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书名 迷人的对称
分类 科学技术-自然科学-物理
作者 (英)伊恩·斯图尔特
出版社 中信出版社
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简介
内容推荐
赌徒,天才,无赖,学者,酒鬼,情敌与爱人,意气风发与穷困潦倒。
冲突,辩论,对决,嫉妒,不甘,蛰伏与亮相,埋没在遗物中连毛边都未曾裁开的推理与证明。
数学史的剧场里绝对不是只有数字、符号和天才。这里上演的是最聪明的头脑的探索,同时还有他们在世间的悲欢离合、辛酸与荣耀。享誉世界的著名数学家伊恩·斯图尔特围绕“对称”这一在数学乃至人类对自然的探索中居于核心地位的概念巧妙地穿针引线,为我们娓娓道来了2000多年来的数学发展史。他将带我们认识的这群非凡的头脑,不仅包括当今小朋友们都十分熟悉的高斯,还包括我们相对陌生的阿贝尔、伽罗瓦等等。从古巴比伦的破碎的泥板,到李群的故事,再到理论的前沿,比如或许有可能解释宇宙的存在的“八重道”。从古至今,一代又一代数学家努力以自己的方式一点一点拓展着知识的边界。
在《迷人的对称》中,我们有幸得到一位优秀导师的引领,跟随他穿越千年的历史烟尘,和最聪明的那群人一起激荡脑力,了解数学中最重要的领域之一,并品读各种或令人赞叹或值得唏嘘的人生故事。这将是一场闪烁着智慧光辉又饱含历史与人文墨色的迷人旅程。
作者简介
伊恩·斯图尔特,英国皇家学会会士,毕业于剑桥大学(硕士)和华威大学(博士),拥有5个荣誉学位。他先后出版了多部著作,获得过英国皇家学会法拉第奖章、英国数学及应用研究所金奖、塞曼奖、路易斯·托马斯奖等,曾多次出现在电台和电视节目中,研究领域主要包括图形的形成、混沌、网络动态、生物数学等。
目录
前言
1 巴比伦的书吏
2 家喻户晓的名字
3 波斯的诗人
4 嗜赌的学者
5 狡猾的狐狸
6 受挫的医生与多病的天才
7 不幸的革命者
8 平庸的工程师与卓越的教授
9 破坏公物的酒鬼
10 立志从军的近视眼与虚弱不堪的书呆子
11 专利局职员
12 五位巨人的量子五重态
13 五维的人
14 政治记者
15 数学家的一个胡思乱想
16 真与美的追寻者
译后记
延伸阅读
序言
1832年5月30日。晨雾中
,两个法国青年面对面拔出
手枪指着对方,为一个年轻
女人而决斗。一声枪响,其
中一人倒在地上,受了致命
伤。第二天他就死于腹膜炎
,年仅21岁,被葬在一条普
通的道沟里——一座无名冢
。数学和科学史上最重要的
理论之一差点儿随着他的死
一并消失。
那位活下来的决斗者至
今仍姓名不详,而死去的那
一位,则是埃瓦里斯特.伽
罗瓦(Evariste Galois),一个
着迷于数学的政治革命者,
把他全部的数学工作整理到
一起也仅仅能写满60页纸而
已。但伽罗瓦留下的遗产却
引发了一场数学革命。他发
明了一种语言,用来描述数
学结构中的对称性,并推导
出对称性带来的结果。
今天,这种被称为“群论
”的语言已经被应用于纯数
学和应用数学的方方面面,
由此支配着自然界种种模式
的形成。在物理学前沿研究
中,对称性不论是在极小尺
度的量子世界还是在极大尺
度的相对论世界都居于核心
地位。它甚至有可能指出一
条通向“万有理论”的道路,
人们对这一理论探求已久,
希望能从数学上统一量子理
论和相对论这两个近代物理
学中最重要的分支。而这一
切的开始仅仅是一个简单的
代数问题,与数学方程的解
有关——求解数学方程,就
是根据一些数学线索来寻找
一个未知数的值。
对称性不是一个单一的
数或形状,而是一种特殊的
变换——一种移动物体的方
式。如果一个物体经过某种
