微积分是什么时候发明的( 二 )


十七世纪下半叶,在前人工作的基础上,英国大科学家牛顿和德国数学家莱布尼茨分别在自己的国度里独自研究和完成了微积分的创立工作,虽然这只是十分初步的工作 。他们的最大功绩是把两个貌似毫不相关的问题联系在一起,一个是切线问题(微分学的中心问题),一个是求积问题(积分学的中心问题) 。
牛顿和莱布尼茨建立微积分的出发点是直观的无穷小量 , 因此这门学科早期也称为无穷小分析,这正是现在数学中分析学这一大分支名称的来源 。牛顿研究微积分着重于从运动学来考虑,莱布尼茨却是侧重于几何学来考虑的 。
牛顿在1671年写了《流数法和无穷级数》,这本书直到1736年才出版,它在这本书里指出,变量是由点、线、面的连续运动产生的,否定了以前自己认为的变量是无穷小元素的静止集合 。他把连续变量叫做流动量,把这些流动量的导数叫做流数 。牛顿在流数术中所提出的中心问题是:已知连续运动的路径,求给定时刻的速度(微分法);已知运动的速度求给定时间内经过的路程(积分法) 。
德国的莱布尼茨是一个博才多学的学者,1684年,他发表了现在世界上认为是最早的微积分文献,这篇文章有一个很长而且很古怪的名字《一种求极大极小和切线的新方法,它也适用于分式和无理量,以及这种新方法的奇妙类型的计算》 。就是这样一片说理也颇含糊的文章,却有划时代的意义 。他以含有现代的微分符号和基本微分法则 。1686年,莱布尼茨发表了第一篇积分学的文献 。他是历史上最伟大的符号学者之一,他所创设的微积分符号,远远优于牛顿的符号,这对微积分的发展有极大的影响 。现在我们使用的微积分通用符号就是当时莱布尼茨精心选用的 。
微积分学的创立,极大地推动了数学的发展 , 过去很多初等数学束手无策的问题,运用微积分,往往迎刃而解,显示出微积分学的非凡威力 。
前面已经提到,一门科学的创立决不是某一个人的业绩,他必定是经过多少人的努力后,在积累了大量成果的基础上,最后由某个人或几个人总结完成的 。微积分也是这样 。
不幸的事,由于人们在欣赏微积分的宏伟功效之余,在提出谁是这门学科的创立者的时候,竟然引起了一场悍然大波,造成了欧洲大陆的数学家和英国数学家的长期对立 。英国数学在一个时期里闭关锁国,囿于民族偏见,过于拘泥在牛顿的“流数术”中停步不前,因而数学发展整整落后了一百年 。
其实,牛顿和莱布尼茨分别是自己独立研究,在大体上相近的时间里先后完成的 。比较特殊的是牛顿创立微积分要比莱布尼词早10年左右,但是整是公开发表微积分这一理论,莱布尼茨却要比牛顿发表早三年 。他们的研究各有长处,也都各有短处 。那时候 , 由于民族偏见 , 关于发明优先权的争论竟从1699年始延续了一百多年 。