《数学的故事》(蔡天新)【文字版_PDF电子书_推荐】

内容简介:
在人类所有的发明中,数学和诗歌无疑是*古老的。可以说自从有了人类的历史,就有了这两样东西。如果说牧羊人计算绵羊的只数产生了数学,那么诗歌则起源于祈求丰收的祷告。无论数学还是诗歌,它们的故事和触角遍及人类社会的每一个角落,以及历史和生命的每一个瞬时。
《数学的故事》共分三辑,共讲述了20个如诗歌一般优美的数学故事。甲辑是中外或者东西合璧的7个数学故事;乙辑是8个有关数学家的故事,涉及10多位专业或业余的数学家;丙辑的故事围绕5个有趣的数学问题展开,深入浅出且具有一定的挑战性。
为引发同学们、老师们甚至家长们的喜爱,作者在以下几个方面做了努力:
可读性:语言质朴自然,生动有趣,留有余味。
可视性:图文并茂,有些插图是作者亲自在故事发生地拍摄的。
想象力:每则故事都不只是某一位数学家的故事,而是把不同年代、不同国度的数学家故事串联起来,还会涉及数学之外的其他学科。
前沿性:把少数有代表性的前沿数学问题穿插于故事之中,将这些深浅不一或原创的问题用栩栩如生的故事展示出来。
作者简介:
蔡天新
浙江台州人,曾是少年大学生,山东大学理学博士,浙江大学数学学院教授、博士生导师。同时是一位诗人、作家,旅行者、摄影师,近作有诗集《美好的午餐》《日内瓦湖》,随笔集《轻轻掐了她几下》《带着数字和玫瑰旅行》,旅行记《美国,天上飞机在飞》《里约的诱惑——回忆拉丁美洲》,摄影集《从看见到发现》,回忆录《我的大学》,主编《现代诗110首》(蓝、红、黄卷)、《漫游之诗》、《冥想之诗》。他的作品被译成20多种语言,并有英、法、西班牙语等外版着作10余种。
近年来,他应邀在海内外大中小学、图书馆、书店和企事业单位做过300多场公众讲座,先后在纪录片《西湖》、《南宋》里出镜解说并受邀参加博鳌论坛、央视《朗读者》节目和美国艾奥瓦大学国际写作计划。纽约、巴黎、剑桥、洛杉矶、法兰克福、墨西哥城、内罗毕等城市举办过他的诗歌朗诵会,他的摄影展先后在深圳、杭州、南京、郑州、合肥、上海、天津、休斯顿等城市举办。
他在上大学的路上第一次见到火车,如今足迹已遍及中国的每个省份和包括埃及、巴比伦、印度、腓尼基、迦太基、玛雅、印加、波斯和希腊等古文明所在地在内的100多个国家。2013年,他获得贝鲁特NajiNaaman诗歌奖。2015年,他入选“首届杭州十大创新人物”。2018年,他的着作《数学传奇》获得国家科学技术进步奖,《数学简史》获得吴大猷科学普及着作奖创作类佳作奖。
目 录:
序 言… III
甲辑 数学的故事 … 001
从大禹治水到丢勒画《忧郁》 …003
马可·波罗和阿拉伯数字的旅行 …014
公鸡、母鸡、雏鸡与兔子 …025
黄金分割与五角星的故事 …035
自行车的发明与黎曼几何学 …045
玄妙的统计:从诸葛亮借箭说起 …056
恩尼格玛,从戚继光到图灵 …066
乙辑 数学家的故事 … 077
第一个留名的泰勒斯 …079
畴人之家出身的祖冲之 …086
会造桥和打仗的秦九韶 …096
拿破仑与他的数学家师友 …107
皇帝、女皇与数学大咖 …119
婚礼,从婆什迦罗到拉曼纽扬 …127
冯·诺依曼的午餐和家教 …139
战俘营、棉花店与讲座教授 …150
丙辑 有趣的数学问题 … 161
阴阳完美数的故事 …163
埃及分数与狄多女王 …176
回文数与角谷猜想 …185
