微积分在许多领域都有应用,包括物理、化学、生物学、经济学、纯数学以及所有工程分支。说牛顿对微积分的发展洞见彻底改变了我们在科学和工程新领域的探索能力并不夸张。但你知道牛顿是什么时候想出这个概念的吗?

艾萨克·牛顿24岁时因避免鼠疫被送回家。就在此期间他发明了微积分。

艾萨克·牛顿与微积分概念的提出

首先,你必须了解艾萨克·牛顿是谁,以及他为何以及至今仍然如此有影响力。他是17世纪杰出的物理学家、数学家和宇宙学家。他最著名的是制定了运动定律和万有引力定律。人们对他的影响难以言表。 

他众多成就之一是微积分的创立。他的物理研究无疑把他引向了这个问题,他感到必须用当时不存在的全新数学框架来解决它。他对重力和运动定律的兴趣与微积分的突破息息相关。

牛顿最初尝试描述下落物体的速度。他发现下落物体的速度每秒都会增加,但当时没有数学解释。牛顿看到数学领域中存在一个空白,需要填补,因为运动及其变化率的问题尚未得到显著研究。他立即开始着手研究,并将行星椭圆轨道纳入他的理论,以解释行星的运行。

戈特弗里德·威廉·莱布尼茨是另一位致力于用数字描述自然和运动的数学家。两人之间就谁先发明微积分以及谁是真正的发明者存在争议。

虽然莱布尼茨发展了有助于理解数学概念的重要符号,但牛顿的工作比莱布尼茨早大约八年。两人在数学,尤其是微积分方面都作出了重要贡献。此后,微积分的概念进一步发展。(来源:Math Tutor DVD

微积分对社会有哪些贡献?

他发现通过微积分可以解释行星的运动方式以及它们轨道为何呈椭圆形。牛顿发现,使我们站在地面的重力与导致行星围绕太阳运行以及月球围绕地球运行的力是同一种力。

所有这些都表明,牛顿的微积分理念及其对变化率的强调融入了他之前的工作。他对物理和运动的概念已有深厚的理解,这对他有所帮助。

这相对于他之前的工作是一次适度的突破。这最能体现数学与物理之间的直接联系。对牛顿而言,两者是相辅相成的。牛顿以变化率为基础奠定了微积分,并于1676年发表了修订后的理论。艾萨克·牛顿及其发明的微积分对世界的影响是不可估量的。(来源:Math Tutor DVD

图片来源于 NewScientist