Método de las Fluxiones y de las Series Infinitas, Isaac Newton

[Methodus fluxionum et seriarum infinitarum]. Obra de Isaac Newton (1642-1727), compuesta con fines didácticos, en 1671, a instancias de su maestro y amigo Isaac Barrow, que — a lo que parece — quería hacerla imprimir como apéndice a la traducción latina del tratado de álgebra de un holandés llama­do Kuckhuysen.

Pero como aquel proyecto no fue realizado, el trabajo permaneció inédito hasta 1736. Forma parte de un gru­po de importantes escritos, los cuales con­tienen las contribuciones de Newton a la constitución del cálculo infinitesimal, es­critos que, junto con ciertos trozos de los Principios matemáticos (v.), comprenden la memoria Analysis per aequationes nu­mero terminorum infinitas (1666) y otra titulada Tractatus de quadratura curvarum (1665-66), además de las hojas publicadas en 1712 con el título Método diferencial y algunas cartas, entre las cuales son par­ticularmente importantes las escritas a Leibniz (13 de junio y 24 de agosto de 1676), y a Wallis (27 de agosto y 7 de septiembre de 1692). La contribución al análisis infi­nitesimal, que aquí consideramos, no puede ser entendida sin una breve referencia a la polémica de prioridad que se desarrolló entre el mismo Newton y Leibniz. Hoy, sin embargo, es necesario reconocer que no hicieron sino llevar a término una direc­ción del pensamiento matemático ya anti­guamente seguida por Eudoxio y Arquímedes, y entonces recientemente llevada a mayor desarrollo por obra de Cavalieri, Torricelli, Wallis, Fermat y Kepler.

Newton (como Leibniz) tuvo el mérito de indicar un constante procedimiento de cálculo que, por medio de las dos operaciones de la di­ferenciación y la integración, permitía re­solver muchas cuestiones de álgebra, de geometría y de física, cuestiones de las que no son sino ejemplos particulares los clá­sicos problemas que absorbían la atención de los contemporáneos, relativos a la in­vestigación de los máximos y mínimos, de las tangentes, de las áreas y volúmenes. Newton y Leibniz explicaron también la relación entre las operaciones con integra­les y diferenciales, y enseñaron a realizar unas y otras con un mecanismo constante en los casos más sencillos. Cierto es que de los métodos sustancialmente equivalentes — llamado uno de las «fluxiones» y el otro de los «diferenciales» —, el segundo, el de Leibniz, se acercó mucho más al fin pro­puesto, que era precisamente el de un ma­yor esquematismo y sencillez en la solución de los problemas. Y esto lo consiguió prin­cipalmente gracias a la introducción de un adecuado simbolismo en que figuran tam­bién los conocidos signos de integral y de diferencial, debidos a Leibniz; mientras que, por el contrario, los procedimientos de Newton, más complicados, no se prestaban al uso común, de manera que éste no apli­có el método de las fluxiones, expuesto en el escrito a que nos referimos, en sus cé­lebres Principios, donde todas las investi­gaciones en que interviene el infinito son, en cambio, llevadas a cabo con el método de límites fundado en el dilema: «Si la diferencia de dos cantidades se hace, en un tiempo finito, menor que otra cualquiera pequeña cantidad, a voluntad, las dos can­tidades dadas acaban por convertirse en iguales entre sí».

El propio Newton reco­noce que este método es el mismo usado por Cavalieri en su Geometría de los indi­visibles. El Método de las fluxiones contie­ne cuanto Newton había publicado en la memoria Analysis per aequationes etc., an­tes citada. Mediante desarrollos en serie de funciones (obtenidos generalizando los pro­cedimientos usados en aritmética para rea­lizar la división o extraer la raíz cuadrada) consigue calcular el área de la hipérbola o del círculo. Al mismo método recurre también para la rectificación de la circun­ferencia. Estos desarrollos en serie son las premisas de que Newton se sirve en el curso de su escrito, que comprende con­ceptos nuevos no publicados todavía en el opúsculo de 1666. Ahora, él, en efecto, de­fine las «fluxiones» y las «fluentes» (las derivadas y las integrales, podríamos decir, usando el lenguaje moderno) y enuncia los dos problemas inversos (y fundamenta­les para el cálculo infinitesimal) de su bús­queda. dando ya algunas reglas importantes de cálculo. Finalmente pasa a aplicar el nuevo método de las fluxiones a la reso­lución de problemas clásicos: investigación de los valores máximos y mínimos de las funciones de una variable, construcción de las tangentes a una curva de determinada ecuación, medida de las «curvaturas», in­vestigación de- los puntos de inflexión, las áreas y las longitudes de determinadas ra­mas de curvas, incluyendo todas las cur­vas especiales conocidas en aquel tiempo.

En cuanto a los máximos y mínimos, él no señala todavía un criterio para distinguir unos de otros, criterio que aparecerá, en cambio, en las Obras matemáticas (v.) de Fermat. Newton—a diferencia de Leibniz— no introduce un simbolismo nuevo adaptado a sus fines, como lo hace, en cambio, en su Tratado sobre la cuadratura de las cur­vas, complemento de la precedente memo­ria, que no fue editado hasta 1704 en apén­dice a Su óptica. En este tratado resultan mejor aclarados los precedentes conceptos de Newton que acabamos de exponer: New­ton comienza considerando todas las cur­vas como generadas por el movimiento de un punto. La velocidad del movimiento del punto es la «fluxión» (o derivada) del arco de la curva descrito por el punto, y, recí­procamente, el arco es la «fluente» (inte­gral) de la velocidad. Llega después al teo­rema fundamental que establece la «flu­xión» (derivada) de xn siendo n entero y positivo. El método no es sustancialmente diverso del seguido todavía hoy en los tra­tados comunes de cálculo, y está fundado sobre la célebre fórmula del binomio lla­mado precisamente de Newton. A diferen­cia de los actuales, los símbolos empleados por Newton para las derivadas sucesivas no son x\ x”, x’”… sino x‘, x”, x”\.. Ob­servemos que, en este escrito, Newton nota explícitamente el parentesco entre su «mé­todo de las fluxiones» y el de los «indivi­sibles» de Cavalieri.

U. Forti