数学史论文——莱布尼茨
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16世纪下半叶,两个巨星般的人物:牛顿和莱布尼兹,照亮了整个科学的天空。
迄今为止,他们的思想和方法仍然深刻地影响着我们的思维。
他们,开创了数学的一个重要的分支:分析学。
所谓函数,起源于映射。
而映射,所揭示的是一个变量和另一个变量的关系。
而对于一个变元和另一个变量之间的关系,如果仅仅从直观的角度来研究的话,很难得到精确而清晰的论证。
分析学的作用,就在于此,通过研究小的部分,然后再将小的部分累加起来,就能得出对整体的基本理解。
直观地看来,“小”和“大”的概念似乎没有什么值得商榷的。
但是转念一想,却发现我们并不能说清什么是小,什么是大。
的确,小和大永远是相对的,单纯说小或者大就和说大约、大概一样,并不是严格的定义。
因此,分析学研究的对象往往是极小和极大:即把东西拆成无数个极小,研究每个极小的性质。
然后又将极小累加成极大,再研究极大的性质。
拆成极小的过程,就是微分,而合并起来的过程,就是积分。
通过研究局部,然后再通过联系而研究整体,这种思考的方式可谓是伟大的进步。
而牛顿和莱布尼兹则分别从物理和几何两个角度得出了这个概念。
牛顿是从位移——速度——加速度之间的关系而得出微积分的基本概念,而莱布尼兹则是从几何上的切线的意义定义了微商的含义。
从现在的角度来看,他们的定义还是十分简陋、缺乏严密逻辑的。
但是,经过后世的柯西和魏尔斯特拉斯等数学家们的不断完善,分析学已经成为了数学最重要的分支之一。
其主要的工具,就是微积分。
有趣的是,牛顿和莱布尼兹虽然都是跨时代的巨星的人物,但是他们二人之间的矛盾确是如火如荼。
晚年的牛顿从事仕途,并想用数学方法证明上帝的存在。
这种无谓的行为耗费了他大量的光阴。
此外,他还一直私下动手脚,就想把莱布尼兹搞臭。
在当时的欧洲,尤其是英国,牛顿已经是仅次于上帝一样的人物,因此,莱布尼兹遭到了冷遇。
实际上,莱布尼兹的微分和积分符号是明显优越于牛顿的,因为对牛顿的盲目崇拜,导致了当时分析学发展的阻碍。
数学史论文函数概念的发展函数概念是数学史上一个重要的发展阶段。
本文将探讨函数概念的发展历程,以及这一概念的重要性。
在古希腊时期,人们通过几何学研究曲线形状,但并没有引入函数的概念。
然而,在公元前4世纪,欧多克索斯和亚历山大斯在几何方面的研究中开始使用变量和关系的概念。
他们发现,一些曲线的线段长度与曲线上的其中一点的位置有关。
这可以看作是函数的一个早期表现,但并没有引入一个明确的函数概念。
随着数学的进一步发展,莱布尼茨和牛顿在17世纪末提出了微积分学的基本概念。
他们引入了“fluxion”的概念,该概念可以表示变量随时间的变化速率。
这相当于我们现在所称的导数。
莱布尼茨还引入了“integral”的概念,表示曲线下的面积。
这些概念使得人们能够更加系统地研究曲线和变化。
在18世纪,欧拉将函数视为变量之间的关系,并开始对其进行更加深入的研究。
他引入了函数符号“f(x)”来表示变量x的函数值。
这是函数概念的一个重要发展,为后来函数概念的正式定义奠定了基础。
在19世纪,庞加莱和魏尔斯特拉斯等人对函数的连续性进行了深入研究。
他们提出了连续函数和不连续函数的概念,并给出了一些重要的性质和定理。
这为分析学的发展奠定了基础。
随着数学的发展,函数概念也在不断演变。
20世纪初,数学家们开始研究更加复杂的函数和变量之间的关系。
他们引入了概念扩展,如多变量函数,复函数和泛函等。
这些概念在实际应用中发挥了重要作用,如在物理学、经济学和工程学中的应用。
函数概念的发展对数学的其他领域也产生了重要影响。
例如,在代数学中,函数概念为多项式和方程的研究提供了基础。
在几何学中,函数概念使得我们能够更好地描述曲线和表面的性质。
在概率论和统计学中,函数概念使得我们能够研究随机变量和概率分布之间的关系。
总而言之,函数概念的发展是数学史上的一个重要阶段。
它为人们研究曲线和变化提供了新的工具和方法,并对数学的其他领域产生了深远影响。
