美丽的数学

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出版者:湖南科学技术出版社
作者:[美]爱德华•沙伊纳曼(Edward Scheinerman)
出品人:
页数:328
译者:张缘
出版时间:2020-6
价格:58.00元
装帧:平装
isbn号码:9787571000882
丛书系列:
图书标签:
  • 数学
  • 科普
  • 数学科普
  • 美国
  • 脑洞
  • 自然科学
  • 幽默
  • 美国文学
  • 数学普及
  • 数学史
  • 数学文化
  • 趣味数学
  • 科普
  • 数学思维
  • 几何
  • 数论
  • 图形
  • 逻辑
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具体描述

一个图形怎么才能有多于一个但又少于两个面?

一个高度精确的医药测试,有可能更容易得出错误的结论吗?

如果只能看到销售数据的第一位数字,你怎么才能知道你的会计是不是在说谎?

……

在我们的生活中,数学无处不在,真实、有趣而美妙。当你开始用数学的眼光去观察世界,生活或许会变得更加简单而确定,你准备好了吗?

爱德华•沙伊纳曼,“沙伊纳曼定理”的命名人,知名的数学家和教育家,会在这本书中帮我们发现和解答身边有趣的数学问题,带领我们走进那个关于数字、图形和不确定性的美丽新世界。

《静默的织锦:自然界中的数学之美》 在这本引人入胜的著作中,我们将一同踏上一段探索之旅,揭示隐藏在自然万物中的精妙数学规律。这本书并非枯燥的定理证明或抽象的公式推导,而是以一种诗意而深刻的方式,展现数学如何成为宇宙的通用语言,编织出我们所见的缤纷世界。 从微观的雪花晶体到宏观的星系结构,从植物生长的斐波那契螺旋到动物身体的对称之美,数学以其无处不在的优雅,为我们展现了一个秩序井然、和谐统一的宇宙。我们将深入探究那些看似偶然的自然现象背后,隐藏着多么惊人的数学逻辑。 第一章:生命的韵律——斐波那契数列与黄金比例 为什么向日葵的花盘会呈现出螺旋状?为什么松果的鳞片排列方式如此相似?本书将带领读者走进斐波那契数列的奇妙世界。我们将了解这个数列如何产生,以及它如何不可思议地出现在自然界的各种形态中,从鹦鹉螺的贝壳到银河系的旋臂。更进一步,我们将解析黄金比例(约1.618)在艺术、建筑和人体中的普遍存在,并探究它为何被视为美的极致体现。这本书将揭示,生命本身就是一部流动的数学诗篇。 第二章:对称的艺术——生物体的几何学 人类为何会对对称的美产生天然的亲近感?本书将深入探讨对称性在生物体结构中的应用。我们将观察蝴蝶翅膀、海星的五角星形、以及人体面部的比例,理解不同类型的对称(如镜面对称、旋转对称)如何赋予生物体功能性和美感。通过对这些自然造物的审视,我们将体会到数学原理在进化过程中扮演的重要角色,以及它如何塑造了生命的形态。 第三章:分形的奇境——大自然的自相似性 仔细观察一片蕨叶,你会发现它的一部分与整体在形态上惊人地相似。这就是分形,一种在不同尺度上都展现出相似结构的几何形态。本书将带领读者潜入分形的世界,探索海岸线的复杂、山脉的崎岖、闪电的蜿蜒,甚至云朵的飘渺。我们将理解分形几何如何精确地描述这些看似杂乱无章的自然景观,并揭示隐藏在混沌中的秩序。 第四章:数的魔法——素数与宇宙的密码 素数,那些只能被1和自身整除的数字,看似简单,却蕴含着深刻的数学奥秘。本书将探讨素数在自然界中的潜在联系,以及它们在密码学等现代科技中的关键作用。我们将思考,如果宇宙真的是由数学构成,那么素数是否可能是构成这个宇宙最基本的“原子”?通过对素数特性的深入剖析,我们将窥探到数字世界的深邃魅力。 第五章:混沌的秩序——概率与随机性的游戏 我们常常认为随机性是混乱的,但本书将展现,在看似无序的事件背后,往往隐藏着概率和统计的规律。我们将探讨天气变化的不可预测性、股票市场的波动,以及骰子落地的各种可能性。通过理解概率论,我们将学会如何从随机性中发现模式,并认识到在不确定性中依然存在着某种深刻的秩序。 第六章:流动的线条——圆、螺旋与流体力学 水滴的形成、河流的蜿蜒、风的轨迹,这些都与流体力学中的数学原理息息相关。本书将关注那些流动的线条,从完美的圆形到优美的螺旋,探讨它们在自然界中的普遍存在,以及它们如何影响着我们周围的一切。我们将理解,即使是最简单的几何形状,也蕴含着深刻的物理意义。 第七章:隐藏的结构——晶体学与空间填充 雪花为何拥有六个角?矿物质为何会形成特定的晶体形状?本书将走进晶体学的世界,探索原子和分子如何按照精确的数学规则排列,形成具有特定几何结构的晶体。我们将理解空间填充问题,以及为何某些形状能够最有效地利用空间,从而在自然界中广泛出现。 《静默的织锦:自然界中的数学之美》是一次对人类智慧与宇宙奥秘的致敬。它将激发您对科学的兴趣,培养您观察世界的敏锐度,并让您感受到,数学并非束之高阁的学问,而是贯穿于我们生活之中的,最令人惊叹的艺术和最深刻的真理。这本书的阅读过程,将是一次洗涤心灵、开阔视野的非凡体验。

