微积分的历史是怎样的?

在十七世纪,有许多科学问题需要解决,这些问题成为了促使微积分产生的因素。归纳起来,主要有四类问题:第一类是学习体育时直接出现的问题,即求瞬间速度的问题。第二类问题是求曲线的切线。第三类问题是求一个函数的最大值和最小值。第四个问题是求曲线的长度,曲线围成的面积,曲面围成的体积,物体的重心,一个体积相当大的物体作用在另一个物体上的重力。17世纪许多著名的数学家、天文学家和物理学家为解决上述问题做了大量的研究工作,如费马、笛卡尔、罗博伊斯和吉拉德·笛沙格。英国的巴罗和瓦里斯;德国的开普勒;意大利人卡瓦列里等人提出了许多卓有成效的理论。为微积分的创立做出了贡献。17世纪下半叶,英国大科学家牛顿和德国数学家莱布尼茨在前人工作的基础上,在各自国家独立研究并完成了微积分的创立,尽管这只是一个非常初步的工作。他们最大的成就是把两个看似不相关的问题联系起来,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)。牛顿和莱布尼茨从直观的无穷小建立了微积分,所以这门学科早期也叫无穷小分析,这也是现在数学大分支名称的来源。牛顿对微积分的研究侧重于运动学,而莱布尼茨侧重于几何学。

牛顿

牛顿在1671写了《流法与无穷级数》,直到1736才出版。在这本书里,牛顿指出变量是由点、线、面的连续运动产生的,否认变量是无穷小元素的静态集合。他把连续变量叫做流量,这些流量的导数叫做流量数。牛顿在流数技术中的中心问题是:知道连续运动的路径,求给定时刻的速度(微分法);给定运动速度,求给定时间内走过的距离(积分法)。

莱布尼兹

德国的莱布尼茨是一位学识渊博的学者。1684年,他发表了被认为是世界上最早的微积分文献。这篇文章有一个很长很奇怪的名字:求极大极小和正切的新方法,同样适用于分数和无理数,以及这种新方法的计算的奇妙类型。就是这样一篇推理模糊的文章,却具有划时代的意义。它已经包含了现代微分符号和基本微分定律。1686年,莱布尼茨发表了第一篇关于积分学的文献。他是历史上最伟大的符号学学者之一,他创造的符号远远优于牛顿的符号,对微积分的发展影响很大。我们现在使用的微积分通用符号,是莱布尼茨当时精心选择的。