重走科学发现的伟大历程
关于微积分的梗,最有名的莫过于学渣与“马勒格必”大战的笑话。高数虐我千百遍,我待高数如初恋,原因是这门课程“一次挂、次次挂,永世不得超生”。对大部分人来说,这是一门高深的课程,无数人在此折戟。
我们当今的微积分课本上,可以轻松地用严谨又先进的方法来证明各种结论。归功于理论研究的进步,在如今,一个初中生的知识储备都远超过欧几里得。但是,课本上的东西,却让我们一叶障目,埋头在题海中不见天日。美国知名的数学教授戴维·M·布雷苏的《微积分溯源》一书,重新梳理了微积分的研究历程。
微积分并非仅仅是许多人印象中的微分和积分那么简单,它最初的萌芽,是用于解决几何问题。在求解几何体面积体积、研究速度和路程乃至天体运动轨迹的过程中,都用到了类似微元的方法。需要指出的是,在当时人们无法理解极限的概念,要得到结论,用的是类似夹逼定理的方法“既不大于......也不小于......”比起我们对微元思想的轻松理解,当时的探索可谓无比艰难。正因为有当初的艰难,才有了现在的so easy。
而微积分的正式研究过程更加漫长,从公元前2世纪喜帕恰斯引入弧长和弦长的关系,直到17世纪牛顿、莱布尼兹关于微积分的伟大贡献,中间竟然经历了一千几百年,人们才逐渐学会从几何中逐渐将代数抽离出来。在这个过程中,人们经历无数怀疑、争论,才最终建立起解析几何,认识到微积分中导数、切线、面积的含义。我们还会看到,诸如第二个重要极限等高数课本上未加证明的结论的由来。
而微积分的建立,无疑对数学具有巨大推动作用。从17世纪到19世纪期间,人们对级数、极限、不等式以及完备性、连续性、敛散性等讨论极大完善了数学大厦,才有了如今高等数学的面貌。这其中的大量知识,虽然步入大学的我们在大一就会学个七七八八,但依然会不同程度被劝退。可想而知,这些伟大发现,来自于何其睿智的头脑。
在作者看来,《微积分溯源》这部作品只需读者对数学具有好奇心,以及极少数其他数学预备知识即可。但从内容来看,这部作品无比硬核,尤其到后边,越来越倾向于结论多于过程,如果没有高等数学储备,理解起来越发难如登天。但即便如此,它也是一部重塑微积分认知的绝佳作品,对热爱数学的人,以及教授微积分的人,都是很不错的参考。