翌日。
清晨時分,旭日東昇,一抹朝陽落在清華園。
西院第28號房。
書房內。
窗戶染了一層白霜,一縷縷陽光透過窗戶照進無奈,屋內靜謐無聲,一個木製立式黑板搬進了書房。
“要學微積分,首先你要搞懂微積分是什麼,不能知其然,不知其所以然。”華羅庚立於黑板旁邊,寫下了六個字。
微積分是什麼。
“我們先從最基礎的求面積講起,在古希臘時期,阿基米德那個時代人,處於初步發展階段的幾何,數學家們遇到一個棘手且嚴峻的問題,那就是求面積,三角形和正方形這些圖形有面積公式,所以求解很簡單,但問題在於,那些不規則圖形的面積該怎麼求?”
“例如我現在畫的這條S型曲線,這條曲線圍成的面積需要求解,但沒有公式,這個時候,如何求解一條曲線圍成的面積,就成為了當時數學家們研究的問題。”
“阿基米德找到了辦法,餘華,你知道是什麼辦法嗎?”
華羅庚目光看向餘華。
“窮竭法,用熟悉的圖形去無限逼近曲線圍成圖形的面積。”餘華回答道。
“對,窮竭法,提出者安提芬,改進者歐多克斯,完善者阿基米德,窮竭法思想就是用無限個熟悉圖形去求一條曲線圍成圖形的面積,在數學史上,窮竭法被視為微積分的前身,且嚴謹性無可挑剔。”
華羅庚右手握著粉筆,畫出窮竭法的求解過程,用一個個三角形去填充S型曲線所圍成的面積,最終求出面積大小。
整個過程極為繁瑣,但無比嚴謹。
華羅庚求解完成,隨即用板刷擦去公式和圖形,又重新寫下一個新的概念,透過矩形求面積:
“窮竭法沿用到了十七世紀,這一千多年曆史之中,有我國的割圓術求面積,但計算過於複雜,並不適用,窮竭法自身侷限性也逐漸明顯,對於不同曲線圍成的面積需要使用不同的圖形去逼近,而不同圖形的證明技巧並不一樣,極為繁瑣,這個時期數學界出現‘用矩形來逼近原圖形’,思想與窮竭法一致,且更加簡單,但矩形求解存在一個問題,那就是失去了嚴謹性,這是一個非常嚴重的情況。”
嚴謹是數學的靈魂。
失去簡單性,數學失去很多愚笨者。
失去嚴謹,數學將會失去一切。
如果一個定理,一個公式,一個數學常數失去了嚴謹性,那意味著整個數學大廈的崩塌。
餘華全神貫注聆聽,關於華羅庚講解的重點,盡數記入腦海之中,理解程度非常迅速。
“牛頓和萊布尼茨對於矩形求解存在的問題非常重視,經過這兩位數學家的不懈研究,牛頓和萊布尼茨意外發現了一個關鍵性東西,也就是微積分最基本和最重要的核心思想,那就是微分與積分之間的互逆運算,用數學公式表達為微積分基本定理。”
華羅庚面容嚴肅,在黑板上寫下了微積分基本定理:“而在此前,微分和積分,還是兩個單獨學科,微分求導數,積分求面積,互不相干,在牛頓和萊布尼茨的作用下,微積分完整體系建立。”
微分與積分之間的互逆運算。
這是微積分的核心,至此,人類文明發展史上極為重要的微積分誕生,微積分基本定理又被稱為牛頓——萊布尼茨公式。
真是天才……
餘華聆聽了微積分誕生的歷史程序,心中微微感嘆,將兩個單獨的學科聯絡在一起,並且敏銳發現微分和積分之間的互逆運算,不愧是歷史上兩位最頂尖的大牛。
互逆運算是什麼概念?
簡單而言,那就是求面積的問題,可以轉變為求導數,求導數的問題轉變為求面積,互