《微积分的力量》(从宇宙的深奥谜题,到科技的发明创造,再到日常的衣食住行,微积分的力量无处不在。教师、学生、你和我,都会因为这本书而受益匪浅。)史蒂夫·斯托加茨【文字版_PDF电子书_推荐】

| 书名:微积分的力量 作者:【美】史蒂夫·斯托加茨(StevenStrogatz) 出版社:中信出版集团 译者:任烨 出版日期:2021-1 页数:380 ISBN:9787521723298 | 8.8 豆瓣评分 | 孔网购买 | 点击喜欢 | 全网资源sm.nayona.cn |
内容简介:
微积分是人类历史上的伟大思想成就之一,也是数学领域不可或缺的一个重要分支。除此之外,我们更应该关注的事实是:如果没有微积分,人类就不可能发明电视、微波炉、移动电话、GPS、激光视力矫正手术、孕妇超声检查,也不可能发现冥王星、破解人类基因组、治疗艾滋病,以及弄明白如何把5 000首歌曲装进口袋里。
在人类文明进程中的这些具有里程碑意义的发明和发现背后,微积分究竟扮演了什么样的角色?围绕曲线之谜、运动之谜和变化之谜,毕达哥拉斯、阿基米德、伽利略、开普勒、牛顿、莱布尼茨、爱因斯坦、薛定谔等如何用微积分的“钥匙”打开了宇宙奥秘之“锁”?这些谜题的解决方案对人类文明的进程和我们的日常生活又产生了什么样的深远影响?
在《微积分的力量》书中,应用数学家兼“导游”斯托加茨将用一种“讲故事”和“看展览”的方式为你一一揭晓答案。“我们不必为了理解微积分的重要性而学习如何做运算,就像我们不必为了享用美食而学习如何做佳肴一样。我将借助图片、隐喻和趣闻逸事等,尝试解释你们需要了解的关于微积分的知识。我也会给你们介绍有史以来颇为精致的一些方程和证明,就像我们在参观画展的时候不会错过其中的代表作一样。”
在高中和大学时期,尽管我们中的许多人都对这门课程退避三舍,但斯托加茨用一种新颖独特和接地气儿的方式给我们讲述了微积分的历史。相信在读完《微积分的力量》后,我们都会对微积分有更加立体生动的认知,就像欣赏名画、名曲那样发现微积分之美。
作者简介:
美国康奈尔大学应用数学系教授、知名教师和数学家。他为《纽约时报》《纽约客》写作数学博客,也是美国科普电台、《科学星期五》的常驻嘉宾。他的主要代表作有《x的奇幻之旅》。他目前住在纽约伊萨卡。
目 录:
引言 // 001
写给每个人的微积分读物 // 002
由微积分主宰的世界 // 004
微积分不只是一种语言 // 006
不合理的有效性 // 007
无穷原则 // 008
石巨人与无穷 // 010
曲线、运动和变化 // 011
第1章无穷的故事//019
作为桥梁的无穷 // 023
比萨证明 // 024
极限与墙之谜 // 028
0.333…的故事 // 030
无穷多边形的故事 // 032
无穷的魅力和危险 // 033
除数为 0 的禁忌 // 034
实无穷之罪 // 036
芝诺悖论 // 037
芝诺悖论走向数字化 // 040
当芝诺悖论遇上量子力学 // 042
第2章驾驭无穷的勇士//047
夹逼法与圆周率 // 051
圆周率之道 // 055
立体主义与微积分 // 057
奶酪论证 // 062
阿基米德方法 // 065
从计算机动画到面部手术 // 074
探索运动之谜 // 079
第3章运动定律的探索之旅//081
亚里士多德的世界观 // 084
伽利略出场 // 088
下落、滚动与奇数定律 // 090
科学极简主义的艺术 // 093
从摆动的吊灯到GPS // 095
开普勒与行星运动之谜 // 102
开普勒定律:椭圆轨道 // 105
开普勒第二定律:相等的时间,相等的面积 // 107
开普勒第三定律:行星的公转周期 // 109
开普勒与伽利略的异同点 // 110
阴云密布 // 112
第4章微分学的黎明//115
代数在东方的崛起 // 118
代数的兴起与几何学的衰落 // 119
代数与几何学的邂逅 // 121
方程与曲线 // 124
在一起,会更好 // 126
