牛顿莱布尼兹谁对微积分的贡献大?

数理土豆饼课程 2024-04-01 16:48:00

现在都说 牛顿和 莱布尼兹分别独立发现微积分。 科学技术史,几乎同时独立有重大发现是真实存在的,费马 和 笛卡尔分别独立发现解析几何,不过费马的符号难懂,最后流行开的是笛卡尔的。现在平面直角坐标系,叫成笛卡尔坐标系。 达尔文和 拉马克 同时 发现进化论,喷气式发动机 也是 英国人和 德国人几乎同时开发出来的。无线电 马可尼 和 波波夫 也是独立开始搞的。所以时代到了,条件具备了,就会有好多人思考类似的科学技术问题,总会有人取得突破。

发明无线电

在微积分发展史上,牛顿将微积分应用于天体力学,现在广泛采用的积分符号则是莱布尼兹提出的。比如积分号 就是 一个 拉长的 s.

一种理论学说,能否流行开,和它有没有 影响重大的应用关系非常大。 2000年时,神经网络,人工智能大众几乎没有听说过,这几年突然成了大热门,就是和2006年,Google,deepmind alohago 的 成果有非常大的关系,一个重大应用带火了一门学科,一个行业。 以前各个大学以人工智能为研究课题的研究生占比也不大。 近几年,好多大学本科专业都设置了人工智能。都想趁这股热劲,分一杯羹。

这个用点表示导数公式

牛顿在 天体力学上的学说,当时产生了非常重大的影响,不止 提升了 微积分的地位,也同时 提升了 数学的地位,提升了 科学的地位。牛顿发表 自然哲学的 数学原理,是清朝康熙年间。

牛顿以前 天文学 数学更多地 和 占星学 联系在一起,英文 天文学 和 占星术 这两个 单词都是 以 astro 开头的,说明了他们历史上紧密的联系。 我们现在 算命叫 算命,就是因为古代各种算命术都 涉及到 计算。 和当时其它数学应用相比,算命术,属于计算量 比较大的一种活动。而且算命术 里蕴含着 丰富的天文历法知识,比如排八字,排月柱时,并不是按月相周期的 阴历月,而是按节气算的。

星座符号

牛顿的天体力学学说,显示了 数学的力量,理性的力量。对后来化学研究中 采取定量思维,取得突破 也有很大影响。

牛顿的时代,印刷术还不发达,出版一本书需要很大的成本。不想我们现在,自媒体上传播信息非常快,现在是信息多,大家需要选择。

比如曲线曲面积分中,有个格林公式,格林发表 格林公式的学术杂志,只印刷了几十份。

格林是开磨坊的

没有牛顿对微积分的这个重大应用,当时微积分能不能流行开,这门学科如何发展,都是未知数。 比如 我们 现在 搞 通信,计算机的人,都要学习 快速 傅里叶 变换。快速傅里叶变换 发表以后,有人在 高斯 以前的 著作中,发现了类似算法,应该离 高斯的时代 有100多年了。一种计算方法,100年后,由别人重新发现。为什么当时没有流行开? 就快速 傅里叶变换 来说,就是因为没有计算机,快速傅里叶变换需要的计算量又大,而且现在主要应用在通信上,当时通信行业还没有发展起来。

庞加莱

现在一般是数学家 提出公式和计算方法,物理学家应用。 牛顿是 独立 一人 从 物理问题 出发,构造出 数学工具,再完美解决了物理问题。 集工具设计 和 解决问题于一身。牛顿还发明了反射式望远镜,看来牛顿设计工具 的功夫 那不是一般。

现在 科学技术门类高度分工,还会有牛顿这样 的复合人才吗? 有人把 法国数学家 庞加莱 称为 最后一位 科学全才。

确实现在 学科高度分工,就是同样搞数学的,搞微分几何 的 不一定 熟悉 图论 的 ramsey 数。搞图论的不一定 熟悉李群。现在 一些学术论文,全球只有几十人能看懂,也不是虚说的,确实是这样。

藏四库全书的图书馆

现在科学技术分工变细,总体上来说,提高了效率,是有理的一件事情。

但是从 教学环节设计来说,则有过度分解化,脱离实际应用的倾向。部分教材,都是定义公式,或许是编写者 也不懂应用,或许是 故弄玄虚。

比如群论本来 起源于 高次方程 求解问题。一般的 抽象代数 教材,一都是从各种定义讲起,好多本科数学专业同学,等到毕业 也 没有学到 迦罗瓦理论。

牛顿做实验的想象画

现在 高中的 好多课程内容,都是给以后学 高等数学做准备的,比如 数列,是学极限和微积分的预备,集合论是学 抽象代数的预备,复数,是学复变函数的预备。 刚讲定义,没讲到应用,就类似于 一门外语 练音标发音练了三年,还没讲到单词,更没讲到句子。

莱布尼兹 发明 好用的 微积分符号,也是重要的,一门学科要流行,采用好用的符号,降低使用中的学习时间成本,也非常重要。

表盘上使用罗马数字

比如 现在 我们 都 采用 阿拉伯数字计算。是由印度人发明,由阿拉伯人传到欧洲的。阿拉伯数字 每个个位数 都可以用 一笔写成,确实可以提高 手算速度。

中国古代的 算经中,也有我们现在说的 方程和方程组的内容。 但是 表示 未知数的 时候 ,用 天元,地元,人元,物元 来 表示 四个未知数。 感觉好难懂呀。那未知数 再多了,该如何表示,为什么 不用 甲元,乙元,。。这样的天干地支表示法,起码天干地支 合起来22个,和英文字母26个 数目差不多。

这个数学家你认识吗?

不过古代 计算时 采用算盘,记录数字时,采用大写汉字数字,都是笔画多复杂的汉字,确实有防篡改的功能。时代在进步,现在算盘淘汰了,大写数字也快淘汰了,现在有区块链,不怕篡改。

你说这个数学,不抽象它不好,比如说,古代有割圆术,思想类似于现在的积分,里边有无穷小思维,但是 它没有 函数,导数,等概念,没有发展成一套系统的计算方法。应用范围推广不开。 过度抽象了,从理论到应用层级太多,又不利于推广。 其实也不是 数学理论 本身 太抽象的问题,是 教学系统设计的问题。

现在要去大学教师 发论文也是 合理的,你说讲一门 课程 十几年,几十年,就是 重复别人现成学说和 流程,没有自己的独立思考和见解,这个教师对这门学科的理解也深刻不到哪里去。他设计出来的教学体系,教出来的学生 也只能达到 他的 理解层次。不可期望更高。

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