数学

出版时间：2011-1  出版社：上海科学技术文献出版社  作者：哈里·亨德森  页数：138  字数：163000  
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前言

　　前言　　现代科学与发明的关键性进展建立在一些看似简单却具真知灼见的想法之上，那就是——科学技术与人们的生活息息相关。事实上，它们也正是我们探寻这个世界的秘密、重新塑造这个世界的一部分，也在某种程度上改变了人类的生活。　　在一百多万年前，现代人类的祖先开始将石块制成工具，这样他们便可与周围的食肉动物竞争。大约从3.5万年之前开始，人类开始在岩洞的石壁上绘制精美的壁画与其他手工艺品，这些都表明技术已与人们头脑中的想象、与人们所操的语言交融在一起，一种崭新的躁动难安的艺术世界的帷幕渐次拉开。人类不仅仅在塑造着他们所处的世界，还用艺术的方式去表现它，用自己的头脑去思考，思考世界的本真及其含义。　　技术是文化的基本组成部分。许多地方的神话传说中都有一个叛逆者的形象，他轻而易举地摧毁了既定的顺序，而代之以令人耳目一新的、饱含颠覆性的可能。在许多神话里，都可提炼出这样一个例子：一个叛逆者，例如一只来自美国的山狗或是乌鸦，从上帝那儿偷来了火种，并将它交到人类手上。所有的技术工具，无论是火、电还是锁在原子与基因中的能量，都如同一把双刃剑，仿佛从那个叛逆者手中接过来似的，它们发出的能量既可以治愈人类的创伤，又可以给人类致命的一击。　　一个技术的发明者常常会从科学发现中寻找灵感。就像我们所知道的一样，当今的科学远比技术要年轻，回溯历史，便可发现它起源于大约500年前的文艺复兴时期。在那个时期，艺术家与思想家们开始系统地探寻自然的秘密；而第一个现代科学家，例如列奥纳多·达·芬奇（Leonardo da vinci，1452—1519）与伽利略·伽利莱（Galileo Galilei，1564～1642），在一些器具的帮助下，通过做实验，拓展了人们对于物体在空间中的位置的认识。紧接着，一场革命性的解放运动轰轰烈烈地展开了，最具代表性的则是以下几位天才：在机械制作与数学方面有着卓越贡献的艾萨克·牛顿（Isaac Newton，1643—1727）；发现生物进化规律的查尔斯·达尔文（Charles Darwin，1809—1882），在相对论与量子物理方面有着开创性贡献的阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein，1879—1955）以及现代基因学的鼻祖詹姆斯·D.沃森（James D.Watson，1928—）和弗朗西斯·克里克（Francis Crick，1916—2004）。当今科技领域新出现的基因工程、微缩工艺以及人工智能等各领域都有着能够独当一面的主导者。　　像牛顿、达尔文以及爱因斯坦这些鼎鼎大名的名字都能够紧密地与那些科技革命联系在一起，这些革命代表了现代科技中作为个体的人的重要性。这一系列的每本书都遴选了10余位在科学技术方面作出杰出贡献的先锋者，并将目光集中在他们的人生与成就上。每一本书都开辟了一个新的领域：海洋科学、现代遗传学、现代天文学、法医学与数学模型。尽管最早的开拓者起到了重大的作用，但这套书所论述的重点则是20世纪以来甚至是当今的研究者们。　　每一卷的传记都按照一定的顺序排列，这种顺序反映了作为个体的研究者们的重大成就的变化过程，但是他们的人生经历常常是枝蔓缠绕，不那么容易一下子看清的。每个人的具体成就都离不开他们当时所处的环境，也离不开他们工作中的协作者以及给他们的研究提供帮助的外界力量。牛顿有一句名言：“倘若说我能（比其他人）看得更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。”每一位科学家或发明家的成就都不是无源之水，而他们甚至要经过一个跟前人暗暗较劲的过程才能超越他们。作为个体的科学家与发明家也与他们的实验室的其他同事乃至别的地方的人发生着种种联系，有时还得益于广泛的集体的努力，例如20世纪末启动的政府赞助与私人赞助，它们为人类基因组的研究提供了一些细微的帮助。科学家与发明家们不但影响着经济、政治与社会力量，反过来也受着它们的影响。在本书所属的这个系列中，科学和技术活动与社会制度的发展之间的关系也是一个重要的议题。 　　在传记之外，本书还备有扩展阅读，提供了另外一些特定的研究对象。每一章后面都附了一份年谱以及扩展阅读的建议。除此之外，在每本书的末尾还附有学科发展年表。在书中还插入了以下一些工具条，以便给我们提供一种更好的视角，从而更快地进入到那个由科学家与发明家共同构建的世界中去： 　　相关链接：描写一些具有个性特征的工作与科技发展的联系 　　亲历者说：为发现与发明提供第一手资料 　　争论焦点：对由发现与发明所引起的科学或伦理问题的探讨 　　其他科学家：描述的是一些在这项工作中起到重要作用的人 　　相关发明：展示了一些与之类似的或相关的发明 　　社会效应：提供了有关发明创造对我们所在的社会或个人生活的影响的相关讯息 　　科学成果：解释了一名科学家或发明者如何应付一项具体的技术上的难题或者说挑战 　　未来趋势：描述了随着时间的变化，这些技术所发生的进展，相关的一些数据也在此处被公布 　　在这套书中，我们讲述的是人类不断寻求真理、勇于探索、不懈创新的故事，我们也希望亲爱的读者能够被这些故事所吸引、鼓舞，得到一种潜在的力量。我们希望能够给读者铸造一座桥梁，一起走进科学与发现、发明的世界，并且能够尽情游弋于这个广阔的世界中，在其中找到内心更深刻的共鸣。

