蠢笨罂语
26-06-21 19:58 微博认证:微博原创视频博主

李善兰在入墨海书馆之前,已经具备完整的函数核心思想。

函数思想的三大核心判定标准:①存在两个可变化量;②一量的取值完全跟随另一量变动;③二者对应关系可以用算式、几何图形完整表达。李善兰早年著作全部满足这三点。

李善兰1852年去墨海书馆前,就著有《方圆阐幽》《垛积比类》《对数探源》《四元解》等著作。

(一)从垛积术看已经具备了离散型函数思想(整数变量对应)
1. 文字描述原文
“垛之层数为本,层每增一,则垛积总数随之而变;层取几何,积即有一对应之数,无层则无定积。三角垛、乘方垛,层与积一一相倚。”
2. 对应现代函数内涵
自变量:垛层数(仅取正整数,离散变量);
因变量:垛积总和;
核心思想:给定唯一层数,就有唯一确定总和,二者固定对应,是离散数列函数。
3. 局限:仅能处理整数层级,无法描述连续变化。

(二)天元/四元术看也具备了静态对应雏形(联立方程里的变量依附)
1. 文字描述原文
“立天元一为底,地元随天元之大小而改;多式联立,天元易数,则地、人、物三元之数俱改。”
2. 对应现代函数内涵
多变量之间存在依附关系,改变一个元的数值,其余相关元同步改变;
3. 局限:天元术核心目的是求解固定数值根,变量只是临时设的待求数,不会自由取无穷多连续数值,仅具备依附关系雏形,无连续变量思想。

(三)从尖锥术看已经具备了连续型完整函数思想(李善兰早年最高成就,完全贴合现代函数内核)
这是他入墨海书馆馆前最成熟、最系统的函数思想载体,分四段原文描述拆解:
1. 连续自变量的设定
原文:“立底元一线,可任意伸长缩短,长短无有定限,可取无尽之数。”
释义:存在一个能取无穷多连续数值的基础变量,突破传统古算只能取离散整数的限制,“底元”对应现代自变量x。
2. 一量随另一量同步变动(函数最核心内核)
原文:“底元加长一分,锥之纵高、面积必随之加长;底元缩一分,纵、面积亦随之缩减。底元取何等长短,锥之形、锥之积必有一固定相配之形与数。”
释义:自变量任意取值,都唯一对应一组因变量(纵长、面积),一一对应、相依而生,完全契合函数“随变对应”的核心逻辑。
3. 多层嵌套对应(复合函数思想雏形)
原文:“大锥之内复藏小锥,小锥之积随小底元变,小底元又随大锥之底元改换,层层相倚,辗转相因。”
释义:多层变量嵌套,一层变量依赖内层变量。这是李善兰后来称此为“叠函(今称复合函数)”思想的形象化初步概括。
4. 曲线变化速率(导数思想配套函数)
原文:“底元渐增,锥积增长有缓有急;平方锥增速随底元变大而愈速,对数锥增速渐缓。可作切线察其增减之势。”平方锥即后来的抛物线函数,李善兰经常用抛物线函数举例。由此你可以知道马大爷为何多次使用抛物线解说了。老师傅在此。
释义:不仅知晓变量一一对应,还能研究因变量随自变量变化的快慢,是基于函数本体的变化率分析。
5. 细分各类曲线对应关系(各类初等函数全覆盖)
平方尖锥:对应二次抛物线函数;
立方/高次尖锥:高次多项式函数;
对数尖锥:对数类连续变量对应;
弧矢八线尖锥:三角函数的变量对应关系。
(四)和之前数学家的区分,李善兰是首个完整拥有连续函数思想的数学家
1. 宋元李冶、朱世杰天元术:只有静态未知数,只求固定解,没有注意到变量可以连续无限取值,无连续函数思想;
2. 清代梅文鼎、汪莱、项名达:仅研究方程根的虚实、数量,只做离散数字试算,不研究两个量持续联动变化的整体规律;
3. 李善兰独有的突破:
在前人基础上,李善兰依靠自创尖锥术,首次在本土算学体系内,完整建立连续可变自变量、因变量一一对应、多层嵌套、变化速率分析全套思想。

(五)不过此时,李善兰的函数思想还缺少“函数”这个统一名称,只能按几何形态(平方锥、对数锥等)分类称呼对应关系。

(六)小结
1. 在1852年前往墨海书馆之前,李善兰具备完整的函数思想,离散、连续、复合多层变量对应关系全部有系统文字描述与演算支撑;
2. 唯一缺失:没有创造“函、函数”这个统一总术语,不会把所有变量对应式归为同一大类,只能拆分垛积、天元、尖锥三套体系分开描述;
3. 入墨海译书后,只是为这套早已成熟的变量相依思想,提炼出统一名词“函数”,并整理出通用标准化定义,但并非到墨海才产生变量相依的核心思想。

#西方科学史中的伪史#

发布于 河北