函数概念的发展也证明了数学的不断进步和演变,为更深入的数学研究和应用奠定了基础。
莱布尼茨的单子论及其影响莱布尼茨是西方哲学史上著名的哲学家、数学家和物理学家,在他所研究和发展的各个领域都给人类思维的深刻启迪。
他的单子论主张一切物质都来源于物质的单元,这种单元是不可分的最小质点,即单子。
莱布尼茨在这一理论对各个领域的影响深远而且广泛,如下述五个案例将分别证明莱布尼茨的单子论及其影响:1. 科学研究莱布尼茨的单子论对于科学研究开创了新的思路。
莱布尼茨认为物质的单元是不能再分成更小单元,这意味着原子是最小的物质基本单位。
这种概念为现代科学研究提供了基础和理论支持,同时也给化学、物理和生物学的发展提供了有力支持。
例如,化学领域中,化学元素的基本粒子是原子,而这个概念就是建立在莱布尼茨的单子论基础上。
2. 哲学思考莱布尼茨的单子论对于哲学思考也产生了深远影响。
他的单子概念为后世哲学家探索实体万物之本源提供了理论基础。
单子是万物存在、联系的先决条件,它是一种形而上学的观念。
莱布尼茨的单子论对与康德、黑格尔等哲学家的思考有着举足轻重的作用,繁荣了形而上学研究。
3. 数学发展莱布尼茨的单子论也为数学领域带来了深远的影响。
在单子论的启发下,莱布尼茨主张每一段曲线内的任何一点都能够表示为两个变量的函数。
这种描述方式为微积分学、微分方程等数学领域的发展提供了有力保障,并推动数学研究的范式转变,公理化的理论体系更从单子论的启示得到了重要不断的发展和完善。
4. 人工智能莱布尼茨的单子论还促进了对人工智能的研究。
由于单子理论所强调的是自主、不可分割的单元,因此,它在建立人工智能系统方面有着很大的影响。
经过长期探索和研究,人工智能研究已逐渐逼近莱布尼茨的格物考量的原始目标,也在不断颠覆当下科技社会的思维。
5. 自然科学研究莱布尼茨的单子论也推动了自然科学研究的发展。
他的单子观念对于对待自然事物的把握相较于较为传统的方法论仍相当具有启示性。
采纳单子性的观点认为,如果万物的存在不是由于任何外物的原因,那么它们只有内在的必然关系,自身定义了所有物的土壤。
牛顿与莱布尼兹创立微积分之解析的论文牛顿与莱布尼兹创立微积分之解析的论文摘要:文章主要探讨了牛顿和莱布尼兹所处的时代背景以及他们的哲学思想对其创立广泛地应用于自然科学的各个领域的基本数学工具———微积分的影响。
关键词:牛顿;莱布尼兹;微积分;哲学思想今天,微积分已成为基本的数学工具而被广泛地应用于自然科学的各个领域。
恩格斯说过:“在一切理论成就中,未有象十七世纪下半叶微积分的发明那样被看作人类精神的最高胜利了,如果在某个地方我们看到人类精神的纯粹的和唯一的功绩,那就正是在这里。
”[1](p.244)本文试从牛顿、莱布尼兹创立“被看作人类精神的最高胜利”的微积分的时代背景及哲学思想对其展开剖析。
一、牛顿所处的时代背景及其哲学思想“牛顿(isaa cnewton,1642-1727)1642年生于英格兰。
,1661年,入英国剑桥大学,1665年,伦敦流行鼠疫,牛顿回到乡间,终日思考各种问题,运用他的智慧和数年来获得的知识,发明了流数术(微积分)、万有引力和光的分析。
”[2](p.155) 1665年5月20日,牛顿的手稿中开始有“流数术”的记载。
《流数的介绍》和《用运动解决问题》等论文中介绍了流数(微分)和积分,以及解流数方程的方法与积分表。
wWW..1669年,牛顿在他的朋友中散发了题为《运用无穷多项方程的分析学》的小册子,在这里,牛顿不仅给出了求一个变量对于另一个变量的瞬时变化率的普遍方法,而且证明了面积可以由求变化率的逆过程得到。
因为面积也是用无穷小面积的和来表示从而获得的。
所以牛顿证明了这样的和能由求变化率的逆过程得到(更精确地说,和的极限能够由反微分得到),这个事实就是我们现在所讲的微积分基本定理。
这里“,牛顿使用的是无穷小方法,把变量的无限小增量叫做“瞬”,瞬是无穷小量,是不可分量,或是微元,牛顿通过舍弃“瞬”求得变化率。
莱布尼茨对数学的贡献
哎呀,你知道莱布尼茨吗?我跟你说呀,他可太厉害了!他对数学的贡献那简直是超级巨大!
