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纳米时代与现代无穷小分析

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63日,我漫步在北京中关村北大街(原来是一片宽阔的苹果园区),心中思念着那些已经离开人间的科学院计算所老朋友们,不知道他们现今在天堂里面生活得怎样?

近日,我的头脑里面几乎都是纳米(Nano)。昨日,我突然萌生一个念头:前往位于北京白石桥的“国家图书馆”查询一下有关纳米时代(NanoTimes)的无穷小计算(也叫“无限小分析”)的进展情况,有所发现,在此与你分享。

1976年,H.Jerome Keisler的名著“Elementary Calculus: An Infinitesimal Approach”,经受了历史的考验,1986年再版,2000年该书作者英明决定地将其完全“开放”(可以自由免费下载),出了所谓“在线版本”,并且在今年二月做了最新的“修订”。这一发现,让我兴高采烈,手舞足蹈,简直“忘乎所以”。

回家之后,赶忙下载阅读。该书电子版(PDF格式,共计913页),其结束语(Epilogue)写得特别精彩,字字句句说到了我的心坎儿上。站在纳米技术的立场看问题上,比纳米小的东西几乎都算是“无穷小”,可以略去不计。但是,无穷小在工程上怎么严格使用呢?也就是说,有没有严格意义上的“无穷小分析”现代无穷小的“微积分”(Calculus)是个什么样子?答案是:必须扩大实数系,把无穷小严格地引进数学研究中来。

从历史发展上来看:牛顿与莱布尼兹的“无穷小”微积分含有内在的逻辑矛盾,被卡在其著名的“数学手稿“中”严厉地批评过。严格地讲,1948年,超实数系(Hyperreals)已经被数学家E.Hewitt使用过,直到1961年才被A.Robinson正式引入”非标准分析“,成为数学大家庭的一个正式”成员“。1976H.Jerome Keisler继续发扬广大”无穷小“的概念,发表了历史上第一本”无穷小微积分“,是有历史意义的。该书叙述十分严谨,概念思路相当明晰,没有任何含混的”废话“,适合于自学琢磨,其封面如下:


我所庆幸的是,今天终于有了”开放版权“的无穷小微积分(免费电子版)可供全球纳米”粉丝“们自学使用。历史已经证明:数学与物理同步发展。这种无穷小分析正是纳米时代(工程)微积分。对于这种说法,有人也许会说,我是头脑发疯了。我说,自己头脑没有”发疯“,而是在说大实话。你说呢?历史会告诉我们未来。



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