变换后看起来与之前相同,
这一变换就关联着某种对称
性。例如,一个正方形旋转
90度前后看起来是相同的,
说明正方形具有某种关于旋
转的对称性。
如此简单直观的理论经
过大量扩充和加工之后,成
了当今科学解释宇宙及其起
源的基础。爱因斯坦相对论
的核心原理即为物理定律在
时空中的不变性,也就是说
,物理定律对于空间中的运
动以及时间上的演化是对称
的。而量子理论告诉我们,
宇宙中的一切都是由一群微
小的“基本”粒子构造而成。
这些粒子的行为遵从数学公
式,也就是“自然法则”,而
这些法则同样具有对称性。
粒子可以通过数学变换,转
变为完全不同的另一种粒子
,而物理定律在这些变换下
同样保持不变。
如果对对称性没有深入
的数学理解,上述的这些理
论就不会发展出来,而当今
物理学前沿那些更加新近的
理论也不会形成。对于对称
性的数学理解源自纯数学,
它在物理学中的作用随后才
逐渐凸显了出来。极其有用
的想法能够从纯粹抽象的思
考中产生,这被物理学家尤
金·维格纳(Eugene Wigner)
称为“数学在自然科学中不
合理的有效性”。对于数学
,有时我们从中得到的似乎
比投入其中的更多。
从古巴比伦的书吏到21
世纪的物理学家,《迷人的
对称》通过一连串的故事讲
述了数学家们如何在无意中
发现了对称性的概念,以及
对后来被证明不可能存在的
公式看似无意义的寻找是如
何打开通向宇宙的一扇窗,
并彻底颠覆了科学与数学的
。更广泛而言,对称性的故
事说明了伟大的思想所带来
的文化影响与其历史脉络如
何在偶然的政治与科学巨变
中得以鲜明地凸显出来。
本书的前半部分可能一
眼看上去与对称性毫无关系
,也几乎没有涉及自然世界
。这是因为,对称性理论并
不是像人们想象的那样,从
几何学发展成为一种主流理
论的。数学家和物理学家现
在所使用的那些极其优美又
不可或缺的对称性概念反而
是来源于代数学。因此,本
书的大部分内容描述的都是
代数方程的求解问题。这可
能听上去太专业了,但这场
探寻之旅扣人心弦,其中的
很多关键人物度过了不同寻
常而又戏剧化的人生。数学
家也是人,尽管他们经常陷
入抽象的沉思之中。他们中
有些人在一生中可能过于依
赖逻辑行事,但我们会一再
发现,主角们身上其实拥有
太多人之为人的天性。我们
会看到他们如何活着与死去
,读到他们的爱情与决斗、
关于成果优先权的激烈争夺
、性丑闻、酗酒与疾病,而
在其间,我们将会看到他们
的数学思想如何展开,并如
何改变了这个世界。
本书讲述的故事发端于
公元前10世纪,至19世纪
早期由伽罗瓦推向高潮,追
溯了人们对方程一步步的征
服过程。当数学家遭遇了所
谓的“五次”方程,也就是包
含未知数的五次幂的方程时
,征服的脚步终于停了下来
。是因为五次方程有什么根
本上的区别导致原有的方法
不再适用,还是说存在其他
类似但更强有力的方法可以
得出五次方程求解的公式?
数学家们是遇到了真正的障
碍,还是只是太迟钝了?
要强调的是,五次方程
的解是已知存在的。问题是
,这些解是否一定能用代数
式表示?1821年,年轻的
挪威人尼尔斯·亨里克.阿
贝尔(Niels Henrik Abel)证
明五次方程无法用代数方法
求解,但是他的证明晦涩而
迂回。他证明了不存在一般
的解法,却并没有真正解释
为什么。
伽罗瓦发现,五次方程
不可解,是源于方程本身所
具有的对称性。可以这么说
,如果方程的这些对称性通
过了伽罗瓦检验——这意味
着它们能以一种非常特殊的
方式组合在一起
随便看

 

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更新时间:2025/1/19 19:19:06