莱布尼茨就像是数学世界里的超级英雄!他提出的微积分,这可不得了啊!你想想,以前大家计算一些复杂的图形面积、物体体积啥的,得多费劲啊。
可莱布尼茨弄出的微积分,就像是给了我们一把神奇的钥匙,一下子就能打开这些难题的大门。
比如说,计算一个不规则图形的面积,以前大家可能都抓耳挠腮,不知道咋办。
但有了微积分,嘿!那就轻松多啦!这难道不神奇吗?
还有啊,他对符号的运用,那也是一绝!他创造的那些符号,就像是数学语言里的小精灵,让数学的表达变得更加简洁和清晰。
你说,要是没有这些符号,我们得多糊涂呀?
有一次,我们数学老师在课堂上讲莱布尼茨,同学们都听得入了迷。
“你们想想,要是没有莱布尼茨的这些贡献,咱们现在学数学得有多难啊!”老师这么一说,大家都忍不住点头。
我回家还跟爸爸妈妈讲了莱布尼茨的故事,爸爸笑着说:“这莱布尼茨可真是个天才,他的贡献让数学前进了一大步!”妈妈也跟着说:“可不是嘛,就像给数学插上了翅膀!”
莱布尼茨的贡献可不只是在学校里被老师讲讲,在很多科学研究里,微积分和那些符号都发挥着巨大的作用呢!飞机的设计、桥梁的建造,哪一样能离开数学呀?而莱布尼茨的成果就是数学大厦的重要基石。
你说,这么伟大的莱布尼茨,我们能不佩服吗?能不感谢他吗?他的贡献真的是让数学变得更加精彩,让我们能探索更多未知的世界!我以后也要像他一样,为数学做出自己的贡献!。
莱布尼茨的空间和时间观点全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:莱布尼茨是一位十七世纪的哲学家和数学家,他对空间和时间的观点有着独特的见解,对后世的哲学和物理学都产生了深远的影响。
在莱布尼茨看来,空间和时间并不是绝对的存在,而是相对于物体和事物而存在的。
他认为,空间和时间是理性的概念,是在我们的思维中构建出来的,而非客观存在的独立实体。
莱布尼茨对空间的理解是基于关系的。
他认为,空间是物体之间相对位置的关系,是由物体之间的相互作用和相对位置构成的。
不同的物体在空间中的位置是相对的,没有绝对的空间。
他认为,空间并不是无限连续的,而是由无数个最小的点和区域构成的。
这种对空间的理解与牛顿的绝对空间观念形成鲜明对比,也为后来爱因斯坦的相对论打下了基础。
第二篇示例:莱布尼兹是一位著名的德国哲学家、数学家和物理学家,他对于空间和时间的观点在当时引起了广泛的讨论和影响。
在他的哲学体系中,莱布尼兹对空间与时间的观点有着独特而深刻的见解。
莱布尼兹认为空间和时间不是外在于物质的实体,而是由物质的关系决定的。
他认为空间和时间并不是独立存在的实体,而是一种关系,这种关系是由物质的位置和运动决定的。
莱布尼兹认为空间和时间是一种抽象的概念,它们只存在于我们思维的范畴中,而并非独立于我们的意识之外。
他认为空间和时间只是我们用来描述物质运动和位置的工具,它们本身并不存在于物质之外。
莱布尼兹对于空间和时间的连续性有着独特的见解。
他认为空间和时间是连续的,不存在任何间断或断裂。
他认为时间是由一系列的瞬间构成的,这些瞬间是逐渐连接在一起的,形成了连续的时间流。
同样,他认为空间是由无数的点构成的,这些点无缝连接在一起,形成了连续的空间。
莱布尼兹还提出了关于绝对空间和相对空间的观点。
他认为空间并不是绝对存在的,而是相对于物质的位置和运动而言的。
他认为每个物体都有自己的空间,空间是由这些物体的位置和运动关系决定的。
他认为空间是相对于物体的位置和运动而言的,不存在绝对的空间。
