第二次數學危機,頭疼的高數,看牛頓與萊布尼茲的相愛相殺

2020-12-03 百家號

上篇內容我們講到了第一次數學危及的誕生以及原因,這次我們依然回到公元前490年的古希臘,誕生了一位數學家叫芝諾,他提出了一個阿基裡斯追烏龜的故事。阿基裡斯是古希臘神話中英雄,他是古希臘奔跑最快的英雄,有一天他碰見了一隻烏龜,烏龜說:別看你跑的很快,但是你永遠也追不上我。因為當阿基裡斯想要追上烏龜的位置的同時烏龜也走了一段距離,當阿基裡斯再次要追上烏龜上次位置的時候,烏龜又再次跑了一段距離,理論上阿基裡斯只能比烏龜的距離隨著時間增加而越來越小但是與烏龜的距離永遠不能為0。腦洞真的是大啊?那我們的百米跑賽豈不是起跑反應最快的人就一定是冠軍了嗎?

芝諾

時間來到了十八世紀初,德國最偉大的數學家戈特弗裡德·威廉·萊布尼茨(1646—1716)和英國最偉大的數學家艾薩克·牛頓爵士(1642—1726) 之間即將爆發一場激烈的戰爭,這場戰爭持續超過10年,直到他們各自去世。他們的研究成果就是讓理科生沉默,讓文科生流淚話題——微積分。小編還依稀的記得那年夏天的高中時光,小編的高中數學老師為了啟發我們關於導數的概念,愣是講了一個晚自習。現在想想老師汗流浹背的樣子突然肅然起敬了。扯遠了回到正軌,牛頓是一名理科直男,將一生的時間都貢獻給了科學,終身未娶。萊布尼茲比牛頓同志好一些,離婚以後就再也沒娶了。

兩人在書信往來中相互彌補,互相借鑑,同時又各有論述的提出了微積分。為了「微積分的創立者」這份榮耀,牛頓會長和他的英國皇家學會不斷地打壓勢單力薄的萊布尼茨,最後讓這個無論在內容闡述符號記法上都比牛頓先進的天才,含恨而死。看來學術上的學霸從古至今都沒有消失過啊!

牛頓與蘋果公司最早的logo

直到有一天,英國的大主教貝克萊論述了微積分的根基存在問題, 也就是當年數學老師給小編講的導數的概念。大家都知道導數的公式。

當△x趨近於無窮小的時候我們把△y與△x的比值就是導數,但是貝克萊提出,如果△x趨近於0那麼0怎麼可以做分母呢?如果△x不趨近於0那麼導數的意義就不對了?所以貝克萊第一個提出了無窮小到底是不是0?與文章開頭講的阿基裡斯追烏龜一樣,說明了微積分的基礎是有問題的,這件事就是第二次數學危機的誕生

喬治·貝克萊

第二次數學危機在歷史上存在的時間非常長有150年的時間。之後很多的數學家對此問題提出了定義,比如阿貝爾,柯西,康託爾等,將無窮小進行了嚴格的定義,從而使微積分的擁有了堅實的基礎

時光荏苒,古今多少事都付笑談中,當年的偉人也可能成為歷史的罪人,時間總是可以掩蓋一些東西,同時也會證明一些東西。問題出現不可怕,躲避才可怕。牛頓與萊布尼茨的勾心鬥角都是為了自己的一己私慾,卻耽誤了科學齒輪的發展,但他們也是偉大的。牛頓從物理學出發,運用集合方法研究微積分,其應用上更多地結合了運動學,造詣高於萊布尼茨。萊布尼茨則從幾何問題出發,運用分析學方法引進微積分概念、得出運算法則,其數學的嚴密性與系統性是牛頓所不及的,歡迎您在下面評論。

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    牛頓和萊布尼茲被公認為微積分的創始人,而微積分的發明權也一直被牛頓學派和萊布尼茲學派爭奪不休,這也直接導致了後來英國數學研究與歐洲大陸脫離而落後100多年。其實,在牛頓和萊布尼茲之前就出現了關於無窮小量的計算,也就是微積分。
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    我們上次講完了第一次數學危機之後,有人就問我第二次數學危機又是咋回事?今天我們就來說一下這個問題。第二次數學危機的萌芽,其實在古希臘時代就已經有了,古希臘有一個數學家叫芝諾他研究了很多的悖論,用來反駁時間和空間的連續性問題。
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    希巴斯的發現引發了當時人們的認知危機,但是也促進了數學的發展,而第二次數學危機要更加的有趣,也更容易引起我們的思考。第二次「數學危機」第二次數學危機的開端也發生在古希臘,但是直到十七世紀伴隨著微積分的出現在被世人知曉。
  • 【數學】萊布尼茲法則
    萊布尼茲(Leibniz),德國哲學家、數學家。涉及的領域及法學、力學、光學、語言學等40多個範疇,被譽為十七世紀的亞里斯多德。和牛頓先後獨立發明了微積分。萊布尼茨是歷史上少見的通才,他的專長包括數學、歷史、語言、生物、地質、機械、物理、法律、外交等領域。他本人是一名律師,經常往返於各大城鎮,他許多的公式都是在顛簸的馬車上完成的。公元1646年7月1日,萊布尼茨出生於德國東部萊比錫的一個書香之家,父親弗裡德希·萊布尼茨是萊比錫大學的道德哲學教授,母親凱薩琳娜·施馬克出身於教授家庭,虔信路德新教。
  • 第三次數學危機及其意義
    第三次數學危機及其意義內容提要第三次數學危機及其意義(人物、危機產生、危機終結及意義)第二次數學危機及其意義(人物、危機產生、危機終結及意義
  • 牛頓與萊布尼茲的巨人之爭
    牛頓與萊布尼茲的巨人之爭 2001年,備受期待的電影《美麗心靈》上映,影片以諾貝爾經濟學獎數學家約翰·納什的生平經歷為基礎,講述了他患有精神分裂症但卻在博弈論和微分幾何學領域取得驕人成績的勵志故事。 影片當中有這樣一個情節: 教室裡,納什教授在給二十幾個學生上課。
  • 數學天才:萊布尼茲
    一、生平事跡  萊布尼茲出生於德國東部萊比錫的一個書香之家,父親是萊比錫大學的道德哲學教授,母親出生在一個教授家庭。萊布尼茲的父親在他年僅6歲時便去世了,給他留下了豐富的藏書。萊布尼茲因此得以廣泛接觸古希臘羅馬文化,閱讀了許多著名學者的著作,由此而獲得了堅實的文化功底和明確的學術目標。
  • 聽宇哥講段子|牛頓、萊布尼茲的愛恨情仇
    萊布尼茨滯留巴黎的四年時間,是他在數學方面的發明創造的黃金時代。在這期間,他研究了費馬、帕斯卡、笛卡兒和巴羅等人的數學著作,寫了大約100頁的《數學筆記》。這些筆記雖不系統,且沒有公開發表,但其中卻包含著萊布尼茨的微積分思想、方法和符號,是他發明微積分的標誌。從手稿完成的時間來講,牛頓確實比萊布尼茨早發現微積分。
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  • 你知道「二重積分」的牛頓-萊布尼茲公式嗎?
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