十八世纪的微积分（一）

十八世纪微积分的内容大大扩展：1、产生新分支如微分方程、无穷级数、微分几何、变分法、复变函数等等；2、创造新一元、二元、多元函数，并推广微分、积分技巧到这些函数；3、补充微积分的逻辑基础。这一时期数学家在没有明确数学思想的指导下对微积分做了一些纯形式的处理，这些手段后来经历了批判性检查，并由此产生了伟大的思想线索。数学家大胆地占领了敌人的领土，必须要用更广阔、彻底、谨慎的行动以保卫这些暂时被控制的领域。

十八世纪还没有区分出代数和数分，因为人们没意识到需要极限的概念，也没看出使用无穷级数产生的问题，所以仍然认为微积分是代数的推广。

重点说下欧拉

欧拉（1707-1783）是十八世纪数学界的中心人物、占统治地位的理论物理学家，和阿基米德、牛顿、高斯齐名（四人被称为史上贡献最大的四位数学家）出生在牧师家庭，在巴塞尔大学读神学，十五岁大学毕业，前面说到伯努利兄弟曾在巴塞尔大学教书，欧拉常去听约翰伯努利授课（也就是1722年之前，约翰伯努利55岁时），约翰的儿子尼古拉斯伯努利（1695-1726）和丹尼尔伯努利（1700-1782）也成了欧拉的好友。欧拉18岁发表论文，19岁时因为一篇船桅论文获得了法国科学院奖金，由于没能得到巴塞尔教授的职位。1727年他前往圣彼得堡投靠伯努利兄弟（他们在1725年向圣彼得堡当局举荐欧拉，不幸的是尼古拉斯因气候寒冷去世。约翰伯努利把洛必达法则卖给洛必达，他的儿子丹尼尔则发明了伯努利定律，成为了家族最强科学家。）

再插播伯努利家八卦：1734年，丹尼尔与父亲约翰成为法国科学院院士，赢得了法国科学奖。这让他很高兴，但约翰认为跟儿子一起得奖一种侮辱，并且在愤怒中将丹尼尔驱逐出了家。约翰素质也太差了，小时候妒忌哥哥，长大了嫉妒儿子，没救了真的。

1733年丹尼尔回巴塞尔，欧拉接替了他的职位成为数学教授，并担负起领导数学院的重任，这一年冬天他结婚并在第二年迎来了他的长子，在圣彼得堡他做了数量惊人的工作，声望与日俱增，由于时局动荡，以及和圣彼得堡科学院顾问发生摩擦，1741年他接受普鲁士腓特烈大帝的邀请，开始了在柏林科学院的工作。期间他给普鲁士公主授课，内容涉及天文、物理、数学、哲学，后来以《给一位德国公主的信》为名发表。他应大帝要求研究了保险问题，设计改造运河。在柏林的25年间，他保留了圣彼得堡科学院院士身份，仍然提供了上百篇文章（他的论文一半用拉丁文在圣彼得堡出版，一半用法文在柏林出版），并为俄国培养人才。

1763年他跟腓特烈大帝关系恶化，卡捷琳娜女皇立刻邀请他回圣彼得堡科学院，1765-1766年欧拉与腓特烈大帝就财政问题爆发冲突，1766年7月他带着全家重返圣彼得堡。早在1735年他因过度劳累右眼失眠，回到俄国不久后左眼也失明了，人生最后的十七年是在全盲中度过的，但他记忆惊人，心算极强，失明后仍然做了许多成果，出版了更多著作。

欧拉在数学领域极为高产，主要领域是微积分、微分方程、曲线曲面的解析几何与微分几何、数论、级数、变分法。他将数学应用到物理中，创立了分析力学（与老的几何力学相对立）与刚体力学，他的潮汐理论和船舶设计都推动了航海发展；他在声学、光学、流体力学、热学方面都有贡献，对化学、地质学、制图学也有兴趣。

欧拉写了力学、代数、数分、解析几何与微分几何、变分法等方面的课本，在之后一百年起到了深远影响。除课本外，他平均每年能发八百篇独创性研究文章，如果全部出版将有74卷。

欧拉不像前辈笛卡尔、牛顿和后辈柯西那样开辟新的数学分支，但没有人能像他一样多产，人们可以在数学所有的分支找到他的名字：欧拉公式、欧拉多项式、欧拉常数、欧拉积分、欧拉线。

欧拉还是个喜欢孩子的父亲。他教育孩子，陪他们做游戏，给他们读圣经。他还和伏尔泰争论哲学，尽管他没有研究过哲学，总是被伏尔泰批评。

由于他品质高尚，晚年时期欧洲所有数学家都把他当作老师。1783年，他在讨论天王星轨道计算后因脑溢血逝世，正如孔多塞的悼词：“他停止了计算，也停止了生命。”

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伯努利家族与欧拉

伯努利家族