《莱布尼茨真理理论研究》篇一一、引言莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz)是西方哲学史上的一位杰出人物,他在哲学、数学、逻辑学等多个领域都做出了重要的贡献。
其中,他的真理理论研究对于我们理解现代真理观的发展和演变具有重要意义。
本文旨在通过对莱布尼茨的真理理论进行深入探讨和研究,揭示其理论的价值和局限性,并尝试对当前哲学领域中的真理问题进行一些思考。
二、莱布尼茨的真理理论莱布尼茨的真理理论建立在他的形而上学和逻辑学基础之上。
他认为,真理是客观存在的,并且可以通过理性来认识和把握。
在莱布尼茨的哲学体系中,真理被视为一种逻辑关系,即思维与现实之间的符合关系。
他认为,只有当我们的思维与现实相符合时,我们才能说我们所认识的是真实的。
莱布尼茨的真理理论还涉及到概念的必然性和必然性真理的问题。
他认为,概念之间存在着必然的联系,这些联系构成了概念的内在本质。
因此,真理不仅仅是一种关于现实的陈述,也是一种关于概念之间的必然联系的陈述。
这种必然性真理可以通过理性来发现和证明。
三、莱布尼茨真理理论的现代意义莱布尼茨的真理理论对于现代哲学和科学的发展具有重要的意义。
首先,他的理论强调了理性在认识真理中的重要作用。
他认为,只有通过理性的思考和推理,我们才能认识和把握真理。
这一思想对于现代科学和哲学的发展具有重要的启示作用。
其次,莱布尼茨的真理理论还涉及到概念的必然性和必然性真理的问题。
这一思想对于现代逻辑学和数学的发展产生了深远的影响。
在现代科学中,我们经常需要使用逻辑推理和数学工具来描述和解释自然现象和社会现象。
莱布尼茨的真理理论为我们提供了重要的思想资源和理论基础。
四、对当前哲学领域中真理问题的思考莱布尼茨的真理理论对于当前哲学领域中的真理问题仍然具有重要的启示作用。
首先,我们需要认识到真理的客观性和普遍性。
真理是客观存在的,并且具有普遍性。
我们需要通过理性的思考和推理来认识和把握真理,而不是仅仅依靠个人的主观经验和感受。
《莱布尼茨真理理论研究》篇一一、引言莱布尼茨,作为西方哲学史上的重要人物,其真理理论在哲学领域中占有举足轻重的地位。
本文旨在深入探讨莱布尼茨的真理理论,梳理其发展脉络、基本内容和意义,以及其对现代哲学的影响和意义。
二、莱布尼茨真理理论的背景与发展莱布尼茨的真理理论诞生于他所处的时代背景之下,深受古希腊哲学、中世纪哲学以及近代哲学的影响。
他的理论既是对前人思想的继承与发扬,又是对当时哲学问题的反思与创新。
从发展脉络来看,莱布尼茨的真理理论经历了从早期对逻辑真理的探讨,到后期对理性真理的追求的过程。
三、莱布尼茨真理理论的基本内容莱布尼茨的真理理论主要包括以下几个方面:1. 逻辑真理:莱布尼茨认为,逻辑真理是客观存在的,具有普遍性和必然性。
他强调了逻辑推理在真理探索中的重要性,认为只有通过严谨的逻辑推理,才能达到真理的彼岸。
2. 理性真理:莱布尼茨认为,理性是人类认识世界的重要工具,通过理性可以追求真理。
他强调了理性在真理探索中的主导作用,认为只有通过理性的思考和推理,才能揭示事物的本质和规律。
3. 真理的确定性:莱布尼茨强调了真理的确定性,认为真理是客观存在的,不依赖于人的主观意识。
他主张通过理性的思考和推理,达到对真理的确定性和可靠性的认识。
四、莱布尼茨真理理论的意义与影响莱布尼茨的真理理论对哲学领域产生了深远的影响。
