300年後,他擊敗了牛頓

2020-11-17 量子學派

——不能只知道牛頓,還要知道他偉大對手萊布尼茨


Gottfried Wilhelm Leibniz

誰能戰勝牛頓……


300年前,人類一直跟隨牛頓的思想;

300年後,人類開始追隨萊布尼茨的邏輯。


作為科學史上最偉大的對手,牛頓和萊布尼茨是閃耀在17世紀夜空的雙子星,熠熠生輝,一時瑜亮,但自1687年牛頓發表《自然哲學的數學原理》後,牛頓力學統治整個科學界近200年。而萊布尼茨創立的2進位、數理邏輯則籍籍無名,在那個年代不但用不上,而且普通人根本看不懂。


直到21世紀,大器晚晚晚晚晚晚……成的2進位成為計算機網際網路的基石,數理邏輯成為AI(人工智慧)的始祖。這時我們才意識到,300年後,人類正走在萊布尼茨設計好的邏輯線路上。





01

中國人所不知道的

牛人萊布尼茨


萊布尼茨到底有多牛逼,一下子也說不清楚。


反正牛頓的後半生做的主要事情就是:噴萊布尼茨......


鑑於牛頓本身的地位,以及他狂妄自大的性格,你應該懂的,如果不是來自於內心的忌憚,他肯定躲在倫敦某個角落琢磨鍊金術,怎會冒著身敗名裂危險弄個假名去批評對手。就算與偉大的胡克較量,他都覺得在侮辱自己的智商,只是偶爾陰陽怪氣地噁心幾句:我的研究是站在巨人的肩膀上(胡克駝背,牛頓這句話故意侮辱他)。


萊布尼茨到底有多偉大,200年後,羅素在他那本響譽世界的名著《西方哲學史》這樣稱讚萊布尼茨:

「那個世紀裡最為博學的人,一個千古絕倫的大智者。」


這樣的評價不可謂不高,完全不在意學長牛頓的感受。羅素可不是隨便稱讚別人的小角色,這個5歲就看透塵世而想自殺的天才,同樣是時代驕子,他弄出的「羅素悖論」差一點把人類的數學大廈給搞坍塌了。


由於中國教育體制的原因,大部分人對自然科學了解甚淺,童年記憶裡也就只有愛因斯坦的小板凳,愛迪生的電燈泡……只要沒有出現在9年義務課本上,我們理所當然地認為他只是科學上的小嘍囉,就算是進入大學深造,了解萊布尼茨的也屈指可數,只有高數反覆掛科到想嘔吐的學生,才會在噩夢中記起「牛頓-萊布尼茨」公式(微積分公式)。



簡單的講,萊布尼茨是人類發展史上為數不多的超級變態,他發明過計算器,搞定了2進位,創立了微積分,探索出數理邏輯


他的數學比牛頓好10倍,哲學貢獻超過牛頓100倍。研究領域涉及力學、邏輯學、化學、地理學、解剖學、動物學、植物學、氣體學、航海學、地質學、語言學、哲學、數學等40多個領域,被譽為「17世紀的亞里斯多德」,人類最後的「全才」




02

AI的始祖

彪悍的人生無須解釋


1643年出生的萊布尼茨,雖然沒有牛頓那樣扭曲心靈的童年往事,但人生也不幸福,6歲時父親過世,早熟的他從此就脫離了人的正常成長,在對異性還沒有審美的時候「本我」就掛了,和牛頓一樣成長為牛逼哄哄的同性戀。好在知書達禮的母親有中國「孟母」情懷,一直堅持讓他學習算術、邏輯、音樂以及《聖經》、路德教義等書,不像牛頓他媽,老是把小牛頓趕到農場裡挖土豆,搞得10歲前連「鋤禾日當午,汗滴河下土」都不會背。



在德國孟母的照料下,15歲的萊布尼茨來到萊比錫大學學習,學了個莫名其妙的「法學」專業,雖然萊布尼茨對該學科毫無感覺,但天才之言不虛,2年之後就獲得了碩士學位,本來同時可以把博士學位拿下來,但因為萊比錫的博士委員會的老頭子們不批准,覺得這小夥子年紀太輕(年僅20歲),而且在論文裡面搞了太多的數學、哲學術語,看得他們雲裡霧裡,這不是侮辱我們的智商麼,所以過了2年才給他博士學位



