斐波那契的兔子:改變數(shù)學(xué)的50 個發(fā)現(xiàn) 版權(quán)信息
- ISBN:9787557697402
- 條形碼:9787557697402 ; 978-7-5576-9740-2
- 裝幀:一般輕型紙
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斐波那契的兔子:改變數(shù)學(xué)的50 個發(fā)現(xiàn) 本書特色
★精選數(shù)學(xué)史上50個變革性突破,快速了解它們的發(fā)現(xiàn)、探索和解答過程,發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)與日常的緊密聯(lián)系,原來生活中使用的數(shù)學(xué)這樣出現(xiàn):“阿拉伯?dāng)?shù)字”其實(shí)起源于古印度,簡單的勾股定理歷經(jīng)了千年證明,天花板上的蒼蠅啟發(fā)坐標(biāo)系的誕生…… ★以時間為序,回溯數(shù)學(xué)的發(fā)展歷程;用數(shù)學(xué)家串聯(lián),構(gòu)建從古到今的數(shù)學(xué)發(fā)展脈絡(luò)。代數(shù)、統(tǒng)計、幾何……無論對哪一門類感興趣,都能在這本書中找到回應(yīng);遇見斐波那契、牛頓、笛卡兒、圖靈等人類歷史上的杰出頭腦,從這些拓荒者和創(chuàng)新者事跡中獲得新知。 ★用通俗語言描述偉大發(fā)現(xiàn),快速輕松讀懂?dāng)?shù)學(xué)的樂趣。再現(xiàn)與這些發(fā)現(xiàn)相關(guān)的時代背景、軼聞趣事,從此數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)史都不再艱深難讀,適合科普愛好者、學(xué)生入門啟蒙。 ★后現(xiàn)代風(fēng)格插畫,活潑醒目、不拘一格,讓人過目難忘。全彩四色印刷,創(chuàng)意拼貼風(fēng)格,一本既潮又酷的趣味數(shù)學(xué)史!
斐波那契的兔子:改變數(shù)學(xué)的50 個發(fā)現(xiàn) 內(nèi)容簡介
1分鐘為什么有60秒?兩千多年前的人如何測量地球的周長?計算機(jī)與程序員的真正鼻祖分別是誰?猴子多了就能寫出莎士比亞嗎?一只蝴蝶如何引發(fā)龍卷風(fēng)?……本書從科學(xué)史的角度,依照時間順序介紹了有史以來具有突破性的50個重大數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)。這些發(fā)現(xiàn)不僅是數(shù)學(xué)這門學(xué)科的飛躍,也影響著人類生活和世界科技的發(fā)展:從遠(yuǎn)古人類在骨頭上留下的計數(shù)刻痕,到只需按下按鈕就能自行運(yùn)算的機(jī)器,現(xiàn)代社會的幾乎每一個進(jìn)程和模式都以數(shù)學(xué)為核心。在這些問題的發(fā)現(xiàn)、探索和解決中,數(shù)學(xué)的純粹和邏輯之美盡數(shù)體現(xiàn)。不論你感興趣的是算術(shù)、幾何、統(tǒng)計、邏輯學(xué)還是計算機(jī)科學(xué),這本書都能讓你找到許多有趣且深具啟發(fā)性的解答。翻開這本書,你就能進(jìn)入這個用頭腦構(gòu)建出的世界,感受數(shù)學(xué)家們的奇思妙想。
斐波那契的兔子:改變數(shù)學(xué)的50 個發(fā)現(xiàn) 目錄
引言
1. 摸索前行:公元前20000—公元前400年
約公元前20000年 伊尚戈骨上刻的是什么?——遠(yuǎn)古人類