作者简介

爱德华•沙伊纳曼(Edward Scheinerman)

普林斯顿大学数学博士,约翰•霍普金斯大学教授、工程教育学院副院长、应用数学系主任。曾两度获得美国数学协会福特写作奖,并提出了数学上的“沙伊纳曼定理”。目前已出版17部专著。

目录信息

自序
前言:定理与证明
第一部分 数
1. 质数
如果我们只能将一点点数学知识传给后代,那应该是下面这个问题的答案:究竟有多少质数?
2. 二进制
世界上有 10 种人:懂二进制的人和不懂的人。
3.0.999999999999…
毫无疑问,数字 1 最简单的写法是这样的:1。但你可能也会了解到这样的事实,即无限重复小数0.9999 是这一数字的另一种写法。
4. 2
在乐队开始演奏之前 , 音乐家会进行调音以确保他们所有的音符悦耳和谐。而这在数学上是不可能的。
5.i
所有的数字都是“想象的”,因为它们是思维的发明。
6.π
π 这个数字已经让几代人着迷了。
7.e
对数学家而言,还有比以自己名字命名的数字更高的荣誉吗?
8.∞
怎么可能“超越”无限呢?什么东西可能大于无穷?!
9.斐波那契数列
我们从铺瓷砖问题开始。
10.阶乘!
你可以用多少种方法将书排列在书架上?
11.本福德定律
可悲的事实是,数字如同人类一样爱慕虚荣,它们都想争当第一。
12.算法
如果一个算法在数学上是正确的,但需要几个世纪才能完成其工作的话,就没有多大用处了。
第二部分 形状
13.三角形
我们可不是通过从纸上剪下很多三角形,然后用量角器来检验它们的角度的!
14.毕达哥拉斯和费马
在《绿野仙踪》的结尾,稻草人并没有得到大脑,但他获得了智慧。
15.圆
圆是优雅而美丽的。
16.柏拉图立体
多边形是在平面里绘制的图形。如果在三维空间中绘制,会产生什么样的类似情况呢?
17.分形
我们需要一个不同类型的形状概念,用于描述我们所处的这个琐碎而不规则的世界。
18.双曲几何
数学定义的高塔必须奠基于某处。对希腊人来说,这个基础是几何学。
第三部分 不确定性
19.非传递性骰子
世界痴迷于排名。
20.医疗概率
量化担忧是有困难的,在这种情况下,任何人产生忧虑都是正常的,所以让我们对这个问题稍作修改:你罹患这种罕见疾病的可能性有多大?
21.混沌
骰子的滚动真的是随机的吗?
22.社会选择与阿罗定理
民主是根据社会成员的意见做出决定的过程。它是通过让个人有机会表达他们的偏好(通过投票),然后结合这些个人喜好做出决定来实现的。
23.纽科姆悖论
人类的行为是可以预测的吗?
· · · · · · (收起)

读后感

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对于很多人来说,数学是一个令他们谈虎色变的学科。但是不管我们愿意不愿意接受,实际上数学已经遍布我们工作和生活的每个角落。 《美丽的数学》译自美国数学家爱德华·沙伊纳曼。他是约翰·霍普金斯大学的应用数学,统计学和计算机科学教授。他对数学的贡献,包括沙伊纳曼猜想...  

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《美丽的数学》这本书,是我除了小时候上学时的数学课本之外看过的唯一一本数学书籍,我对当年的数学成绩,从来不敢轻易回想,在打开这本书之前,也是满怀畏惧的。作为一个资深数学课学渣,我好像从来没有感受到数学有什么美丽的地方。 但很奇怪的,看着封面上似简单又复杂的螺...  

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《美丽的数学》这本书,是我除了小时候上学时的数学课本之外看过的唯一一本数学书籍,我对当年的数学成绩,从来不敢轻易回想,在打开这本书之前,也是满怀畏惧的。作为一个资深数学课学渣,我好像从来没有感受到数学有什么美丽的地方。 但很奇怪的,看着封面上似简单又复杂的螺...  