萊布尼茨破罐子破摔,這個不務正業的法學碩士乾脆發表數學論文《論組合的藝術》,這是一篇關於數理邏輯的文章,其基本思想是講「真理全他媽是計算的結果」,這個世界是計算的,與人類的感性思考無關。


他提出了通用計算思路,使用計算來代替思考,這個世界不需要其它職業,只要有會計就夠了,他的這種想法,對於後來數理邏輯、計算機科學和分析哲學有重大影響。


此文一出,雖然當時沒有人讀懂它的偉大意義,但從歷史維度來看,整個人類文明史為之一震。論文雖然樸素,但萊氏的天才思想,無與倫比的創造力已經完全展示出來,人工智慧的思想萌芽都要追溯到萊布尼茨的《論組合的藝術》,萊布尼茨成為數理邏輯的創始人,那個時候,萊布尼茨僅僅20歲,彪悍的人生無須解釋。




03

微積分紅顏禍水

牛頓和萊布尼茨由愛生恨


關於微積分,萊布尼茨曾經向公爵夫人蘇菲這樣描述:

「我的女王,無窮小的用處無限廣闊,我們可以用它來計算飄零落葉軌跡,計算萊茵河畔豎琴聲和諧振動,計算你影子在夕陽下彎曲的度數……」


萊布尼茨的文採本來晦澀,不過只要講到美妙定理時就浮想聯翩,連公爵夫人都被這文詞吸引。


萊布尼茨對微積分的認識非常深刻,在數學上與牛頓一樣有著超乎常人的直覺。至於兩人到底是創立了微積分,這是一段科學史上的公案,現在大多數人都相信,牛頓與萊布尼茨獨立發展出了微積分學,正如笛卡兒和費馬二人同時又獨立創立了解析幾何一樣。


其實在微積分創立之前,牛頓和萊布尼茨兩人互相仰慕,如果不是因為有英吉利海峽的阻隔,差點就像李白杜甫一樣抵足而眠了。極少吹棒別人的牛頓稱讚萊布尼茨「對數學的理解超越了同時代」,萊布尼茨捧牛頓臭腳說「從創世到現在全部數學中,牛頓的工作超過了一半」,兩人書信來往,眉目傳情,在計算與邏輯的世界裡交流得面紅耳赤,在數學公式的相互解析裡折騰得高潮迭起。



但當1684年萊布尼茨發表題為《論一種深邃的幾何學和不可分量以及無窮》論文後,「科學君王」牛頓開始暴走,他知道這篇論文後面隱藏著多麼偉大的成就,而自己因為擔心被恥笑、一直藏著掖著的流數術卻沒有率先發表,這麼重要的成就眼睜睜被萊布尼茨搶走,一直秉持「名利>愛情」的牛爵爺開始由愛生恨,由恨生嫉,利用自己的權力耍各種手段搞臭萊布尼茨。


天性單純的萊布尼茨雖然喜歡搞政治,但真正玩手段遠遠不是爵爺的對手,在300年前的這場科學的世紀大戰中,萊布尼茨最終成了騙子、小偷、盜竊犯代名詞,直到1716年最後孤寂地死去,萊布尼茨得非常徹底。




04

超越N個時代的「最強大腦」


萊布尼茨的天才直覺除了微積分,還有2進位,以及數理邏輯。


無法想像,1679年的萊布尼茨為什麼創立了2進位,這讓人覺得很變態,他用數0表示虛位,數1表示實位,這樣一來,3=11,6=110。這不是更麻煩嗎,10進位用了幾千年,數學愛好者們都玩得很開心,他怎麼就折騰出個2進位來,還提出了2進位數的運算法則,這腦袋是不是有病?上帝給了你10個手指,你卻只想要做個V手勢。


當時沒有人能夠探索到萊布尼茨內心的深邃,這可是與數理邏輯相對應的強大工具。除了上帝,誰能夠想到200多年後,2進位成為整個計算機發展的基石。



關於2進位的創立,有一個廣為流傳的傳說:萊布尼茨在看了中國的先天八卦圖之後,靈光一閃而創立了2進位,這種說法又激起了我們內心的民族激情,看啊,我們老祖宗是多麼的牛逼,再偉大的科技也逃不出我們古人的掌心。


當然這個故事也不是瞎編的,萊布尼茨同在華傳教士白晉關係密切,白晉曾為康熙皇帝講過數學課,曾在1701年寄給萊布尼茨「伏羲六十四卦方位圓圖」。萊布尼茨發現,這六十四卦正好與64個2進位數相對應。所以,比較可信的版本應該是:萊布尼茨在收到白晉的八卦圖之前已經創立了2進位,只是看到了周易之後震驚了:我去,這不就是我創立的2進位嗎,中國古人真是牛逼! 