公元前20000—前3400年 為什么是數(shù)到“10”?——遠(yuǎn)古人類
約公元前2700年 為什么1分鐘有60秒?——蘇美爾人
約公元前1650年 可以化圓為方嗎?——古埃及人、古希臘人
約公元前1500年 埃及分?jǐn)?shù)怎么表示?——古埃及人
約公元前530年 何為證明?——畢達(dá)哥拉斯
約公元前400年 無限有多大?——古希臘人
2. 問題和解題:公元前399—公元628年
約公元前300年 誰需要邏輯?——?dú)W幾里得
約公元前300年 質(zhì)數(shù)有多少?——?dú)W幾里得
約公元前250年 何為π ?——阿基米德
約公元前240年 地球有多大?——埃拉托色尼
約公元250年 代數(shù)之父多少歲?——亞歷山大城的丟番圖
約公元628年 何為無?——婆羅摩笈多
3. 兔子與現(xiàn)實(shí):公元629—1665年
約公元820年 不用數(shù)字能運(yùn)算嗎?——阿爾-花剌子模
1202年 有多少只兔子?——斐波那契
1572年 數(shù)字都是實(shí)數(shù)嗎?——拉斐爾·邦貝利
1614年 如何用骨頭做加法?——約翰·奈皮爾
1615年 酒桶有多大?——約翰內(nèi)斯·開普勒
1637年 何為笛卡兒坐標(biāo)?——笛卡兒
1653年 何為概率?——布萊士·帕斯卡
1665年 如何計算寸步之速?——艾薩克·牛頓、戈特弗里德·萊布尼茨
4. 彌合數(shù)學(xué)中的鴻溝:1666—1796年
1728年 何為歐拉數(shù)?——萊昂哈德·歐拉
1736年 你能一次性走完7座橋嗎?——萊昂哈德·歐拉
1742年 偶數(shù)能被分成質(zhì)數(shù)嗎?——克里斯蒂安·哥德巴赫
1752年 如何計算流量?——丹尼爾·伯努利
1772年 浩瀚宇宙,何處停留?——約瑟夫-路易·拉格朗日
1796年 螞蟻知道自己在球上嗎?——卡爾·弗里德里希·高斯
5. 救生、邏輯和實(shí)驗(yàn):1797—1899年
1807年 波如何導(dǎo)致溫室效應(yīng)?——讓-巴普蒂斯·傅里葉
1815年 振動如何產(chǎn)生圖案?——瑪麗-索菲·熱爾曼
1832年 何以為解?——埃瓦里斯特·伽羅瓦
1837年 機(jī)器能制表嗎?——查爾斯·巴貝奇、阿達(dá)·洛芙萊斯
1847年 何為思維定律?——喬治·布爾
1856年 統(tǒng)計數(shù)據(jù)如何救死扶傷?——弗洛倫斯·南丁格爾
1858年 幾個側(cè)面和幾條邊?——奧古斯特·莫比烏斯、約翰·本尼迪克特·利斯廷
1881年 歸入哪個圓?——約翰·維恩
1899年 為什么存在混沌系統(tǒng)?——亨利·龐加萊
6. 在思想和宇宙中:1900—1949年
1913年 猴子多了就能寫出莎士比亞嗎?——埃米爾·博雷爾
1918年 能量始終守恒嗎?——艾米·諾特
1918年 的士數(shù)趣味知多少?——斯里尼瓦瑟·拉馬努金
1928年 取勝的*佳方法?——約翰·馮·諾依曼
1931年 是否完備?——庫爾特·哥德爾
1948年 何為反饋回路?——諾伯特·維納
1948年 傳輸信息的*佳方式?——克勞德·香農(nóng)
1949年 該不該改變策略?——約翰·納什
7. 現(xiàn)代計算機(jī)時代:1950 年至今
1950 年 機(jī)器能解決所有問題嗎?——艾倫·圖靈
1963 年 蝴蝶如何引發(fā)龍卷風(fēng)?——愛德華·洛倫茲
1974 年 飛鏢和風(fēng)箏鋪就了什么?——羅杰·彭羅斯、莫里茨·科內(nèi)利斯·埃舍爾
1994 年 費(fèi)馬真的證明了嗎?——安德魯·懷爾斯
2014 年 物體如何沿曲面運(yùn)動?——瑪麗亞姆·米爾扎哈尼
