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教科书上微积分有两位父亲。在喀拉拉邦,它曾有一位祖父
印度历史

教科书上微积分有两位父亲。在喀拉拉邦,它曾有一位祖父

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牛顿和莱布尼茨得到了雕像。但早在他们二人出生的250年前,印度西南海岸的一个数学学派就已经找到了微积分一些最重要的成果:能把π、正弦和余弦精确到你有耐心算出的任意多位小数的无穷级数。真实的故事比'印度先到一步'要有趣得多,也诚实得多。

tuput 编辑部 · · 1 分钟阅读

问是谁发明了微积分,你会得到两个名字中的一个,或者两个都有:艾萨克·牛顿和戈特弗里德·威廉·莱布尼茨,二人在17世纪末各自独立开展工作,卷入了科学史上最著名的优先权之争之一。

现在把时间再往回拨两个半世纪,来到如今喀拉拉邦一段马拉巴尔海岸,位于印度西南部。在那里,大约1400年前后,一位名叫桑加马格拉马的马达瓦的数学家,正在写下一些直到牛顿和莱布尼茨在世时才会在欧洲出现的成果,其中一些甚至正是后来将以他们的名字命名的那些成果。

这是一个很容易在两个方向上都被讲糟的故事。所以让我们把它讲得仔细一些。

马达瓦究竟做了什么

马达瓦的伟大洞见在于无穷级数:一个数或一个函数可以被表示成一个由更简单项组成的无穷和,加的项越多,就越接近真实值。

他为π找到了这样一个级数。你可能见过它:π/4 = 1 − 1/3 + 1/5 − 1/7 + …,一个优美而简单的模式,逐渐逼近圆周率。在西方,这被称为格雷戈里-莱布尼茨级数,以发现它的17世纪欧洲人命名。而马达瓦早在1400年前后就已经拥有它,这正是为什么历史学家现在常常称之为马达瓦-莱布尼茨级数。他还更进一步,加入了巧妙的修正项来让它收敛得更快,并利用自己的方法把π精确计算到大约十一位小数。

他并未止步于π。马达瓦还为正弦和余弦函数找到了无穷级数,正是现代学生在微积分课上遇到的那些展开式,早了几个世纪,写在贝叶手稿上,出现在地球的另一端。

一个学派,而非孤独的天才

使这一切超越单纯偶然的,是马达瓦创立了一整个传统。喀拉拉学派将他的工作延续了数代。约1500年,尼拉坎塔·索马亚吉扩展了天文学与数学。约1530年,杰施塔戴瓦撰写了《推理之语》,这部文本的显著之处在于它确实完整地阐述了推理过程(成果背后的推导),这也是为什么一些历史学家将其描述为以详尽展开的形式,包含了分析学的思想,甚至微积分的早期雏形。

在很长一段时间里,这一切在西方完全不为人知。直到1834年,一位名叫C. M. 威什的英国官员才发表了一篇论文,向持怀疑态度的欧洲读者指出,印度数学家早在牛顿那一代人之前很久就已发现了这些级数。

应当提出的说法,以及不应提出的说法

这正是诚实变得重要的地方,因为这个话题很容易招来夸大其词。

喀拉拉学派比欧洲早了两三个世纪,发现了我们如今所称的微积分中一些具体的、核心的成果(无穷级数,以及支撑它们的部分极限与求和推理),这一点是真实的。这不是民族主义式的造神,而是被公认的数学史。

但说他们”发明了”整个微积分则并不准确。牛顿和莱布尼茨所建立的微积分,是一台庞大而统一的机器:一个把微分和积分联系在一起的通用框架,一种几乎适用于任何函数的系统方法。喀拉拉的数学家们出色地找到了其中一些最重要的组成部分成果,但他们并没有把整套通用体系组装起来。这两件事同时为真,你无须夸大第一件事,也照样能为它感到惊叹。

这些思想有没有传播出去?没有人能证明

还有一条令人心痒的线索,必须如实地对待它。

在16、17世纪,耶稣会传教士活跃于马拉巴尔海岸,正是喀拉拉学派所在的那片区域。一些学者曾公开设想,喀拉拉的数学成果是否可能通过这些渠道回流到欧洲,播下了后来在牛顿和莱布尼茨那个时代开花结果的思想种子。

这是一个引人入胜的可能性。但就目前而言,它也未经证实。没有任何文献链条能证明某份喀拉拉手稿曾传到并影响过某位欧洲数学家。优先权(谁先做出来)已经确立。而影响仍属推测。无论时间与地点的巧合多么诱人,一个严肃的叙述都必须把这两件事分开来看。

这为何依然重要

即便剥去了秘密传播的浪漫想象,那些朴素的事实依然非凡。在一片欧洲更熟悉其胡椒的海岸上,一脉印度数学家用了两个世纪,做出了直到牛顿时代其余世界才能企及的深度工作,而后,由于那些贝叶文本始终留在本地、未被翻译,世界对此根本一无所知。

教科书上,微积分有两位父亲。早就该让喀拉拉的这位祖父,在家族记录中也拥有自己的名字了,不是作为一个神话,而正是作为他本来的样子。

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资料来源与延伸阅读

  1. Encyclopædia Britannica: Madhava of Sangamagrama
  2. MacTutor (University of St Andrews): Madhava of Sangamagrama

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