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《 美丽的数字》拿到手的刹那,“美丽”二字映入眼帘,作者对数字是多么的痴迷和喜爱,才把枯燥的数字形容的那么美。不得不让我迫不及待的看看作者是何许人也? 美国作家爱德华·沙伊纳曼,普林斯顿大学数学博士,约翰·霍普金斯大学教授、工程教育学院副院长、应用数学系主任...  

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豆瓣不支持markdown!弱。来自于自己的博客[https://julis.wang/2020/07/25/%E3%80%8A%E7%BE%8E%E4%B8%BD%E7%9A%84%E6%95%B0%E5%AD%A6%E3%80%8B-%E6%9C%89%E8%B6%A3%E7%9A%84%E6%95%B0%E5%AD%A6/]

用户评价

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我最近接触到的一本关于艺术史的著作——姑且称之为《无形之境的结构》——让我对“形式”与“意义”的关系有了全新的认识。这本书的独特之处在于,它完全避开了传统艺术史中对艺术家生平和创作背景的赘述,而是专注于分析不同历史时期艺术作品中“空间处理”的演变。作者以极强的逻辑性,从古希腊雕塑的平衡感,到文艺复兴时期对焦点透视的迷恋,再到现代主义抽象艺术中对二维平面本身的解构,构建了一条清晰而令人信服的视觉逻辑线。特别是她对巴洛克时期戏剧性光影的分析,她将其解读为对神权时代稳定秩序的一种“反抗性动态表达”,这个角度非常犀利。这本书的学术性很强,但作者的表达却非常清晰,大量的图示和对比分析,让复杂的理论变得触手可及。它不是一本让你欣赏美的书,而是一本让你理解“为什么我们会认为某种形式是美的”的书。读完后,你再去看任何一件艺术品,都会不自觉地分析它的内在结构和它试图对观者施加的“视觉压力”,极大地提升了我的审美分析能力。

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我最近遇到的这本书,暂且叫它《迷雾中的独白者》,简直是心理惊悚文学的巅峰之作!它最成功的地方在于,叙事者是完全不可信的。从第一页开始,你就被拽入一个极度扭曲和压抑的内心世界,所有的信息都是经过叙述者主观滤镜过滤后的碎片和谎言。作者的叙事节奏控制得炉火纯青,那种缓慢爬升的紧张感,不是靠突然的尖叫或血腥场面堆砌起来的,而是通过对日常琐事的细致描写——比如主人公对某个特定颜色的执念,或是对某个声音的过度敏感——逐渐渗透到你的骨髓里。我读到中间的时候,甚至开始怀疑自己的判断,到底是这个人物疯了,还是整个世界都错了?书里对“观察者效应”的探讨也非常深刻,当主人公意识到自己被监视时,他开始刻意地去“表演”一个正常人,这种双重人格的挣扎被刻画得入木三分。那种持续不断的、令人窒息的悬念,让我不得不连夜赶着读完,生怕错过任何一个可能揭示真相的细微暗示。如果你喜欢那种需要动脑筋、不断推翻自己结论的阅读体验,这本书绝对是你的不二之选。

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天呐,我简直要为我最近读完的这本《星尘的回响》疯狂打call!这本书完全颠覆了我对科幻小说的传统认知。作者构建的世界观宏大到令人窒息,那种时间和空间的尺度感处理得极其精妙,让你感觉自己真的踏入了那个光年之外、文明兴衰交替的宇宙角落。最让我震撼的是,它不仅仅停留在炫目的太空歌剧层面,而是深入探讨了“存在”本身的哲学命题。里面有一个章节,描写了一个跨越了数千年、只为完成一个微小计算任务的古老人工智能,那种近乎于殉道式的坚守,让我不禁反思人类追求的意义在哪里。它的文字功底也非同一般,那种细腻的笔触,即便是描写冰冷的机械结构和荒芜的行星表面,也充满了诗意和生命力。我尤其喜欢作者对“记忆碎片”的处理方式,那些不连贯的叙事线索,就像宇宙射线一样偶尔击中你的意识,让你在阅读过程中不断地进行重构和猜测。这本书绝不是那种可以轻松读完就束之高阁的作品,它需要你沉浸其中,反复咀嚼,每次重读都会有新的领悟。看完之后,我感觉自己的思维边界被大大拓宽了,那种精神上的满足感,无与伦比。