费马vs笛卡儿 // 126
寻找失传已久的发现方法——分析 // 129
行李箱的优化问题 // 131
费马如何帮助了美国联邦调查局? // 135
短时间原理 // 142
关于切线的争论 // 146
近在眼前的应许之地 // 149
第5章微积分的十字路口//151
函数的作用 // 155
幂函数 // 156
指数函数 // 157
10 的次方 // 158
对数 // 161
自然对数及其指数函数 // 164
指数增长与指数式衰减的机制 // 167
第6章变化率和导数//171
微积分的三大核心问题 // 175
线性函数及其恒定的变化率 // 178
非线性函数及其不断变化的变化率 // 182
作为昼长变化率的导数 // 186
作为瞬时速度的导数 // 191
第7章隐秘的源泉//199
面积、积分和基本定理 // 202
运动使基本定理更直观 // 203
恒定的加速度 // 206
用油漆滚筒证明基本定理 // 210
基本定理的意义 // 213
积分学的圣杯 // 214
局部vs整体 // 219
一个孤寂的男孩 // 221
玩转幂级数 // 223
混搭大师 // 228
私密的微积分 // 229
第8章思维的虚构产物//233
眨眼之间 // 237
无穷小量 // 238
2.001 的立方 // 240
微分 // 242
微分求导法 // 243
通过微分推导出基本定理 // 245
莱布尼茨是如何发现微分和基本定理的? // 248
在微积分的帮助下对抗HIV // 255
第9章宇宙的逻辑//263
自然的逻辑 // 267
二体问题 // 272
牛顿力学与《隐藏人物》 // 275
牛顿微积分与《独立宣言》 // 276
连续体与离散集 // 278
常微分方程与偏微分方程 // 279
偏微分方程与波音 787 客机 // 282
无处不在的偏微分方程 // 285
第10 章波、微波炉和脑成像//287
弦理论 // 292
为什么是正弦波? // 296
振动模态的可视化:克拉德尼图形 // 299
值得尊崇的勇气 // 301
微波炉 // 302
为什么微波炉初被称作雷达灶? // 303
CT与脑成像 // 304
第11 章微积分的未来//311
DNA的缠绕数 // 315
决定论及其局限性 // 318
非线性 // 320
混沌 // 322
庞加莱图 // 324
走上战场的非线性 // 326
微积分与计算机联盟 // 327
复杂系统与高维诅咒 // 328
计算机、人工智能和洞察力之谜 // 332
结语 // 337
小数点后 8 位 // 337
发现正电子 // 339
可以理解的宇宙 // 341
致谢 // 345
注释 // 349
浏览器不支持脚本!
摘要:《微积分的力量》是一本将抽象数学与现实世界紧密连接起来的优秀科普读物。作者史蒂夫·斯托加茨以生动流畅的语言,带领读者走进微积分的奇妙世界,让许多人望而生畏的数学知识变得亲切而易懂。从天体运行的规律,到现代科技的发展;从自然界的变化过程,到人们日常生活中的各种现象,微积分始终发挥着不可替代的重要作用。书中不仅讲述了微积分的发展历史和核心思想,还通过大量贴近生活的案例展示了数学如何帮助人类认识世界、改造世界。无论是正在学习数学的学生,还是希望拓宽知识视野的普通读者,都能从书中获得启发。它让人们明白,微积分不仅是一门学科,更是一种观察世界、理解变化和解决问题的重要工具。阅读这本书,不仅能够感受到数学之美,更能够体会到人类智慧不断探索未知领域的伟大历程。
揭开宇宙运行奥秘
宇宙中的许多现象看似神秘莫测,但在微积分的帮助下,人类逐渐揭开了其中隐藏的规律。《微积分的力量》从引人入胜的故事切入,让读者了解数学是如何帮助科学家理解宇宙运行机制的。那些遥远星球的运动轨迹、恒星的演化过程以及引力作用的变化,都离不开微积分的支持。