内容概要

数学是描述自然与社会强有力的模式。哈里·亨德森用生动的笔调展现了现代数学发展中的重要里程碑。他在书中精要地勾勒了十位科学先锋里程碑式的科学发现，还带领读者走进科学探索的幕后，呈现了他们与众不同的生活方式和真理背后鲜为人知的精彩故事。

作者简介

哈里·亨德森是一位撰写科技、计算机技术、数学、传记和历史图书的作家、编辑。他曾在Facts On File出版公司出版过《在计算机与电子太空中的就业机会》、  《信息时代的私密空间》、《现代数学》(被纽约公共图书馆评为1997年最佳“青少年图书”)。《计算机科学技术百科全书》被《选择》杂志重点推荐。

书籍目录

前言鸣谢简介1.自然如何计数——来自比萨的莱昂纳多发现斐波那契数列十分有用的阿拉伯数字实用数学数学在欧洲的复兴数论其他科学家：阿拉伯数学家们关于兔子的问题自然界中的斐波那契数列黄金比率这是一种内在的和谐吗？相关链接：数学与古希腊的哲学莱昂纳多的遗产生平年表扩展阅读2.自然模式发现者的工具——卡尔·皮尔逊与统计学一个自由思考的头脑科学的规范其他科学家：弗朗西斯·高尔顿统计的工具优生学与高尔顿实验室争论焦点：实验的评估争论焦点：科学的政治用途皮尔逊的晚年生活生平年表扩展阅读3.猜测与模拟——约翰·冯·诺伊曼让电脑转起来来自名城的少年天才最初的职业选择对物理学和数学的贡献经济学与博弈论争论焦点：冯·诺伊曼与原子弹对计算速度的追求数字计算机的诞生研究自我复制的自动机艰难的命运其他科学家：斯坦尼斯洛·乌拉姆生平年表扩展阅读4.微妙的均衡——约翰·纳什与博弈论一个与众不同的孩子走向数学的道路普林斯顿的生活博弈论与纳什均衡人生的低谷亲历者说：令人发怒但又聪明绝顶濒于崩溃的边缘在那些阴暗的日子里相关链接：数学与疯狂顽强的站起来手捧诺贝尔奖杯生平年表扩展阅读5.永无止境——本罗特·曼德尔布洛特开启了分形世界的入口在战争的阴影下学习不同寻常的数学道路不可思议的聚合混沌与分形曼德尔布洛特集应用价值的发现相关链接：制造分形与应用分形其他科学家：克里斯朵夫·斯库兹分形学的大众化亲历者说：自我与需求？曼德尔布洛特的成就生平年表扩展阅读6.站在蝴蝶的翅膀上——爱德华·洛仑兹与混沌理论云朵与计算天气预报与气象学预测天气的新方法难道是计算机疯了？天气预报的局限未来趋势：当今天气预报的发展趋势混沌的实验演示奇异吸引子其他科学家：米歇尔·费根鲍姆混沌：一种新的范式获得认可争论焦点：理论与时尚生平年表扩展阅读7.“涌现”的游戏——约翰·康威，“生命”与其他游戏“我想要成为一名数学家”剑桥与超实数在24维空间之中难题与娱乐生命游戏没有终点的生命？十分怪异的生活其他数学家：马丁·加德纳其他数学家：威廉·格斯伯生平年表8.从宇宙到大脑——罗杰·彭罗斯揭示隐含的内在联系一个人才辈出的家族转向数学研究数学物理学黑洞与霍金扭曲的空间与精巧的铺砌其他科学家：斯蒂芬·霍金意识的物理本质相关链接：相对论和量子力学的统一大脑是一架量子计算机吗？争论焦点：彭罗斯和他的批评者们主要成就生平年表扩展阅读9.人工进化——克里斯朵夫·兰顿创造虚拟生命当一个业余爱好者获得了一台电脑之后发现“生命”遗传编程紧跟冯·诺伊曼的脚步兰顿环尚未命名的领域虚拟蚁群相关发明：人工生命与计算机动画信息就是生命洛斯·阿拉莫斯会议相关链接：人工智能与人工生命人工生命与意识生平年表扩展阅读10.一种新的科学——斯蒂芬·沃尔夫勒姆与通用自动机少年物理学家在加州理工学院研究计算机研究细胞自动机开发Mathematica数学分析软件通往复杂性的捷径相关链接：沃尔夫勒姆思想的应用通用自动机一种新的科学争论焦点：沃尔夫勒姆的工作是伪科学吗？评价沃尔夫勒姆的科学生平年表扩展阅读学科发展年表译者感言

