求變化率的逆過程得到,因?yàn)槊娣e也是用無窮小面積的和來表示從而獲得的,這個(gè)事實(shí)其實(shí)就是微積分基本定理. 但是正如他自己說他的方法“與其說是精確的證明,不如說是簡(jiǎn)短的說明”. 而在他1671年寫的《流數(shù)法與無窮級(jí)數(shù)》(這個(gè)1736年才發(fā)表),這里他引進(jìn)了他獨(dú)特的記法個(gè)概念.他把他的變量看作由點(diǎn)、線、面的連續(xù)運(yùn)動(dòng)所生成的,而不是無限小單元的集合.他稱變量為流(fluent),而變量的變化率叫流數(shù)(fluxion),在字母上標(biāo)上一個(gè)點(diǎn)來表示。例如,假設(shè) 在寫于1676年發(fā)表與1704年的第三篇微積分論文《求曲邊形的面積》中,他放棄了無窮小量,他認(rèn)為數(shù)學(xué)的量并不是由非常小的部分組成的,而應(yīng)該用連續(xù)的運(yùn)動(dòng)來描繪. 在這篇文章里他提出了一個(gè)新的概念“最終變化率(有些書翻譯成“最初增量的最終比”,沒有找到原版書),舉個(gè)例子就能理解這個(gè)了,考慮 他的第一本包括他的微積分的書是他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》(1687年出版),之前提到的論文都是在這本后才發(fā)表的. 他應(yīng)該也覺得理解無限小這個(gè)觀點(diǎn)很困難,在他的進(jìn)一步的敘述中時(shí)這樣說的:“消失量的最終比嚴(yán)格地說并不是最終量的比,而是這些量無限減小時(shí)他們之比所趨近的極限,并且雖然它們能比任何給定的無論什么差值都接近于它,但在這些量無限減小之前,即不能超過也不能達(dá)到它. ”【看完這個(gè)我的表情是這樣的(°ー°〃)】總之,牛頓給出了它的三個(gè)解釋方法,一個(gè)是用無限小的,一個(gè)是用流數(shù)的,還有一個(gè)是用最初與最終比或極限的(這個(gè)是他認(rèn)為的最嚴(yán)密的觀點(diǎn)) 而且在《自然哲學(xué)原理中》他還承認(rèn)過萊布尼茲在考慮量的生成時(shí)也有類似的方法,不過這個(gè)在第三版里被刪去了…… 牛頓和微積分的故事就講到這里,接下來說說牛頓和萊布尼茲,關(guān)于微積分,至于是不是獨(dú)立的還是合作的我不多做評(píng)價(jià),當(dāng)時(shí)造成了歐洲大陸的數(shù)學(xué)家和英國(guó)數(shù)學(xué)家的長(zhǎng)期對(duì)立的影響還是蠻大的……反正你們不是說牛頓萊布尼茲公式是“以我之名冠你之姓”嘛(其實(shí)……這么說的話瑞士數(shù)學(xué)家法蒂奧.德.杜利爾……嗯……)呃,我們……回來…… 首先,他倆都算術(shù)化了微積分,也就是在代數(shù)的概念上建立了微積分,他們使用的代數(shù)記號(hào)和方法,不僅給他們提供了比幾何更為有效的工具,還允許了許多不同的幾何和物理問題用同樣的方法出來。他們把關(guān)于速率、切線、最大值最小值以及求和這些問題都?xì)w結(jié)為微分和反微分。 對(duì)于,兩人不同的地方. 牛頓是把
最后,用這句話來結(jié)束吧——當(dāng)巨人的哲學(xué)沉思變成科學(xué)的結(jié)論時(shí),對(duì)科學(xué)發(fā)展的影響是深遠(yuǎn)的。 |
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