本身完全当作零(《微分升算教程》第一部分,第三章)。——对此须如何
了解,前面已经谈过了;无限差分只是定量的零,不是质的零,或不如说作
为定量的零,它仅仅是比率的纯粹环节。它不是一个就量而言的区别;所以
在一方面把被称为无限小量的那些瞬刻也说成是增量或减量,并且是差分,
那就简直是偏向了。这种规定首先是以把现存的有限大小加上或减去一点东
西为基础,先有一种减法或加法,即算术的、外在的运算。但是从变量函数
到它的微分的过渡,却必须看作是完全另外一种性质的过渡,如以前已经说
明过的,这种过渡必须被认为是把有限的西数归结到其量规定的质的比率。
——另一方面,假如说增量本身是零,要考虑的只是其比率,那么这一方面
的偏向也是很显然的;因为一个零简直就不会再有什么规定性了。这种观念
固然达到了定量的否定物并且表示了这个否定物,但是并没有同时以质的量
规定这种肯定意义来把握否定物,这些规定若是从比率中摘取出来而被看作
定量,那便会只是零。——①拉格朗日②(《解析面数论》,导言)判断极限
或最后比率的观念说,假如两个量仍然是有限的,那就立刻可以很容易设想
它们的比率,一旦这个比率之项同时成了零时,那么这个比例所给予的概念,
对于知性说来,就不明白、不确定了。③——事实上,知性必须超出比率各项
作为定量是零这种单纯否定的方面,而耍去把握它们是质的环节这种肯定的
方面。——尤拉在以后(见前引书§84 以下)又说两个所谓无限小量虽然不
过是零,却有一个相互的几率,所以对它们不用零的符号而用别的符号:他
为了此种证明而对有关的上述规定所增补的说法,是不能令人满意的。他想
用算术比率和几何比率的区别来论证这一点;在算术几率中我们所看到的是
差分,在几何比率中我们所看到的是商数,算术比率虽然等于两个零之同的
比率,但几何比率却不因此而也是那样;假如说2:1=0:0,那么,就比例
的本性而言,第一项既然比第二项大两倍,第三项也就必须比第四项大两倍;
所以0:0 就比例说,应该被当作是2:1 之比。——即使就普通算术说,n·0
=0,所以,n:1=0:0。——但是正因为2:1 或n:1 是定量的比率,所以
既没有一个0:0 比率,也没有一个0:0 记号是符合于这个定量比率的。
我不再多事引证,因为以上的考察已狸足够指明其中固然包含着无限的
真概念,但是没有在概念的规定性中使概念突出并把握住它。因此在运算本
身进行时,就不能使真的概念规定在运算中发生效力;反而回到有限的量规
定性,运算避免不了一个仅仅是相对小的定量观念。计算使所谓无限的大小
必须服从基于有限大小的本性的那些普通算术运算,如加法等,并且从而把
这些无限的大小暂时当作有限大小来处理。计算一方面把这些无限的大小贬
低到这样的范围,并把它们当作增量或差分未处理,另一方面又在把有限大
小的形式和规律应用于它们之后,立刻将它们当作定量而加以省略;关于这
一点,针算是须要为自己找辩护理由的。
① 参看第122 页。
② 尤拉(LeopoldEuler,1707—17S3),彼得堡、柏林的教授,以后又在彼得堡。著有《无限的分析引论》,
1748 年,《微分计算教程》,1755 年,《积分计算教程》,1768—1794 年。——原编者注
① 参看第122 页。
② 拉格朗日(Jcs LorisLagrange,1736—1812),尤拉的柏林后继者,以后又任巴黎综合工艺学院教授。著
有《解析函数论》,1797 年出版。——原编者注
③ 数学中0:0 这个比率的值是不确定的。——译者
关于几何学家们消灭这些困难的尝试,我只举其最主要的。
古代数学解折家对此并不曾感到有多大顾虑,但是近人的努力却在于使
无限的升算有几何方法特有的自明性,并在数学中达到古人在几何方法中证
明的谨严(拉格朗日的说法)。可是因为无限的分析原理比有限大小的数学
原理有较高的性质,所以前一类必须自行放弃后一类的自明性,就像哲学不
能要求有感性科学,例如博物学那样的自明性,——吃和喝也比思维和概念
理解应该是更容易懂的事儿。现在且谈要达到古人证明的谨严的那些努力。
许多人曾经试图完全避免无限的概念,不用这个概念来实现与使用这个
概念密切相关的东西。——譬如拉格朗日就谈论过兰登①所发明的方法,并且
说那种方法纯粹是分析的,不用无限小的差分,而是光则引用了变量的不同
的值,然后又使其相等。此外,他又断言微分针算所特有的特点,即方法简