在历史发展过程中,科学家通过研究变化率与累积量,建立起描述自然规律的数学模型。微积分的诞生让人们第一次能够精准预测天体的位置和运动状态,这种能力极大推动了现代天文学的发展。书中通过浅显易懂的方式,展示了数学与天文学之间深刻而紧密的联系。
作者特别强调,微积分并非只是复杂公式的堆砌,而是一种理解连续变化的思想工具。正是借助这种思想,人类才能够从纷繁复杂的数据中发现规律,并进一步解释宇宙中的各种现象。对于普通读者而言,这种认识具有极大的启发意义。
从行星绕太阳运行,到彗星划过夜空,再到宇宙膨胀理论的发展,微积分都发挥着关键作用。阅读这些内容时,人们不仅能够感受到科学探索的魅力,也能够理解数学在认识自然中的巨大价值。
推动科技创新发展
现代科技的快速进步,与微积分的发展和应用密不可分。《微积分的力量》通过大量案例说明,许多改变世界的技术成果背后,都隐藏着微积分的身影。从交通运输到通信网络,从计算机系统到人工智能,数学始终是技术创新的重要基础。
工程师在设计桥梁、飞机和高楼时,需要精确计算各种力的变化情况。微积分能够帮助他们分析结构受力、预测运行状态,并确保工程安全可靠。如果缺少这种工具,现代工程建设将难以达到今天的高度。
在信息技术领域,微积分同样扮演着重要角色。许多算法的优化过程都依赖于求导和极值分析。无论是搜索引擎的运行机制,还是机器学习模型的训练过程,都离不开微积分提供的方法支持。作者将这些复杂内容转化为通俗故事,使读者能够轻松理解其实际意义。
科技发展的历史表明,每一次重大突破背后都伴随着数学工具的进步。微积分不仅帮助科学家解决已有问题,更不断创造新的研究方向。它已经成为现代文明运行的重要支柱之一。
融入生活点滴之中
很多人认为微积分距离日常生活十分遥远,但《微积分的力量》恰恰证明了相反的观点。实际上,人们每天接触的许多现象都与微积分密切相关,只是平时没有意识到而已。
例如天气预报的生成过程,需要对大量气象数据进行分析和计算。空气流动、温度变化以及降水形成等复杂过程,都需要借助数学模型来模拟。而这些模型的核心部分往往建立在微积分理论基础之上。
在医疗健康领域,药物在人体中的扩散速度、疾病传播趋势以及医疗设备的设计优化,也都广泛应用微积分方法。正因为这些技术不断进步,人们才能获得更加精准和高效的医疗服务。
经济活动同样离不开微积分。企业分析市场变化、制定生产计划以及预测未来趋势时,常常需要研究增长率和变化规律。书中通过生活化案例说明,即便是不从事科学研究的人,也会在无形中享受微积分带来的便利和成果。
展现数学思维魅力
除了介绍具体应用之外,《微积分的力量》更重要的价值在于展示数学思维的独特魅力。作者并没有将重点放在公式推导上,而是通过丰富的故事和历史背景,引导读者理解数学思想形成的过程。
微积分最核心的特点在于研究变化。现实世界中的绝大多数事物都处于不断变化之中,而微积分正是描述这种变化的重要语言。通过学习这种思维方式,人们能够更加深入地理解事物发展的规律。
书中还讲述了许多科学家和数学家的探索经历。他们面对未知问题时所表现出的好奇心、创造力以及坚持精神,为读者展现了科学发展的真实面貌。这些故事不仅增加了阅读趣味,也让数学变得更加有人情味。
对于学生而言,这本书有助于打破对数学的畏惧心理。对于教师而言,它提供了更加生动的教学素材。对于普通读者而言,它则是一扇通往科学世界的大门。通过阅读,人们能够认识到数学不仅是考试中的学科,更是一种认识世界的方法。
总结:
《微积分的力量》成功地将深奥的数学知识转化为人人都能理解的科学故事。它从宇宙探索、科技创新、社会发展以及日常生活等多个角度,全面展示了微积分在人类文明进步过程中的重要作用。读者不仅能够了解微积分的基本思想,还能够认识到数学与现实世界之间密不可分的联系。
这本书最大的魅力在于激发思考。它让人们看到,数学并不是冰冷的符号和公式,而是一种充满创造力和想象力的智慧工具。无论是学生、教师还是普通读者,都能够从中获得新的知识启发和思维提升,进一步感受科学探索带来的无限魅力。
本文由nayona.cn整理
联系我们

关注公众号

微信扫一扫
支付宝扫一扫 