2018 年 何為盾狀棱柱?——佩德羅·戈麥斯·加爾韋茲等
名詞表
斐波那契的兔子:改變數(shù)學(xué)的50 個發(fā)現(xiàn) 節(jié)選
為什么1分鐘有60秒? 蘇美爾的六十進(jìn)制 我們生活在一個十進(jìn)制的世界中。這個世界到處都是數(shù)十、成百、上千、幾百萬的整數(shù)。那為什么那么多日常生活中的基本單位都能被6整除呢?比如,白天有12 個小時、1 小時有60分鐘、圓周角度數(shù)是360°等。這僅僅是有些尷尬的歷史遺留問題,還是說它們背后有更待深入探討的原因? 楔形數(shù)字 六十進(jìn)制, 或者說以60為基數(shù)的數(shù)字系統(tǒng), 起源于四五千年前美索不達(dá)米亞的蘇美爾古代文明。蘇美爾的數(shù)學(xué)也許是當(dāng)時*復(fù)雜的數(shù)學(xué)。盡管其他文明的數(shù)學(xué)可能同樣發(fā)展得不錯,但是大家都知道,蘇美爾人對數(shù)學(xué)有更專業(yè)的追求。他們將數(shù)學(xué)刻在石頭上,更確切地說是泥板上。 蘇美爾人發(fā)明了*早的一種書寫系統(tǒng)。為了記錄語言和數(shù)學(xué),他們在潮濕的泥板上用叫作“stylus”的桿子做好楔形的記號,然后在太陽底下將泥板晾干曬硬,上面承載的信息便得以永久保存。形狀使然,人們將這些記號命名為楔形文字(cuneiform)。這個詞來源于拉丁語中的“cuneus”(楔子)一詞。 蘇美爾的數(shù)字符號并不復(fù)雜,僅由豎劃記號和箭頭記號組合而成。單個豎劃記號表示1,代表一個單位;兩個標(biāo)記表示2,三個標(biāo)記表示3,依此類推。不過,單個豎劃記號根據(jù)位置不同可以分別表示1、60或3 600。其中的數(shù)字,表達(dá)起來少不了60的倍數(shù)。比如,124這個數(shù)字就表示為兩個60的記號加上4個單獨(dú)的單位記號。 為什么是60? 也就是說,蘇美爾的數(shù)字系統(tǒng)和羅馬數(shù)字有點(diǎn)兒像,只不過這個系統(tǒng)基于六十進(jìn)制而非十進(jìn)制。但是為什么是60呢?長期以來,數(shù)學(xué)家一直想對這一問題做出理論解釋,但并沒有得到確切的答案。公元4世紀(jì),亞歷山大城的塞翁提出這是因?yàn)?0是能同時被1、2、3、4和5整除的*小數(shù)字,所以因數(shù)的數(shù)量*大化了。但是與60一樣,還有其他數(shù)字也有很多因數(shù)。 出生于奧地利的美籍科學(xué)史學(xué)家奧托·紐格鮑爾則認(rèn)為,六十進(jìn)制是從蘇美爾的度量衡中發(fā)展而來的。以60為基數(shù)的話,人們輕易就能將商品等分為兩半、3份、4份和5份。然而,也有人覺得可能恰好相反,不是度量衡影響了數(shù)字系統(tǒng),而是數(shù)字系統(tǒng)決定了度量系統(tǒng)。 還有些人認(rèn)為,一切答案都在星空中。那時的夜空非常晴朗,而且人們晚上也無所事事。蘇美爾人都是狂熱的觀星者,他們在星空中尋找圖案,為**個星座取名。他們的日歷也因觀星誕生——星圖每晚都會產(chǎn)生細(xì)微的變化,一年后*終回到同一位置。 蘇美爾人以這種方式得出一年有365天。19世紀(jì)的德國數(shù)學(xué)家莫里茨·康托爾決定將其近似計為360,然后除以6(一個圓要分成6份很容易),以此與六十進(jìn)制相符。這個猜想不無道理。一年如果是360天,就可以輕易分成12個月,每個月30天,同時還可以解釋為什么我們的圓周角是360度。但這僅僅也是猜測。 也許以60為基數(shù)的數(shù)字系統(tǒng)僅僅來源于手指計數(shù)。