首先,他的理论为逻辑学和形而上学的发展奠定了基础,推动了哲学的发展。
其次,他的理论对现代科学方法论产生了重要影响,为科学研究和探索提供了重要的思想武器。
最后,他的理论对现代哲学中的认识论、语言哲学等领域产生了深远的影响。
五、现代哲学中的莱布尼茨真理理论的应用与反思在现代哲学中,莱布尼茨的真理理论仍然具有重要的应用价值。
首先,在认识论领域,莱布尼茨的理性真理思想为人们提供了认识世界的重要工具。
其次,在语言哲学领域,莱布尼茨关于语言与逻辑的关系的论述对现代语言学研究具有重要的启示意义。
然而,对于莱布尼茨的真理理论,我们也需要进行反思和批判。
《莱布尼茨真理理论研究》篇一一、引言莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz)作为现代哲学史上的重要人物之一,他的思想研究一直是哲学研究的热点。
莱布尼茨在哲学、数学、逻辑学等领域有着广泛的探索和独到的见解,他的真理理论则是其中极具影响力的一个部分。
本文旨在全面系统地阐述莱布尼茨的真理理论,对其主要内容、意义以及在现代社会的应用价值进行探讨和分析。
二、莱布尼茨的真理理论概述莱布尼茨的真理理论是在他对理性主义和经验主义的批判基础上发展起来的。
他提出,真理不仅仅是由理性或者经验得出的结果,而是一个在不断发展中趋于完善的过程。
在这一过程中,我们必须认识到人的思维方式和语言习惯等因素对于认识和探索真理的巨大影响。
因此,真理的本质应当是在不断地认知和改进中不断得到体现的。
三、莱布尼茨真理理论的主要内容1. 真理的理性基础莱布尼茨认为,理性是人类认识世界的基础。
他强调了逻辑推理的重要性,认为只有通过逻辑推理才能得出真正的结论。
他认为,只有当我们的推理过程符合逻辑规律时,才能保证结论的可靠性。
2. 真理的经验基础尽管莱布尼茨强调了理性的重要性,但他也并没有忽视经验的作用。
他认为,经验是检验真理的重要手段之一。
通过观察和实验,我们可以验证一些理论的正确性或者错误性。
因此,在探索真理的过程中,我们需要理性与经验的相互配合。
3. 真理的动态过程莱布尼茨认为,真理是一个不断发展的过程。
他认为人类的认识是一个持续的探索过程,而在这个过程中,我们不断地修正和完善我们的认识。
因此,真理是一个动态的过程,需要不断地进行反思和修正。
四、莱布尼茨真理理论的意义莱布尼茨的真理理论在哲学史上具有重要的意义。
首先,它为现代哲学的发展奠定了基础,对于后来的哲学家们产生了深远的影响。
其次,它为人类认识世界提供了新的思路和方法,强调了理性与经验的相互配合以及不断发展的过程性。
最后,它对于我们理解现代科学的发展也有着重要的启示作用。
莱布尼茨数学故事
今天给你讲个莱布尼茨的数学故事。
莱布尼茨啊,那可是个超级聪明的家伙。
他就像一个数学世界里的探险家,到处寻找数学的宝藏。
你知道微积分吧?莱布尼茨对微积分的创立可是有着巨大的功劳呢。
据说啊,他就像一个充满创意的发明家,在研究各种数学问题的时候,突然就像被灵感之神敲了脑袋一样,想到了微积分里那些超级厉害的概念。
他研究数学的时候特别痴迷,就像我们玩游戏入迷了一样。
他整天都在捣鼓那些数字、符号和方程式。
有一次,他为了算出一个复杂的数学结果,把自己关在房间里好几天。
周围的人都觉得他是不是走火入魔了,可他自己却乐在其中。
莱布尼茨还特别喜欢和其他数学家交流想法。
他就像一个热情的分享者,到处写信给其他学者,说:“我发现了一个超酷的数学东西,咱们来聊聊呗。