布丰的实验与蒙特卡罗 …194
堆球问题与开普勒猜想 …203
后 记… 213
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摘要:数学,这门古老而深邃的学科,常被视作冰冷符号与抽象定理的集合,然而蔡天新教授的《数学的故事》却以温润的笔触,揭开了其背后波澜壮阔的人文画卷。本书并非枯燥的公式堆砌,而是一场跨越千年的文明巡礼,从古巴比伦的泥板到当代的计算机算法,将数学的演进与哲学、艺术、战争乃至人类命运的起伏紧密交织。它引领读者穿越时空,与毕达哥拉斯、欧几里得、牛顿、高斯等巨匠对话,感受他们在探索真理时的狂喜与挣扎。全书以故事为经,以思想为纬,不仅生动还原了数学概念的诞生与嬗变,更深刻揭示了数学作为人类理性之光的独特魅力。这部作品既是一部写给大众的数学简史,也是一曲献给智慧与勇气的赞歌,让读者在领略数学之美的同时,重新审视世界运转的底层逻辑。
1、跨越时空的文明回响
《数学的故事》开篇便以一种宏阔的视角,将数学的起源置于人类文明初曙的背景下。蔡天新并未急于罗列公式,而是从尼罗河畔的丈量土地开始,讲述古埃及人如何因尼罗河每年泛滥后重新划分田亩的需要,催生了最初的几何学。这种源于生存需求的实用数学,在美索不达米亚平原上同样得到了印证,苏美尔人发明的六十进制系统,至今仍镌刻在我们计量时间的钟表上,成为文明延续的隐秘印记。
随着叙述的深入,希腊文明的理性光辉扑面而来。作者细致描绘了泰勒斯如何第一个将几何问题抽象化,而毕达哥拉斯学派则将数奉为宇宙的本原,其“万物皆数”的信念深刻影响了后世两千年的哲学与科学。书中特别提到欧几里得,这位亚历山大的学者以其《几何原本》构建了公理化的宏伟殿堂,这部著作的生命力之顽强,甚至超越了它所诞生的帝国,成为人类理性思维的永恒基石。
东方文明的数学智慧在书中同样占据着重要篇幅。从中国《九章算术》中蕴含的代数学思想,到印度人发明的“0”这一革命性符号,再到阿拉伯世界对希腊典籍的保存与对代数学的发展,数学的故事在此呈现出多元共生的壮丽图景。蔡天新巧妙地将这些看似孤立的事件串联起来,揭示了数学知识如何沿着丝绸之路与海上航路传播,最终汇聚成推动欧洲文艺复兴与科学革命的澎湃动力。
2、巨匠群像与思想激荡
本书的一大亮点,在于它并非平铺直叙地列举数学成就,而是浓墨重彩地描绘了那些创造历史的数学家们。作者笔下的阿基米德,不仅是一位在浴缸中高喊“尤里卡”的天才,更是一位面对罗马士兵的刀剑时,依然专注于沙盘上几何图形的殉道者。这种对真理的执着与生命的脆弱形成的强烈反差,让读者对数学精神有了更具温度的体认。
文艺复兴时期的数学星空更是群星璀璨。书中详细讲述了卡尔达诺如何在赌博与决斗中探索概率,同时又不惜违背誓言也要将三次方程解法公之于众的复杂心路。而笛卡尔则在病榻上,通过蜘蛛网的启发,将几何与代数融为一体,创立了解析几何,这一创举如同为数学王国绘制了一幅全新的地图,让运动与变化得以被精确描述。
进入近代,牛顿与莱布尼茨关于微积分发明权的论战,被作者以冷静客观的笔触重新梳理。这场旷日持久的争执背后,不仅是个人荣誉的争夺,更是两种不同数学哲学的交锋。而高斯这位“数学王子”的传奇人生,从三岁纠正父亲算账到完成《算术研究》,其孤傲与深邃并存的天才形象跃然纸上,他未发表的许多成果,如同埋藏在时间尘埃里的珍宝,令后人惊叹不已。
