牛顿:我的数学论文,请一篇也不要发表

作者: 威廉·邓纳姆

来源: 返朴

发布日期: 2024-07-26 09:03:11

本文讲述了牛顿与莱布尼茨在微积分发现上的争议,以及牛顿为何选择不发表他的数学论文。文章还详细描述了牛顿的学术生涯和他在物理学、数学上的重大贡献。

牛顿与莱布尼茨分享创建微积分的荣耀,在数学界很难想象比此更大的荣誉了。但两人却也因此发生过激烈争吵,就连各自的粉圈也齐齐上阵,唇枪舌剑弥漫整个英吉利海峡。

1705年4月16日,在一次庄严的剑桥大学授爵仪式上,英国安妮女王封艾萨克·牛顿为爵士。借此,这位女王把不列颠的最高荣誉授予了她最重要的国民之一。关于牛顿爵士的一大事实就是他是跨越两门学科的神一样的人物。让任何一位数学家说出三四位历史上最有影响的数学家,他们无一例外都要提到牛顿。让任何一位物理学家说出三四位伟大的物理学家,这其中肯定还会包括牛顿。

牛顿,这位孤独的学者,贪婪地学习这些科目,直到他能够开始原创性的研究,虽说当时他还是一名大学生。在1665年到1667年暴发了瘟疫,这使剑桥大学两次闭校,在这段空暇时期,他的工作仍在继续。为了躲避瘟疫,牛顿不得不返回伍尔索普的家,但他很难把这次返乡看成悠闲的度假。

正是在伍尔索普,牛顿才遇到了那只苹果。据传说,当时他正在一棵树下休息,差点儿被一只掉下来的果子打到。他沉思着,既然地球能用力拉拽这只苹果,那么它不也能拉更远的天体吗?牛顿回忆道:“我开始考虑把万有引力扩展到月球轨道上。”这就是你能查寻到的万有引力的简短导言。

1669年,尽管他还相当年轻,而且也不知名,却担任了剑桥大学享有盛誉的卢卡斯讲座数学教授。

他众所周知的伟大成就发生在1687年,当时在埃德蒙·哈雷的鼓励之下,牛顿最终同意发表他的巨著《自然哲学的数学原理》。这本著作用精确、详细的数学语言陈述了牛顿力学。在这本书中,他引入了运动定律和万有引力的原理,并以数学方式推断了从潮汐流到行星轨道的每一件事情。《自然哲学的数学原理》被很多人视为至今最伟大的科学著作。

对于数学家来说,他最伟大的发现源于大约17世纪60年代中期被他称为“流数”的这门学科,但是后来人们采用了莱布尼茨为它起的名字“微积分”。出于现代人可能永远无法理解的原因,牛顿没有发表他的发现。在拥有可能是历史中最伟大的数学成果的荣耀面前,他却选择了沉默。

随着时间的流逝,他开始卷入关于优先权的纷争之中,与其他科学家展开了“谁在什么时候做了什么”的令人厌恶的争吵。他与他的同胞罗伯特·胡克及约翰·弗拉姆斯蒂德发生了冲突,但是他所卷入的最激烈的争论是与莱布尼茨关于谁先创建了微积分的论战。

纵观这段历史,这一事件的基本事实是下面这样的。在17世纪60年代中期,牛顿已经发现了他的流数方法。他在1669年修改完成的一篇名为《运用无穷多项方程的分析学》的论文中描述了它,到了1671年,这一论文被扩充为《流数术与无穷级数》。这些论文都是在英国数学家特定的圈子里交流的,而且没有发表,因此并没有很多人知道。

在17世纪70年代中期,也就是足足十年后,莱布尼茨提出了本质上相同的方法。由于一次外交任务,1676年他来到伦敦,看到了一份牛顿的《运用无穷多项方程的分析学》的手稿。大约就在这个时候,莱布尼茨收到了牛顿的两封信,就是现在所说的《前信》和《后信》。在这两封信中,牛顿阐述了他关于无穷级数的一些思想以及关于流数的一些思想,但是相当隐晦。

1684年,莱布尼茨发表了关于微分学的第一篇论文,就是我们在第D章一开始介绍的那篇。在这篇论文中,莱布尼茨只字未提早在八年前他看过牛顿的手稿或者与他的书信往来。当然也完全没有提到牛顿这个人。但是,这并不意味着莱布尼茨剽窃了牛顿的东西。这份手稿的形迹确定莱布尼茨尽管与牛顿接触过,但是他独立发现了微积分原理,而且堂堂正正地分享这一发现的荣誉。

因为牛顿习惯秘而不宣,所以莱布尼茨在1684年的论文毫无疑问成了学术界了解这一优美学科的源头。

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