”他的那些信件里充满了各种数学的奇思妙想,就像传递着数学世界的神秘密码。
而且啊,莱布尼茨的数学思维特别跳跃。
他能从一个看似普通的数学现象一下子联想到一个非常深奥的理论。
就好比我们看到一只小蚂蚁在地上爬,他就能想到整个蚂蚁王国的运作模式一样神奇。
他的这些数学成果对后来的科学发展影响可大了。
就像给科学家们打造了一把超级厉害的钥匙,让他们能够打开很多之前无法打开的科学大门。
比如说在物理学里研究物体的运动、天文学里计算星球的轨道之类的,要是没有莱布尼茨的数学贡献,那些科学家们可能还得在黑暗里摸索好久呢。
这就是莱布尼茨,一个充满传奇色彩的数学大神。
莱布尼茨—德国百科全书式的天才【内容摘要】莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz,1646--1716),德国最重要的数学家,自然科学家,物理学家,历史学家,哲学家。
一位举世罕见的科学天才,和牛顿同为微积分的创始人,为人类科学技术发展做出了不可磨灭的贡献。
本文试从其生平、科学成就及对人类科学产生的影响等几方面介绍这位科学史上的巨匠。
一. 个人生平莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz),1646年7月1日生于德国莱比锡,1716年11月14日卒于汉诺威。
莱布尼茨的父亲是莱比锡大学的哲学教授,母亲也出身教授家庭。
在莱布尼茨6岁时父亲去世,为他留下丰富的藏书。
1661年15岁的莱布尼茨进入莱比锡大学学习法律,并钻研哲学,广泛阅读了培根、伽利略、开普勒等人的著作。
1663年5月,他以题目为《论个体原则方面的形而上学争论》的论文获得学士学位。
1664年1月,以《论法学之艰难》取得该校哲学学士学位。
从1665年开始莱比锡大学审查他提交的博士论文《论身份》,但1666年以他年轻为由不授予他博士学位,对此他愤怒地离开莱比锡前往纽伦堡的阿尔特多夫大学,1667年2月阿尔特多夫大学授予他博士学位,并聘他为教授,被他拒绝。
1672—1676年,任外交官并到欧洲各国游历,此间他结识了惠更斯等科学家,从惠更斯的论著中看到了数学的魅力,从而激发了他对数学的兴趣与追求,在惠更斯的热情指导下,他深入钻研了笛卡尔、帕斯卡、巴罗等人的论著,并写下了很有见地的数学笔记,并于1673年被选为英国皇家学会会员。
1676年,他到德国西部的汉诺威,担任腓特烈公爵的顾问及图书馆馆长近40年,这使他能利用空闲钻研自己喜爱的问题,撰写各种题材的论文,其论文之多浩如烟海。
1682年,他与门克创办拉丁文科学杂志《教师学报》,他的数学、哲学文章大都刊登在此杂志上。
1700年被选为法国科学院院士,同时创建了柏林科学院,并担任第一任院长。
至此当时世界上四大科学院:英国皇家学会、法国科学院、罗马科学与数学科学院、柏林科学院都以莱布尼茨作为核心成员。
1712年左右,他同时被维也纳、布伦兹维克、柏林、彼得堡等王室所雇用。
这一时期他一有机会就积极地宣传他编写百科全书,建立科学院以及利用技术改造社会的计划。
在他去世以后,维也纳科学院、彼得堡科学院先后都建立起来了。
据传,他还曾经通过传教士,建议中国清朝的康熙皇帝在北京建立科学院。
1716年11月14日,由于胆结石引起的腹绞痛卧床一周后,莱布尼茨孤寂地离开了人世,终年70岁。
二. 个人成就莱布尼茨把一切领域的知识作为自己追求的目标。
