牛顿,赢了一场学术争议,误了英国科学研究100年

164x年,正当李自成、崇祯、皇太极多尔衮、吴三桂们打得不可开交,中国大地从明朝到清朝改朝换代时候,西方诞生了两个牛人:一个在英国,1642年出生了艾萨克·牛顿。另一个在德国,1644年出生了戈特弗里德·威廉·莱布尼茨。和那些简单重复着改朝换代的人不同,他们两位是对人类文明进步有着巨大影响的科学家和思想家。

牛顿(下图)

莱布尼茨(下图)

从画像上看,哥俩长得还挺像。

牛顿的科学成就和对人类的贡献是有目共睹的,令人敬佩!可是,你可否知道,牛顿和莱布尼茨关于微积分发现权的争议,对英国科学研究发展产生了很大的负面影响。虽然这不可能妨碍牛顿的伟大,但毕竟是一个学术霸凌的案例,应该引以为戒。

事情是这样的:

1684年,德国数学家莱布尼茨发表了第一篇关于微积分的论文,定义了微分概念和符号。1686年他又发表了积分论文,讨论了微分与积分,这些论文引来了欧洲各国科学家的广泛关注和赞誉。

然而,莱布尼茨的这些篇论文却引起了牛顿爵爷的不爽,他认为微积分的发明权和荣誉应该属于自己独有,从而引发了1695年至1715长达二十年的关于微积分发明权的论战。

(大英图书馆前牛顿辛勤工作的塑像)

1695年,有英国学者对外发文,宣称微积分的发明权属于牛顿(据霍金后来说这是牛顿自己写的文章,用别人的名发表的)。牛顿利用自己是英国皇家学会主席的地位和威望,号召学者们撰文攻击莱布尼茨,自己也亲自操刀登场。牛顿甚至伪称自己发明微积分后向莱布尼茨介绍过,指责莱布尼茨抄袭了他的成果。

人微言轻的莱布尼茨无奈,出了一个下策,把此争辩诉诸英国皇家学会裁决。身为英国皇家学会主席的牛顿,指定了一个由清一色自己朋友组成的委员会调查此案,并于1713年亲自起草了公告,由委员会发布,确认牛顿是微积分的第一发明人。

(剑桥三一学院名人堂剧中位置的牛顿塑像,他无疑是剑桥的骄傲,英国的骄傲,人类的骄傲!)

莱布尼茨输了,从此受到冷遇,直至1716年11月14日,他孤独地死于汉诺威凄冷的郊区。

牛顿曾经沾沾自喜地说:“我伤透了莱布尼茨的心......”

事实是,后世科学家认定,牛顿和莱布尼茨分别独立创建了微积分体系。根据莱布尼茨的笔记本,他是1675年11月11日完成了完整的微分学的。而牛顿,则比莱布尼茨早几年,于1665年在故乡躲避黑死病的时候完成的微积分发明的工作。但是牛顿并没有发表这个成果,只是写在了他的笔记本waste book上。也就是说,莱布尼茨比牛顿更早公开发表了微积分。

牛顿是从液体流量问题的角度构建微积分理论的;莱布尼茨则是从求曲线覆盖的面积出发,建立微积分体系的。莱布尼茨采用的微分符号dx,dy,积分符号∫,更加科学直观,为后世科学家和人们广泛认同并一直应用。

牛顿曾经是认可莱布尼茨的微积分工作的。他在1687年出版的《自然哲学的数学原理》的第一版和第二版时,承认莱布尼茨的工作的意义,“只是措辞和符号不同”。但后来,牛顿把这段描述删除了,并假借别人的名义在媒体上发文,抨击莱布尼茨。

种种证据表明,莱布尼茨没有抄袭牛顿。包括后来霍金等英国学者也都持这样观点,公认牛顿和莱布尼茨是各自独立地创建微积分的。

但是,17xx年的英国学术界并不是这样公正。由于他们对牛顿的盲目崇拜,或者是因为岛国人当时特有的狭隘和过分自尊,那时的英国学者们固执地使用牛顿的流数方法,只用牛顿的笨拙符号,死不采用莱布尼茨更科学方便的符号和方法。如此在教育和应用中舍优取劣,导致当时英国的数学脱离了世界数学的时代潮流。

于此同时,牛顿为首的英国学界对莱布尼茨的不公正待遇,引起了欧洲大陆科学发达国家学者们的反感,从而关闭了英吉利海峡西岸的学术交流。英国科学界丧失了和欧洲大陆,特别是与当时学术特别发达的法国的学术交流机会。

也许牛顿是出于个人荣誉,也许是英国学界当时是出于爱国而不顾事实地支持牛顿赢了争辩。但暂时的胜利,却耽误了英国100多年的学术发展。在牛顿后的一个多世纪,英国几乎没有出现伟大的数学家。

而在此之后,欧洲大陆上的数学家则群星璀璨。法国延续了笛卡尔、费尔马、帕斯卡等大师的香火,出现了达朗贝尔、拉格朗日、富里叶、拉普拉斯、柯西、伽罗华、阿贝尔、彭加莱等大数学家。

再说德国,更是后来居上,在莱布尼茨之后涌现了数学王子高斯、希尔伯特、黎曼、雅可比、哥德巴赫、莫比乌斯...等等开山始祖型的世界级大数学家,为后来的爱因斯坦发明相对论、海森堡发现量子力学等德国的科学领先地位奠定了坚实基础。

莱布尼茨是伟大的,他的数学,他的哲学,都名垂青史。甚至他对中国的道、太极也很有研究。他曾写信给康熙皇帝建议建立北京科学院,也被后人称道。试想如果康熙真的听从了莱布尼茨的建议建了北京科学院,那么中国现在将是什么景象!

莱布尼茨虽然输了争论,但他还是客观地赞誉牛顿:“在从世界开始到牛顿生活的时代的全部数学中,牛顿的工作超过了一半以上。”

满身都是荣誉的牛顿,如果公平地对待同行的工作,将会更伟大,也将会有益于他身后英国学者的学术研究,那棵苹果树会很快结出丰硕的果实,而不是多年以后。

(剑桥大学三一学院门前的苹果树)

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