章节摘录

版权页：插图：尚未命名的领域兰顿的工作证明，他想设计的将是一种更为有效的研究生物学的计算机模型。然而在他获得研究生学位后，没有任何人给他奖学金以便使他能够在一个无人知晓的领域进行研究工作。最终，密歇根大学的一项名叫计算机逻辑小组的研究项目资助他，专门为他设立了一门特别的研究生课程。后来，计算机逻辑小组的研究项目逐渐减少，兰顿不得不面临由此带来的困难。这个研究小组关注的焦点从基础研究更多地转向了计算机应用研究。但是兰顿继续坚持着他的人工生命实验，他得到了约翰·霍兰德的支持。约翰·霍兰德是一位有名的计算机专家，在20世纪60年代便率先提出了遗传编程（或叫进化编程），并进行了相关的研究。虚拟蚁群兰顿的研究项目中一个相当有名的模拟被称为“范兹（Vants）”，又被称为“虚拟蚂蚁”。这个小小的V形模式的细胞群非常简单地沿着它所指的方向运动。其规则十分简单：如果V形前端的细胞的状态是空，“蚂蚁”便继续向前运动。如果方形（代表细胞状态）是蓝色的，“蚂蚁”就将它填成黄色，并向右转。如果遇到一个黄色的细胞，“蚂蚁”就将它填成蓝色，并向左转。最终，“蚂蚁”将在它身后留下一串被上了色的方块痕迹。一个单独的“蚂蚁”并不是特别有趣，然而增加一个或多个“蚂蚁”，有趣的行为便会涌现出来。“蚂蚁”们将沿着其他“蚂蚁”留下的印迹前进，这和现实中真正的蚂蚁会留下化学印迹（称为信息素，乃是一种特殊的气味）并沿着化学印迹前进一样。有时候两只“蚂蚁”的印迹可能会相互交织，结果构成一个螺旋形的轨迹。兰顿感到非常惊讶，不知道现实世界中的社会性昆虫比如蚂蚁是否也和活动的细胞自动机一样，只需要按照极少的简单规则就能建构出一个十分精妙的族群。但是无论如何，兰顿相信，他的工作证明了人工生命模拟拥有强大的力量，能够创造出类似自然的行为，并且这一领域值得进一步深入研究。

编辑推荐

《发现与发明的里程碑·数学:描绘自然与社会的有力模式》：“发现与发明的里程碑”系列丛书的8部分册都贯穿一个简单而强大的思想——科学技术是人们在日常生活中理解世界和彼此了解不可缺少的一部分。结合人物传记、科学原理和历史，每本书都通过影响社会和为后续研究打下基础的创新将科技思想的进程娓娓道来。《数学》回顾了10位在数学领域作出杰出贡献的科学人物，引人入胜。每一章包括科学家取得的成就、个人性格、遇到的专业困难以及最有价值的贡献，正文后附生平年表及扩展阅读等参考文献。《发现与发明的里程碑·数学:描绘自然与社会的有力模式》介绍的人物（及研究领域）如下：·莱昂纳多（斐波那契数列）·卡尔·皮尔逊（统计学）·约翰·冯·诺伊曼（现代计算机，博弈论.量子力学）·约翰·纳什（博弈论）·本罗特·曼德尔布洛特（分形几何学）·爱德华·洛仑兹（混沌理论）·约翰·康威（生命游戏）·罗杰·彭罗斯（量子世界与大脑）·克里斯朵夫·兰顿（虚拟生命）·斯蒂芬·沃尔夫勒姆（通用自动机）《数学》包含数学及相关学科40张黑白照片和插图及学科发展年表、扩展阅读。“发现与发明的里程碑”系列丛书描述了人类对科学知识的认识、探索和革新的探求，是学生、教师及广大读者必读的科普书籍。

用户评论 (总计2条)

•   我喜欢数学，这本书还不错！
•   这是一本介绍国外数学家的传记，不是介绍数学的科普读物。其一，该书没有介绍数学有哪几大分支，每个分支各有什么功能，各有什么发展前景？从而，不能为希望了解数学的这些青年人学者提供帮助；其二，对数学家的介绍也很不合中国人的胃口，例如，几乎没有介绍这些数学家成功的原因什么，有什么经验值得我们学习。所以，这本书不合适宜，对广大的读者几乎没有什么用！