但是有證據(jù)表明,美索不達(dá)米亞人用手指計數(shù)的方法完全不同。你先抬起一只手,用拇指計算4根手指的3節(jié),從而得到12。每計算一次12,你需要彈動另一只手的拇指,然后是4根手指,從而得到5倍的12或60。一旦你掌握了這種計數(shù)方法,算起數(shù)來非常簡便、快捷。 以60為基數(shù)的計算優(yōu)勢 無論這一數(shù)字系統(tǒng)是怎么來的,60都可以被許多因數(shù)整除,這為蘇美爾人研究一些非常復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題奠定了基礎(chǔ)。2017年,以戴維·曼斯菲爾德為首的澳大利亞數(shù)學(xué)家們聲稱,終于破解了“巴比倫人泥板”(普林頓322號泥板)的代碼。這塊已有3 800年歷史的泥板出土于一個世紀(jì)前,埃德加·J. 班克斯在伊拉克發(fā)現(xiàn)了它。班克斯堪稱現(xiàn)實(shí)版的印第安納·瓊斯,他把泥板轉(zhuǎn)賣給紐約出版商喬治·普林頓。后來,普林頓逝世,泥板被遺贈給了哥倫比亞大學(xué)。 這一泥板上有用巴比倫版的楔形文字刻下的復(fù)雜數(shù)字表。曼斯菲爾德和他的同事聲稱,這不僅是早期的三角函數(shù)表,而且比現(xiàn)代的十進(jìn)制三角函數(shù)表更準(zhǔn)確,因?yàn)橐?0為基數(shù)的數(shù)字具有能被整除的性質(zhì)——60能被3整除,但10不能。以10為基數(shù),我們很容易將1/2、1/4、1/5這樣的分?jǐn)?shù)表示成小數(shù)——0.5、0.25和0.2,這并不難;但要把1/3這樣的分?jǐn)?shù)寫成小數(shù),只能得到無限循環(huán)小數(shù)0.333 333…,永遠(yuǎn)得不到一個精確值。 曼斯菲爾德等人的觀點(diǎn)是否正確還有待商榷。但毋庸置疑的是,他們強(qiáng)調(diào)的是以60為基數(shù)的計數(shù)優(yōu)勢,F(xiàn)在,我們已經(jīng)完全習(xí)慣了以10為基數(shù)的十進(jìn)制系統(tǒng)所帶來的便利。十進(jìn)制中,除以10或乘以10時,我們只需調(diào)整數(shù)位即可,而且十進(jìn)制小數(shù)為無限的計算范圍開辟了道路。但是,當(dāng)面對時間單位的分割,60的整除性質(zhì)則獨(dú)具優(yōu)勢,以至于其他計數(shù)方式來去更迭,六十進(jìn)制卻一直存在。很少有人會在深思熟慮之后,提出改成10小時為1天、10分鐘為1個小時這樣的建議。畢竟,以60為基數(shù)來劃分時間要簡單得多。
斐波那契的兔子:改變數(shù)學(xué)的50 個發(fā)現(xiàn) 作者簡介
亞當(dāng)·哈特-戴維斯,英國科學(xué)家、作家、攝影師、電視節(jié)目主持人,畢業(yè)于牛津大學(xué)莫爾頓學(xué)院化學(xué)系,在約克大學(xué)取得有機(jī)金屬化學(xué)博士學(xué)位,之后曾在牛津大學(xué)出版社擔(dān)任科學(xué)圖書編輯。曾主持BBC的“地方英雄”“明日世界”等節(jié)目,成為知名的科普傳播人士。他擁有14個榮譽(yù)博士學(xué)位,曾獲得英國皇家工程院頒發(fā)的獎?wù)。?chuàng)作和參與編寫的著作超過30本,包括《薛定諤的貓:改變物理學(xué)的50個實(shí)驗(yàn)》《巴甫洛夫的狗:改變心理學(xué)的50個實(shí)驗(yàn)》《DK偉大工程》《DK科學(xué)百科》等。
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