单、运算容易等,都在这里失去了。这种办法与我们以后还要细谈的笛卡儿
切线方法的出发点,很有符合之处。这里所能指出的是,这一点至少是明显
的:这种办法,先假定变量不同的值,以后又使其相等,这一般是属于微分
针算方法本身以外的另一种数学处理范围,并且这种计算自身的现实具体的
规定所归结的那种单纯比率,即推导出来的函数与原始函数的单纯比率,其
特性也没有得到强调;这种特性,我们以后还要详细说明。
②近人中的较老一辈,如费尔马③、巴罗④等人都在后来发展成为微积分计
算的应用中,用过无限小,后来莱布尼兹及其后继者,还有尤拉,都总是坦
率相信无限差分的乘积及其校高极方幂可以略去,共理由只是因为这些差分
与棘低的序列相对比便消失了。他们的基本命题唯有依靠这一点,即依靠一
个乘积或方幂的微分是什么的规定,因为他们的全部理论学说都归结到这一
点。其余一部分是展开[函数或系列]的作用,一部分别是应用;可是有较高
兴趣的、或者说唯一有兴趣的东西,却实际上是在应用那一部分里,这以后
还要加以考察。——与现在问题有关的,我们在这里只是要举出初步的东西;
关于曲线的主要命题,也同样以无足轻重为理由而被采用,曲线的原素,即
纵横座标的增量,具有次切线(Sub—tangent)和纵横座标的相互比率;为
了取得相似三角形的目的,便将弧(它与以前有理由称为特殊的三角形的两
个增量构成一个三角形而是其第三边)认为是一条直线,是切线的一部分,
从而被认为是增量之一达到了切线。①这些假定一方面使那些规定高出于有限
大小的本性,但另一方面却又对现在称为无限的瞬刻应用了只适用于有限大
小的处理办法,在这样的办法里,没有东西可以因其无足轻重而省略掉。方
法所遭受的困难,在这样的办法里,仍然很厉害。
① 兰登(John Landen,1719—1790),英国数学家,著有《数学夜思集》,1755 年,等书。——原编者注
② 参看第122 页。
③ 费尔马(Pierre de Fcrmat,1601—1665),著有《数学运算的变数》,1679 年。——原编者注
④ 巴罗(Isaac Barrow,1630—1677),剑桥大学教授,著有《几何学讲义》, 1669 年,《光学讲义》,
1674 年。——原编者注
① 意思是说:弧本是曲线,但在无限小的情况下,却被当作了直线。——译者
这里须要举出牛顿的一个值得注意的办法(《自然哲学的数学原理》,
第二卷,第七命题后面的第二补助命题),——为了消除这种情况,即在求
微分时算术上不正确地省略无限差分的乘积或其较高极的乘积,便发明了一
种很有意思的把戏。从来用的微分,便很容易推导出商数、方幂等的微分,
而他是用以下的方式找到乘积的微分的。假如x,y 每个的无限差分都小一
半,共乘积就成为xy
xdy ydx dxdy
- - +
2 2 4
;假如让x 和y 有同样的增加,其
乘积就成为xy
xdy ydx dxdy
+ + +
2 2 4
。现在再从第二个乘积减去第一个乘积,
仍然剩余下ydx+xdy,而这是增长了整个dx 和dy 的剩余,因为这两个乘积
就是以这个增长而有区别的:所以这就是xy 的微分。——人们可以看出在这
种办法中,构成主要困难的那一项,即两个无限差分的乘积dxdy,由它本身
而消除了。但是虽然以牛顿的鼎鼎大名,也必须说这样的运算,尽管是很初
极的,却仍旧不正确;说( )( ) x ( )( )
dx
y
dx
x
dx
y
dx
+ + - - -
2 2 2 2
=(x+dx)(y
+dy)—xy,这是不正确的。只有为流量计算重要性找理由的这种需要,才
能够使一个像牛顿那样的人自己受到这种证明的欺骗。
牛顿用来推导微分的其他形式,是与原素及其方幂的具体的,和运动有
关的意义联系着的。使用系列形式也是他的方法的特征,在这里,其涵意是
税永远能够用增添更多的项来取得所需要的精密的大小,而省略掉的项则是
相对地无足轻重的,结果一般只是一种近似;在这里,好像他也不以这种理
由为满足,正如他在解高等方程时,用近似的方法,以较高方幂(这些方幂
是在替代已有方程中每一个找到了的但仍不精密的值之时所发生的)很微小
这样粗疏的理由而将它们省略掉那样:参看拉格朗日《数字方程》第125 页。
牛顿用省略重要的高级方幂来解决问题,他所犯的这个错误,使他的反
对者有机会用他们的方法战胜他的方法,拉格朗日在近著中(《解析函数论》,