現在還是來說關於運動的現象。有一條大路或是一條小槽,在那條路上麵有一個輪子正轉動著,或是在這小槽裏邊有一個小球正滾著。倘若我們想找出它們運動的法則,並且要計算出它們在進行中的速度,比前麵的還要精密些的方法,究竟有沒有呢?
將就以前說過的例子,本來也可以再討論下去,不過為著簡便起見,我們無妨將那個做例子的特別的情形放到一般的情況。用一條線表示路徑,用些點來表示在這路上運動的東西。這麽一來,我們所要研究的問題,就變成一個點在一條線上的運動的法則和這個點在進行中的速度了。
爽性更簡單些,就用一條直線來表示路徑:這一條直線從O點起,它無限地向著箭頭所指示的方向延長出去。
在這條直線上,依著同一方向,有一點P連續地運動,它運動的起點也就是O。這一個盡管動得不停的P點,我們能夠知道它在那直線上的位置嗎?是的,隻要我們知道在每個時間t,這個動著的P點間隔O點多遠,那麽,這位置也就能確定了。
和從前的例子一樣,連續運動在空間的徑路是時間的一個連續函數。
先假定這個函數是已經知道了的,不過這並不能就解決了我們所要討論的問題。我們還不知道在這運動當中,P點的速度究竟是怎樣,也不知道這速度有些什麽變化。這樣一把你提醒,你將要失望了,將要皺眉頭了,是不是?
且慢慢地,你不用著急,我們請出一件法寶來幫助一下,這些問題就迎刃而解了!這是一件什麽法寶呢?以後你就可以知道的,先隻說它的名字叫著“導數法”。它真是一件法寶,它便是數學園地當中,掛有“微分法”這個匾額的那座亭台的基石。
“運動”本來不過是從時間和空間的關係的變化認識出來的。不是嗎?你倘若老是把眼睛閉著,盡管你心裏隻是不耐煩,覺得時間真難熬,大有度日如年之感,但是一隻花蝴蝶在你的麵前蹁躚地飛著,上下左右地回旋,你哪會知道它在這麽有興致地動呢?原來,你閉了眼睛,你麵前的空間有怎樣的變化,你真是茫然了。同樣地,倘使空間盡管有變化,但你根本就沒有時間的感覺,你也沒有法子理解“運動”是怎麽一回事!