除了2進位,萊布尼茨還真的親自搞了一臺計算器,算力最大值達到16位,這臺機器是現代機器數學的先驅,能進行乘法、除法、自乘的演算,達到了進行四則運算的水平,如果將2進位和他的機器結合起來,就是一臺標準的電腦


從數理邏輯到2進位,從用「算術代替思考」到製造機器,如先知一般,他不是超越一個時代,而是超越N個時代的「最強大腦」。萊布尼茨似乎看穿了300年的時空。除了數理邏輯和人工智慧,甚至連控制論、信息哲學等學科最後都要追溯到萊布尼茨的身上。




05

與中國結緣

他給康熙送了臺計算機


近現代的西方科技界大拿,大部分人對中國不屑一顧,例如黑格爾就蹺著二郎腿冷嘲熱諷:

造成中國的落後的原因是中國人內在精神的黑暗,中國是一片還沒有被人類精神之光照亮的土地,在那裡,理性自由的太陽還沒有升起,人還沒有擺脫原始的、自然的愚昧狀態,凡是屬於精神的東西……都離它很遠。


萊布尼茨似乎是第一位真正對中國感興趣的思想家。1697年,萊布尼茨搜集在華傳教士的報告、書信、旅行記略等,編輯出版《中國新事》一書。他在序論中寫道:「我們從前誰也不相信世界上還有比我們的倫理更美滿、立身處世之道更進步的民族存在,現在東方的中國,給我們以一大覺醒!東西雙方比較起來,我覺得在工藝技術上,彼此難分高低;關於思想理論方面,我們雖略高一籌,但在實踐哲學方面,實在不能不承認我們相形見絀。」



萊布尼茨還把自己心愛的計算機贈送給中國皇帝康熙,想跟東方大BOSS建立私人感情,可康熙皇帝並不識貨,雖然對數學有著天然偏好,但沉浸在文治武功當中的康熙皇帝對這玩意兒不感冒。當然我們也不知道,萊布尼茨送這玩意兒時是想表示他對中國的敬意,還是想忽悠康熙給一筆科研經費,建立他心目的北京科學院


萊布尼茨在忽悠人方面還是有天賦的:他曾經成功地忽悠過奧地利國王彼得大帝,建立了維也納科學院以及彼得堡科學院。如果當時他成功地忽悠了康熙皇帝,中國的歷史進程或許會是另一副樣子,我們的大清朝肯定不會被整得那麼慘,這真是一個好的穿越題材




06

死後300年

他贏得了未來


1716年11月14日,偉大的萊布尼茨因痛風,逝世在秘書和車夫面前,命途多舛,令人噓唏。那一天,牛爵爺正在倫敦莊園裡,享受煙燻火燎的鍊金樂趣,並沒有意識到西方有巨星殞落


恩格斯曾把17世紀下半葉微積分的發現,視為人類精神的最高勝利。有關牛頓-萊布尼茨公式和這對冤家的故事,《公式之美》中有更嚴謹更生動的描述。如今,數學界認為,兩人分別獨立發明了微積分,只是角度不同罷了。



在牛頓和萊布尼茨的鬥爭過程中,1687年牛頓出版《自然哲學的數學原理》,建立起完整的經典物理大廈,整個歐洲被「萬有引力」的光芒籠罩,牛頓也成為科學史上的絕對坐標。而以2進位為工具的數量邏輯理論,雖然閃耀著無與倫比的智慧與劃破天際的靈光,卻一直不能被世人所理解。


直到300年後,萊布尼茨創立的2進位成為現代計算機的基石,而《組合的藝術》一書也成為AI(人工智慧)的起點,未來世界正朝著萊布尼茨設定的方向前行,這個時候,人類才真正讀懂了這位百科全書般的偉人。


如果說300年前牛頓贏得了過去,那300年後的萊布尼茨則笑看未來。

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