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[科普中国]-牛顿微积分的启示者——沃利斯

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沃利斯是英国数学家、物理学家。他从小受到良好的家庭教育,他的父亲希望他继承自己的神职,为此他进入剑桥大学神学院学习。沃利斯从小十分热爱数学,可是神学院的主要课程并不是数学,于是沃利斯就自修数学。沃利斯不受传统数学的严格性和逻辑性束缚,大胆地采用虽不成熟但较常用的方法。比如类比法、不完全归纳法以及不太明确的无穷大、无穷小概念,并坦然地对它们作代数运算,从而获得了前所未有的结果。

沃利斯曾说“我把(不完全)归纳法和类比当作一种很好的考察方法,因为这种方法常常使我们很容易发现一般规律,或者至少是为此而做了一个很好的准备。”他强调数学在科学研究中的作用,认为“要精确测定物体的运动规律,除了对它们应用数学度量和数学比例外,别无他法。”他的著作《无穷算术》是微积分发展中非常关键的一步,是牛顿创立微积分的重要思想来源。

沃利斯用级数求圆面积的“化圆为方”法,则体现了利用无穷小进行级数求和的思想,牛顿将其改进并推广到双曲线等函数曲线在笛卡尔坐标系上所围图形面积的求算中,几乎就相当于积分运算。

沃利斯对物理学同样也有很多贡献,他曾受英国皇家学会的委托,从事碰撞物体的性质研究,并于1668年首次提出了动量守恒定律,这是一个重要的守恒定律,这一发现后来被惠更斯和雷恩推广。他的专著《力学-运动简论》,比较严格地提出力和动量这些概念的含义,他曾猜想地球引力集中于地心。

沃利斯是17世纪极富才华、极富创造力的科学家之一。 据传他能心算一个具有53位数的数字的平方根,且准确到17位,可谓计算奇才。他的著作对牛顿产生了巨大的影响,在微积分的署名权斗争中,沃利斯是牛顿的支持者,他认为牛顿是微积分的创造者。

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