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说实话,我原本对历史小说是有点敬而远之的,总觉得那些正史的叙述过于严肃刻板,但《琥珀色的信笺》完全改变了我的看法。这本书的厉害之处在于,它没有试图去描绘一个波澜壮阔的时代全景,而是像一个技艺精湛的钟表匠,专注于打磨时代缝隙里那些最微小的、最私人的情感和细节。故事围绕着一战后欧洲一个没落贵族家庭的几封往来信件展开,那些信里没有宏大的战争场面,只有关于花园的衰败、对失散亲人的思念,以及在快速工业化浪潮中,个体如何努力抓住那些稍纵即逝的美好瞬间。作者对那个时代生活气息的还原简直是教科书级别的,从餐桌上的摆设到舞会上的裙摆褶皱,每一个场景都栩栩如生,让你仿佛能闻到旧纸张和法国香水的混合味道。更难能可贵的是,它探讨了“优雅”这个概念在现代性冲击下的消逝与坚守,那种带着淡淡哀愁的怀旧情绪,非常触动我这个“老灵魂”。读完,我感觉自己像是经历了一次穿越时空的私人拜访,非常温暖,又带着一丝挥之不去的惆怅。

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如果说有什么书能让你在合上封面的那一刻,立刻想扔掉手机,去户外赤脚走一走,那一定是《山涧低语者的秘密》。这是一本关于回归自然的散文集,但它远不止于风景描摹。作者像一个真正的山野智者,用一种近乎冥想的、极简主义的语言,记录了她在偏远山区的隐居生活。她的文字里没有矫揉造作的修饰,直白、有力,却充满了力量。她写雨水敲打苔藓的声音,写松鼠储藏坚果的着急模样,写清晨阳光穿过树冠时形成的光束轨迹,每一个描述都带着一种原始的、不加驯化的生命力。更让我受益匪浅的是她对“慢”的理解。在那个与世隔绝的环境里,时间的概念似乎被拉伸了,她教会读者如何真正地“等待”一朵花开,如何通过观察自然的节律来校准自己被城市生活打乱的内在节奏。读这本书的过程中,我感觉自己的呼吸都变得深长而规律了。它不仅仅是教你认识自然,更重要的是,它教你如何与自己的内心重新建立起一种和谐、不争的关系。强烈推荐给所有感到被“信息过载”困扰的人。

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《美丽的数学》,我打开这本书完全是出于一个逆反心理,作为一个资深的数学学渣,想起卷子上只有满分零头的分数,我实在感觉不到数学有任何美丽之处。 然而作者在开篇就告诉我们不应该将精彩的数学和繁琐的算数混为一谈,就像不要将阅读伟大的文学作品与学习拼写时的死记硬背等而视之一样。要想体验数学带来的喜悦,你需要像游泳那样,你得在水中漂浮一会儿,在清凉的水中扑腾扑腾,要不然就感受不到其中的乐趣。 也许作者也担心大众对数学“枯燥,乏味”的定位,所以在书中不时的穿插一些有趣的公式,当看到“(x2+y2-1)3=x3y3”的答案绘制成图竟是一个心形的曲线时,也着实感受到了理科生的有趣和浪漫,以及数学的美妙之处。

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《美丽的数学》,我打开这本书完全是出于一个逆反心理,作为一个资深的数学学渣,想起卷子上只有满分零头的分数,我实在感觉不到数学有任何美丽之处。 然而作者在开篇就告诉我们不应该将精彩的数学和繁琐的算数混为一谈,就像不要将阅读伟大的文学作品与学习拼写时的死记硬背等而视之一样。要想体验数学带来的喜悦,你需要像游泳那样,你得在水中漂浮一会儿,在清凉的水中扑腾扑腾,要不然就感受不到其中的乐趣。 也许作者也担心大众对数学“枯燥,乏味”的定位,所以在书中不时的穿插一些有趣的公式,当看到“(x2+y2-1)3=x3y3”的答案绘制成图竟是一个心形的曲线时,也着实感受到了理科生的有趣和浪漫,以及数学的美妙之处。

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非常有趣的数学科普读物

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文|翎馨 拿到《美丽的数学》这本书时,粗粗地扫过目录标题,感觉到作者对分享数学的那种热切心情,更是在字里行间流露出对作者对研究数学的美的热忱。 细看作者拎出的数与形的基础概念,真切地感受到作者对数学有趣而美好的钟爱。 在学是充满乐趣而美好的,就像是一个拥有大量藏物的博物馆,对外展示的只有一部分展品,在《美丽的数学》一书中,呈现的也是作者认为的数学经典。 作者想要给我们普普通通、甚至是害怕数学的人一个概念——学数学的乐趣其实也应当像是游泳时能漂浮一会儿、扑腾两下,才会理解游泳的乐趣,它有应有的价值,也有简单却又深刻的美,抓住了这些美好,数学就变得特别妙曼。 如果你对数学感兴趣,不妨拿到这本书,好好看一看,你会发现,原来数学真的很有意思,撕开对数学的刻板印象,原来数学这样有趣!

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每部分的最后一两节都让我感到困扰,还是和以前一样喜欢概率。

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