牛頓大神可以說提前兩三百年摸到了經典物理學的天花板,然後苦思無解。
或許也是他晚年搞神學研究的原因之一。隻能說牛頓實在太超前。
而且牛頓同時期英國的一位貝克來主教也不簡單,他為了否定牛頓發明的微積分那時候尚且叫做流數法,提出了赫赫有名的“貝克來悖論”,直接導致了第二次數學危機。
你敢信!來自一個主教!
第二次數學危機理解起來倒是不難。
物理和數學有一個很經典的區彆就是對待無窮這件事上,物理中基本沒有無窮小或者無窮大,因為物理詮釋的是自然界,自然界裡沒有無窮這種可怕的東西,尤其在普朗克之後,較為棘手的無窮小也不存在了。
所以無窮基本屬於純數學的概念。
而無窮小在數學中的引入,卻是當做過微積分的根基。
貝克來主教是真有兩下子,他的矛頭對準的就是無窮小——那個如同幽靈一般的dx,或者中學數學剛開始學微積分時更常見的Δx,也就是“極小的增量”。
貝克來直接就是一記超級重拳:
他舉了例子,比如,在求x的平方,這個超級簡單函數的導數時,首先需要假定Δx,也就是存在無窮小的一個增量;
然後用xΔx的平方,剪去x的平方,即函數的增量;
再用函數的增量再除以Δx。這是求導的一個過程。但這裡就是問題所在!因為Δx在分母,也就是說它應該不為零。記住這個結論。
但式子經過化簡,最終是2x+Δx。而此時,Δx又可以為零,從而讓x的平方的導數求出為2x。
我在最後貼張圖,一目了然,很簡單的
這是牛頓的做法,但貝克來卻發現在這個過程中,Δx必須既是0,又不是0;一會是0,一會又不是0!
太詭異了!
麵對這種召之即來、揮之即去的操作,貝克來說出了一句非常著名的戲謔之語:
“無窮小的幽靈”。
牛頓看後,對此也毫無辦法,隻能避而不談。
貝克來的攻擊雖說是為了維護神學,但是卻真正抓住了牛頓的缺陷,拳拳到肉。
因而史稱“貝克來悖論”,也就是第二次數學危機的肇始。
主教當到這份上,甚至讓人甚至有點感動0.0
貝克來主教的做法可比後來很多胡攪蠻纏詆毀科學的教徒強太多太多了。
人家起碼是真的做到了知己知彼百戰不殆,甚至不僅徹底學明白了牛頓的理論,還從中找到了關鍵錯誤。
這簡直就是數學研究本身最推崇的嚴謹治學精神!
這場因為貝克來主教引起的第二次數學危機持續了兩百多年!此人也是夠厲害,數學史必須有他的名字。
直到19世紀20年代,以柯西與康托爾為代表的一大批頂尖數學家經曆了半個多世紀終於建立起了嚴謹的極限理論和實數理論,完成了分析學的邏輯奠基,才算徹底解決了第二次數學危機。
他們讓無窮小不再是一個幽靈。
不過……看到集合論創始人康托爾這個名字,估計有人就猜到後續了。
正在大家剛要舉杯慶祝的時候,壞消息傳來!
從第二次數學危機裡,誕生了集合論,然後……又直接導致了第三次數學危機。
第三次數學危機來勢更加凶猛!
其核心的爭論一直延續至李諭穿越前。從某種程度上,說第三次數學危機塑造了現代文明也不為過。
提到此事,也為了補充一下:此前說到物理學在二十世紀初因為普朗克和愛因斯坦這兩個“經典物理學拆遷大隊長”的緣故,迎來了空窗期;
同時期的數學因為第三次數學危機中羅素的理發師悖論也不好過,很難受!
總之,這個階段的數學、物理兩大基礎學科,幾乎都是涅槃重生的階段。
好在李諭麵前這個傑森主教,水平顯然連兩百年前的貝克來主教都抵不上。至少他肯定不懂當今最前沿的數理理論,不然還真能讓李諭難以招架。
李諭對傑森主教說:“主教先生,您既然提出牛頓的論述,自然也應該明白,兩百年來科學已經對其理論進行了大大的完善。而且科學的理論發展仍然沒有停止,甚至如同爆炸一樣在迅速成長,用不了多久,自然界所有未知的領域都會被科學的光芒照亮。這是大勢所趨,我想教會不會沒有感覺到吧?就算是沒有感覺到,難道你們就沒有收到上帝或者先知的預警?”
傑森說:“教廷的意思,科學總不會連整個宇宙的古往今來都解釋清楚。”
李諭說:“總有一天會的。”
傑森笑道:“怎麼可能!人類難道可以去那麼遠的地方?”
李諭說:“科學的辦法太多了,就算到不了百萬千萬光年以外,仍可以用光譜知道遙遠的星星的年齡、組成、溫度等等許多信息。可以做到這麼多事,難道主教覺得人類本身不就是上帝嗎?”
“哦,天哪!”傑森連忙捧著聖經,“你這麼說這是不敬的!更是不可能的!據我所知,人類連恒星的直徑都無法測量,因為它炙熱的光輝無法讓人直視,就如同想要褻瀆主的人一樣。”
李諭隨口說:“沒什麼不可能的。如果主教先生可以持續關注,我能夠很快得出幾十顆恒星的直徑。”
實際在天文學史上,要到五六年之後,威爾森等天文學家才利用普朗克的熱輻射定律由恒星溫度推算出了一些恒星的直徑。
看得出來,直到那時候,也就是相對論已經發表年以後,人們才開始重視普朗克那項非常閃亮的工作。
不過李諭就沒有這些桎梏。
並且對他來說是十分輕鬆的事情。
傑森卻並不認同:“在望遠鏡裡隻是一些小點的東西,怎麼知道大小?”
李諭攤攤手:“我已經說了,天文學的辦法真的很多,你可以關注我的論文。不僅恒星的直徑,我還可以給出更多內容,比如太陽繞銀河係轉一圈需要2億年左右等等你們會很感興趣的數據。”
“什麼!”傑森主教大驚失色,“2億年?你不是在胡說吧?”
李諭說:“差不多吧,大體就在這個數量級。”