他曾说:“我有非常多的思想,如果别人比我更深入透彻地研究这些思想,并把他们心灵的美好创造与我的工作结合起来,总有一天会有某些用处。
”他企图扬弃机械论的近世纪哲学与目的论的中世纪哲学,调和新旧教派的纷争;他为发展科学制订了世界科学院的计划;他还想建立通用符号、通用语言,以便统一一切科学。
莱布尼茨的研究涉及数学、哲学、法学、力学、光学、流体静力学、气体学、海洋学、生物学、地质学、机械学、逻辑学、语言学、历史学、神学等41个范畴,被誉为“17世纪的亚里士多德”、“德国百科全书式的天才”。
⒈数学成就在数学中,以他的姓氏命名的有:莱布尼茨定理、莱布尼茨公式、莱布尼茨级数、莱布尼茨收敛准则、莱布尼茨性质等等。
他最著名的成就是创建了微积分的方法。
⑴微积分的创立与牛顿流数论的运动学背景不同,莱布尼茨创立微积分首先出于几何问题的思考,尤其是特征三角形的研究。
莱布尼茨的微积分思想的最早记录,出现在他1675年的数学笔记中。
他研究了巴罗的《几何讲义》及帕斯卡的《关于四分之一圆的正弦》的论文之后,意识到微分与积分是互逆的关系,并得出了求曲线的切线依赖于纵坐标与横坐标的差值(当这些差值变成无穷小时)的比;而求面积则依赖于横坐标的无穷小区间上的纵坐标之和或无限窄矩形面积之和,并且这种求和与求差的运算是互逆的。
即莱布尼茨的微分学把微分看作变量相邻二值的无限小的差,而他的积分概念则以变量分成的无穷多个微分之和的形式出现。
莱布尼茨的第一篇微分学论文《一种求极大极小和切线的新方法,它也适用于分式和无理量,以及这种新方法的奇妙类型的计算》于1684年发表在《教师学报》上,这也是历史上最早公开发表的关于微分学的文献。
文中介绍了微分的定义,并广泛采用了微分记号dx,dy,函数的和、差、积以及乘幂的微分法则,关于一阶微分不变形式的定理,关于二阶微分的概念以及微分学对于研究极值、作切线、求曲率及拐点的应用。
莱布尼茨关于积分学的第一篇论文发表于1686年,其中首次引进了积分号∫,并且初步论述了积分或求积问题与微分或求切线问题的互逆关系,该论文的题目为《探奥几何与不可分量及无限的分析》。
以前,微分和积分作为两种数学运算、两类数学问题,是分别的加以研究的。
卡瓦列里、巴罗、沃利斯等人得到了一系列求面积(积分)、求切线斜率(导数)的重要结果,但这些结果都是孤立的,不连贯的。
只有莱布尼茨和牛顿将积分和微分真正沟通起来,明确地找到了两者内在的直接联系:微分和积分是互逆的两种运算,而这是微积分建立的关键所在。
只有确立了这一基本关系,才能在此基础上构建系统的微积分学。
并从对各种函数的微分和求积公式中,总结出共同的算法程序,使微积分方法普遍化,发展成用符号表示的微积分运算法则。
另外,在创建微积分的过程中,莱布尼茨创设了很多精巧的符号,例如:dx,dy,n d,∫,㏒等。
他曾说“要发明,就得挑选恰当的符号,要做到这一点,就要用含义简明的少量符号表达或比较忠实地描绘事物的内在本质,从而最大限度减少人的思维活动”。
他的优越的符号为以后分析学的发展带来了极大地方便。
⑵对其他数学分支的贡献莱布尼茨不但对微积分的创立做出了杰出贡献,对其他数学分支也有重大贡献。
例如,对于笛卡尔的解析几何,他提出了“坐标”及“横坐标”的概念;他还引入了行列式的概念,提出过有关行列式的某些理论;得到了sinx,cosx,arctanx等函数的无穷级数展开式;后来他认识到级数收敛的重要性;在常微分方程中,他想到分离变量法。
