青少年朋友,你们知道百科全书是什么吗?简单地说,百科全书就是把各类学科的各种知识集合在一起的书籍,而如果一个人被称作"百科全书",那么就证明这个人具有多方面的学问和才华,不是一般人能够相比的。

而在300多年前的德国,就有这么一位被称作"百科全书"式的天才,他的名字叫莱布尼茨。他是历史上少有的通才,被誉为17世纪的亚里士多德。

世界上最有创造力的数学天才(百科全书式数学天才)(1)

莱布尼茨1646年出生于德国的莱比锡,他父亲是莱比锡大学的哲学教授。从小开始,莱布尼茨就酷爱读书,还自学了几门外语,15岁的时候就进入了莱比锡大学,学习数学,同时还钻研哲学和法学。仅仅20岁,他就获得了博士学位和教授席位。然而他没有去当教授,而是投到了一位侯爵的门下,做起了法律和外交事务。

在日常事务的间隙,莱布尼茨继续进行着数学的研究。他曾被派往法国巴黎出使4年,在这4年中,他在巴黎认识了许多数学家和科学家,并研读了许多法国著名数学家的著作。在这段时间里,他发现了微积分的基本原理,从而确立了微积分的基本内容。有意思的是,英国科学家牛顿几乎是在此同时也发现了微积分原理,所以历史上把牛顿和莱布尼茨一起看做是微积分的发现者。

世界上最有创造力的数学天才(百科全书式数学天才)(2)

微积分发展史中涉及数学家

在此期间,莱布尼茨还被派到过伦敦出使。在伦敦,他还被选为伦敦皇家学会的会员。后来,他又被巴黎科学院选为院士。再后来他到德国的柏林工作,还在那里创办了柏林科学院并出任第一任院长。他一身兼任欧洲三个最重要城市的科学院的院长或院士,可见莱布尼茨当时的威望之高,贡献之大。

莱布尼茨对数学的贡献尤其是巨大的。在数学上,有两个互相对立的领域那就是连续数学和离散数学,而莱布尼茨是数学史上为数不多的在这两方面都达到了最高水平的人。

莱布尼茨在数学上成就斐然,后来也给他带来苦恼。他发表了发现微积分的成果,牛顿及其追随者指责莱布尼茨剽窃。莱布尼茨感到冤枉,要求英国成立学术法庭澄清事实,但是法庭支持牛顿。英国的知识界因此对莱布尼茨群起而攻之。不过后世学界认为牛顿和莱布尼茨分别发现了微积分,而莱布尼茨的标记法更便捷,直到现在都被广泛使用。正如他自己所说:"要发明,就要挑选恰当的符号,要做到这一点,就要用含义简明的少量符号来表达和比较忠实地描绘事物的内在本质,从而最大限度地减少人的思维活动。"

世界上最有创造力的数学天才(百科全书式数学天才)(3)

1712年英国皇家学会成立了一个机构,专门调查此案。1713年发布调查公告,确认了牛顿是微积分的"第一发明人",并谴责莱布尼茨有意隐瞒他知道牛顿的研究工作。此时,牛顿是王家学会的会长,虽然在公开的场合假装与这个事件无关,但是这篇调查报告其实是牛顿本人起草的。最卑鄙的是,他还匿名写了一篇攻击莱布尼茨的长篇文章,后被人发现是牛顿本人的笔记。由于对牛顿的盲目崇拜,英国学者长期固守于牛顿的"流数术",只用牛顿的"流数"符号,不屑采用莱布尼茨更优越的符号。以致英国的数学脱离了数学发展的时代潮流,这些无谓的争论,均是一些外面的学痞、学阀在瞎胡闹。直到1820年英国才愿意承认其他国家的数学成果,重新加入国际主流。

莱布尼茨曾说过,在哲学上只有两条绝对真理:神和虚无。万物皆由此二者而生。那么,我们就不难理解他为什么会想出只有0和1两个数字定义的计算语言了。

莱布尼茨发明了一种用1和0两个数字来表示数和一切运算(加减乘除)的数制。在他1703年发表的论文"关于只用两个记号0和1的二进制算术的阐释"中,这位数学家给出了二进制语言的定义。

在构思上,莱布尼茨是历史上第一个接近人工智能的人。这位数学家明确规定了认知思维和逻辑可以被简化为二进制表达式。越复杂的思想越需要简单朴素的概念来描述。复杂的算法同样也是由一系列简单算法组成的。莱布尼茨说,逻辑总是能被无情地简化到其骨干,就像纷繁复杂的国家铁路网追根溯源是由一系列简单的铁道双向岔口组成的。如果逻辑能够被分解为一连串的二元判定,即便这样的二元判定树无限延伸,那么不用人也可以执行。莱布尼茨梦想着将所有逻辑思维简化为机械运算,他开始在自己设计的一台机器上实践着这个梦想。

世界上最有创造力的数学天才(百科全书式数学天才)(4)

听闻布莱士·帕斯卡造了一台加法器后,莱布尼茨下决心超过他,开始着手制造自己的机器。他的机器可以更加流畅地进行加减运算,并能解决乘除运算,这是帕斯卡的机器做不了的事情。莱布尼茨画了设计图,聘请到一位巴黎的钟表匠制造机器,终于在1674年造出一台更完善的机械计算器。

世界上最有创造力的数学天才(百科全书式数学天才)(5)

莱布尼茨的兴趣广泛,对当时新兴学科的成果怀有极大的好奇心,在应付职责之余,他把更多精力放在哲学、数学、物理、历史、法律,甚至包括中国哲学等多方面的研究上。这种广泛的涉猎,为他赢得了"优秀的欧洲人"的赞誉。

在莱布尼茨看来,《易经》作为世界最古老的书,是哲学、科学、数学和数理逻辑的源头;而中医则是最能代表这个"活水"的,所以它展示着"道"——科学之母——的机理。

莱布尼茨对中医的赞扬,一定与他对欧洲医药研究的蔑视联系在一起。他在1671年说:"即便中医的规则显露出某种(像一些人所批评的那样)愚蠢和荒谬,但它比我们的(欧洲医药)强多了。"一年后,莱布尼茨致信东方学家斯皮泽尔,写道:"来自中国的最有前途的东西就是她的医学"。

1716年11月14日,在因痛风和胆结石引发的腹绞痛卧床一周后,莱布尼茨孤独离世,"只有他的秘书和挥舞铁铲的工人听到泥土落在棺木上发出的声音"。

可以说,莱布尼茨是杰出的数学家、物理学家、哲学家、法学家、历史学家、语言学家和地质学家。他在数学、力学、航海学和计算机方面都做了重要的工作。所以,他才被称为"百科全书式的天才"。

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