贝克莱悖论的核心就是——“无穷小量究竟是否为0”。面对他的抨击,数学界是既佩服又不爽。佩服,是因为他一针见血,无法反驳;不爽,是因为他是神学家和哲学家,不是数学家。此后7年中,数学界出现了30多种新的小册子和论文,都是为了解决贝克莱悖论。
英国数学家马克劳林直接拒绝了无穷小概念,采用几何概念和穷竭法对每一个新的思想进行推导和证明。马克劳林的方法,相当于是抛弃了微积分,过程正确但不符合时代发展的潮流,人们不会为了严格而退回到古希腊人繁琐的方法上去。而且,马克劳林运用的是几何概念,有局限性。因为我们的空间只有3维,函数1~3次还行,超过3次,就无能为力了。
18世纪,解除贝克莱悖论的工作更多是由欧洲大陆的数学家完成的。18世纪最伟大的数学家欧拉,他认为无穷小量实际上就是等于0的量,导数计算中的比值,实际上,简单地就是0:0的形式。看上去,欧拉的做法和婆罗摩笈多一样,但欧拉对0的理解,和对数学的理解当然比婆罗摩笈多要深太多了。他这么做,有他的考量,他不仅把零放在了分母的位置上,还特意引入了符号dx来记无穷小量。欧拉认为,0:0可以等于任意的有限的比值,但比值究竟是多少,要特定情况特定分析。但是,你发现没有,欧拉还是受到了几何的限制,而且仍然没有解决无穷小量是否为0的问题。
除了欧拉,还有很多数学家投身于改善微积分的严密性。一晃100多年过去了,法国著名数学家柯西成为这项伟大工程的开拓者和集大成者。从19世纪20年代开始,柯西就开始致力于分析的严格化。他看出,其中的核心问题是极限,因此,他从极限定义出发,确立了以极限论为基础的现代数学分析体系。柯西说,无穷小量是一个作为极限为0的变量,他将无穷小量归入到了函数的范畴。无穷小量,不是一个常量,而是一个以零为极限的变量。自此,柯西一举回答了自牛顿时代就困扰世人的无穷小量的行踪问题,向来桀骜不驯的无穷小量就这样被征服了。
到19世纪70年代,魏尔斯特拉斯,再加上戴德金和康托尔,他们三位各自独立建立了实数理论,又在实数理论基础上,建立起了极限论的基本定理。至此,历史上的第二次数学危机得到了圆满解决。危机过后,一切归于平静,数学又一次回到了安宁和谐的轨道。
我们的数学故事,到今天也已经讲到了第100个。小米,我们两个人也稍微休息一下吧!
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