此外,莱布尼茨还是组合拓扑的先驱,创立位置几何学,是数理逻辑的鼻祖,是现代机器数学的先驱,在帕斯卡加,减法机械计算机的基础上发明了能作乘、除法的机械计算机,并于1673年在伦敦皇家学会上作了表演,1710年柏林科学院发表了这种机械计算机的说明书。
⒉哲学成就除了在数学方面惊人的成就外,莱布尼茨还是著名的哲学家,并以“单子论”闻名于世。
他认为现实世界是由形成先定和谐的无数个精神活动实体——单子组成的。
他的“单子论”与他在数学研究中的微分概念是一脉相承的。
其学说与其弟子沃尔夫的理论相结合,形成了莱布尼茨—沃尔夫体系,极大地影响了德国哲学的发展,尤其是影响了康德的哲学思想。
他开创的德国自然哲学经过沃尔夫、康德、歌德,到黑格尔得到了长足的发展。
⒊其他方面成就莱布尼茨的物理学成就也是非凡的。
在光学方面,他利用微积分中的求极值方法,推导出了折射定律,并尝试用求极值的方法解释光学基本定律。
他还对笛卡儿提出的动量守恒原理进行了认真的探讨,提出了能量守恒原理的雏型,引入动能概念。
又充分地证明了“永动机是不可能”的观点。
化学方面,著有《磷发现史》,对磷元素的性质和提取作了论述。
生物学方面,提出有机论方面的种种观点。
心理学方面提出了身心平衡论,还提出了“下意识”理论的初步思想。
另外在气体学、海洋学、地质学、机械学、逻辑学、语言学、历史学、神学等很多方面莱布尼茨都做出了杰出的贡献。
三. 对后世影响作为一名伟大的科学家和思想家,莱布尼茨把自己的一生献给了科学文化事业。
丰堂内尔说过:“莱布尼茨是乐于看到自己提供的种子在别人的植物园里开花的人”。
莱布尼茨奋斗的主要目标是寻求一种可以获得知识和创造发明的普遍方法,这种努力导致许多数学的发现,其中微积分的创立无疑是数学史上辉煌的一笔。
恩格斯说:“在一切理论成就中,未必再有什么像17世纪下半叶微积分的发现那样被看作人类精神的最高胜利了。
如果在某个地方我们看到人类精神的纯粹的和惟一的功绩,那就正是在这里”。
有了微积分,人类才有能力把握运动和过程。
有了微积分,就有了工业革命,有了大工业生产,也就有了现代化的社会。
航天飞机、宇宙飞船等现代化交通工具都是微积分的直接后果。
在微积分的帮助下,万有引力定律发现了,从最小的尘埃到最遥远的天体的运动行为,宇宙中没有哪一个角落不在这些定律的所包含范围内。
这是人类认识史上的一次空前的飞跃,不仅具有伟大的科学意义,而且具有深远的社会影响。
它强有力地证明了宇宙的数学设计,摧毁了笼罩在天体上的神秘主义、迷信和神学。
一场空前巨大的、席卷近代世界的科学运动开始了。
毫无疑问,微积分的发现是世界近代科学的开端。
莱布尼茨的多才多艺在历史上很少有人能和他相比,他的研究领域及其成果遍及数学、物理学、力学、逻辑学、生物学、化学、地理学、解剖学、动物学、植物学、气体学、航海学、地质学、语言学、法学、哲学、历史和外交等等。
在莱布尼茨从事学术研究的生涯中,他发表了大量的学术论文,还有不少文稿生前未发表。
在数学方面,格哈特编辑的七卷本《数学全书》是莱布尼茨数学研究较完整的代表性著作。
已出版的各种各样的选集、著作集、书信集多达几十种,从中可以看到莱布尼茨的主要学术成就。
今天,还有专门的莱布尼茨研究学术刊物“Leibniz”,可见其在科学史、文化史上的重要地位。
参考文献:《微积分的创立者及其先驱》第三版李心灿著高等教育出版社2007.10《数学史概论》第二版李文林著高等教育出版社2002.08《从毕达哥拉斯到怀尔斯》刘培杰主编哈尔滨工业大学出版社2006.11。