微积分的优先权

“奥尔登伯格先生,承蒙皇家学会的协助,反射望远镜得以问世,光学理论虽经波折,也终于发表。没发表的还有……”牛顿以温和的语气说着。

“你的发明或发现,一定又会使世人感到惊讶的,不知道是有关什么方面的?”奥尔登伯格急急追问。他没想到竟然有学者对自己的新发现从不提起的。

“是数学方面的,是几年前做的。”牛顿平静地说。

“真令人想不到!名称是什么呢?”

“叫做微积分吧,是自己随意起的名字。”

“嗯,微积分,名字很响亮。我想这必然是名副其实的数学。”

“如你所知,我最尊敬的老师巴罗院长就是一位优秀的数学家。”

“听说在欧几里得几何方面是一流的。”

“是啊,你知道巴罗老师创出了在曲线上做切线的方法吗?”

“当然知道。”牛津大学出身,有外交官经历的秘书能够了解这些专业的知识。

“微积分就是从这个着眼的。”

“那是有关曲线的数学吗?牛顿先生。”牛顿用手指蘸着还没喝的咖啡,在桌上画出图形。

“奥尔登伯格先生,微积分关键在于这个比。”牛顿指着利用一部分曲线做成的直角三角形的两边。

“是哪个比?”

“就是夹直角的两边比。”秘书完全不懂得比的意义,他无言地注视着牛顿。

“当然,这样的说明是难以理解的。奥尔登伯格先生,棱镜使光曲折的时候,你知不知道折射角会因棱镜对光的角度变化而变化?”

“好像在什么地方看过。”

“我在一次例行会议里面曾经提过的。”牛顿笑着说。当细孔的日光进入棱镜时,形成了七色光谱,同时全体的光折向棱镜厚侧。光折时的角度就是“折射角”。折射角会随棱镜对光的角度的变化或大或小。

“要使折射角最小,应使棱镜以什么角度对着光这一类问题,可以用微积分很快地解决。”

“是这样子的啊!那是奇妙的发现。为什么把它隐藏至今不发表呢?”奥尔登伯格实在觉得奇怪。

“我认为数学本来是分析自然现象的一种手段,只是单独的使用数学并没什么意义。我认为数学与物理学并没有什么密切关系。是的,欧几里得几何好像只教我们证明法的完美。但,几何学的证明可直接应用于物理学。自然是可由实验或观察来表露真相的。要抓住真相,以便使它走上正确的证明的轨道,就必须要数学的帮助了。微积分在这种场合很有用。”

牛顿对皇家学会的秘书侃侃而谈。奥尔登伯格觉得这一新发现非比寻常,极为兴奋。

“奥尔登伯格先生,微积分与以往的数学全然不同。微积分是作为研究物理学的工具。”牛顿没有谈起用微积分探求万有引力定律的事情。

“那太妙了!怎么样,何不以论文向学会提出来?”以皇家学会秘书的立场,当然如此提议。牛顿却苦着脸说:“那绝对不行,我本来就想脱离学会的……用哪种形式取得优先权比较好,我特来找你商量。如今,要报答巴罗院长的教育恩,只有这条路了。”

奥尔登伯格低头沉思。“牛顿先生,你认识约翰·何林芝这个人吗?他独自地从事于英国数学家与外国数学家的联络工作……”他向牛顿建议,把这一发现写信告诉柯林芝。

德国数学家莱布尼茨在这件事之后不久,来访问伦敦皇家学会。他询问英国数学家的研究情况时,从奥尔登伯格口中听说了牛顿的微积分的创始经过。

牛顿写了一封更详细的信给奥尔登伯格,列举以微积分计算结果的例子和应用的例子等,而对于微积分本身则用密码记载。在那个时代,作为优先权的证据,使用密码是通行的习惯。直到《原理》出版了,人们才知道其意义为“对于含有任意数的变数方程式的微积分的求法及其相反的方法”。

在大学任教的牛顿

1677年6月21日,莱布尼茨写信给牛顿,说明与微积分相同的微分法。牛顿和莱布尼茨被学术界认为各自独立地做了同样的发明。

关于微积分的优先权争论了许久,因为莱布尼茨比牛顿早三年发表了微积分的论文。

不久后,巴罗院长不幸在47岁的壮年去世了,牛顿悲痛不已。牛顿断然拒绝了让他继任三一学院院长的提议,一方面他认为自己并不适合担任这项职务;另一方面是因为没有时间。牛顿除了每周一次的讲课之外,都把自己关在房间里做实验。