3、抽象之美与理性之魅
《数学的故事》并不回避数学的抽象性,反而以一种极具文学性的方式,向读者展示了这种抽象之美的魅力。作者在讲述非欧几何的诞生时,将罗巴切夫斯基与黎曼的勇敢探索,比作是在欧几里得坚固的堡垒上凿开了新的窗户,让弯曲的空间与多维的世界得以显现。这种对空间概念的颠覆,不仅改变了数学本身,更深刻地影响了爱因斯坦提出广义相对论的宇宙观。
书中对“无穷”这一概念的探讨尤为精彩。从古希腊芝诺的悖论,到康托尔创立集合论时面对的巨大非议,蔡天新揭示了人类心智在面对无限时既着迷又恐惧的复杂情感。康托尔那句“数学的本质在于它的自由”,成为了全书最具哲思光彩的注脚。作者通过讲述这些故事,让读者明白,数学的每一次重大突破,往往都伴随着对既有认知框架的勇敢挑战。
数学的对称性与简洁性,在书中关于群论的章节中得到了充分展现。伽罗瓦这位年仅二十一岁便死于决斗的天才,在决斗前夜写下的数学手稿,成为了后世数学家整整一个世纪的研究源泉。他创立的群论,不仅解决了高次方程的可解性问题,更为现代物理学中的对称性原理提供了语言。蔡天新以此为例,生动诠释了数学中那种超越时代、直抵事物本质的纯粹理性之美。
4、时代脉搏与未来启示
数学并非只是故纸堆里的学问,蔡天新在书中敏锐地捕捉了数学与当代科技发展的深刻联系。从图灵在二战中破解恩尼格玛密码,到冯·诺依曼构建计算机的架构,数学的思维工具成为了塑造信息时代的关键力量。书中讲述了图灵这位天才数学家,如何以其深刻的逻辑思考,不仅奠定了计算机科学的理论基础,更在生命的最后阶段,勇敢地面对社会对个人身份的偏见。
在探讨数学与艺术的关系时,作者展现了其跨学科的广博学识。从黄金分割在建筑与绘画中的广泛应用,到埃舍尔画作中蕴含的彭罗斯阶梯与莫比乌斯环,数学的抽象概念在艺术家的手中化作了视觉的奇观。蔡天新甚至分析了巴赫的音乐赋格中隐藏的对位法,这种将数学的对称、递归与艺术的美感相结合的分析,让读者意识到,数学与艺术其实是人类心智追求和谐与秩序的两条不同路径。
最后,作者将目光投向了当代数学的未解之谜与前沿方向。从黎曼猜想到庞加莱猜想,从混沌理论到分形几何,书中对这些当代数学的核心问题进行了深入浅出的介绍。蔡天新并未给出答案,而是鼓励读者保持好奇心与探索精神。他提醒我们,数学的故事远未结束,每一个时代都有属于它的数学挑战,而人类对真理的追求,正是推动文明不断前行的最深层动力。
总结:
通览全书,《数学的故事》成功地将一部看似艰深的学科史,转化为一场充满人文温度与思想激情的智慧之旅。蔡天新以其深厚的学术底蕴和优美的文学笔触,打破了学科之间的壁垒,让读者在理解数学概念演进的同时,更能感受到那些伟大心灵在面对未知时的勇气与执着。这本书的价值不仅在于知识的普及,更在于它重新激活了我们对于理性之美的好奇心,让数学不再是令人望而生畏的符号迷宫,而成为映照人类文明进程的一面明镜。
从古埃及的几何测量到现代计算机的二进制世界,数学始终是人类理解自然、改造世界的核心工具。蔡天新教授通过一个个鲜活的故事,向我们证明:数学的每一次进步,都是人类思想史上的一次伟大飞跃。这本书不仅适合数学爱好者阅读,更适合每一个希望理解世界运行规律的求知者。它让我们看到,在冰冷的公式背后,隐藏着的是人类最炽热的智慧之火与最深邃的精神追求。
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