这是一本颠覆你认知的数学书,它还原了数字和数学符号的起源、特征和发展真相,解答了数学界中那些颠覆认知的谜题,讲述了拥有超强大脑的科学英雄发现数字的离奇故事,介绍了数学问题的意外发现及由此引发的其他迷人猜想。
你知道将一张A4纸对折多少次才能使其厚度足以到达月球?正六万五千五百三十七边形是怎样被构造出来的?古巴比伦人发明的60进制是通过怎样的方式计算的?多利安人是如何建造出大小正好是原祭坛两倍的新祭坛的?……这些匪夷所思的问题及答案都藏在这本神奇的数学书里。
阅读本书不需要太多的数学基础知识,只需要你抱着一颗好奇的心。
写给好奇者的数学世界入门书。用数字丈量人类文明的旅程。德国科学基金会传播者奖、德国物理学会自然科学出版奖、德国数学与自然科学促进协会阿基米德奖获得者新作。)
★德国科学基金会传播者奖、德国物理学会自然科学出版奖、德国数学与自然科学促进协会阿基米德奖获得者新作。德国两大报纸《法兰克福汇报》和《南德意志报》撰文强烈推荐图书。
★作者阿尔布雷希特·贝特尔斯帕赫是全球火爆的网红数学家,拿国际大奖拿到手软的畅销书作家。
★这是一本写给好奇者的数学世界入门书!这里不讲太多复杂的数学运算,有的是历史趣闻、传奇故事等。如果你憎恨枯燥乏味的数学书,一定不要错过这本有趣的书。
★这是一部充满奇闻轶事的数学家传记!拥有超强大脑的科学英雄发现数字的离奇故事,数学问题的意外发现及由此引发的其他迷人猜想,每一个有趣的数学问题及其背后,都有一个段离奇曲折的故事。
★这本书中充满了稀奇古怪的科学新知。数学家奇妙的构思、大胆的想象,脑洞大开的知识,每一页都是满满的知识点,在无限畅想之余,让你轻松get超多数学新知,满足你对数字终极之美的狂热与追求!
★阅读本书不需要太多的数学基础知识,只需要你抱着一颗好奇的心。
前言
早在 3 万年前,或许是出于对实用性的追求,人类 创造出了数字。当时,人们利用在物体上刻痕的方式进 行计数。数字的使用标志着人类从对事物定性的、带有 主观色彩的评估向定量的、有客观结论辅助的评估过渡。 关于数量的多少等相类似的问题都可以由数字客观地决 定,而不会受到诸如等级、权势或声誉等因素的影响, 因此用数字评估相对来说是公平的。
除了用于解决实际问题外,数字从一开始还在人们 认识、探索世界方面发挥着重要作用。在所有人类文化 中,关于宇宙学的问题总会被提及,比如太阳、月亮和 星星在天空中的位置为什么会移动?是如何移动的?按 照什么规律移动?很多神话传说常常试图对此类问题进行解答。其实,对这些问题的解释是有科学依据的,因 为人们所预测的结果是依据表格中记录的数字总结分析 得出的。当人们试图观察、记录天体并得出结果时,便 诞生了天文学。公元前 3000 年,美索不达米亚的数学 家就是这一领域的先驱。
公元前 6 世纪,毕达哥拉斯学派 a 赋予了数字新的 含义。当时,科学界的核心问题是探讨世界存在的本原, 是什么使世界的存在成为可能并保持活力。对于这个问 题,人们给出的答案各不相同,但对于毕达哥拉斯来说, 答案是明确的:数字是事物决定性的基础。这意味着人 们不仅可以在世间万物的现象中发现数字,用数字来描 述世界,而且最重要的是,数字是宇宙运行的基础。万 物皆是由数字组成的,可以说,没有数字,世界就无法 正常运转。
综上所述,数字是非常重要的,它们是开启世界之 门的钥匙。
这不仅适用于广义上的数字,也同样适用于狭义上 的数字。因此,本书要为大家解答的就是:个别数字有 什么特殊的含义吗?还是每个数字都有它独特的意义 呢?每个数字都是开启世界某一领域的钥匙吗?
关于这一问题,人们有两种截然不同的观点。
第一种观点是:在这些数字中,每个数字都与其他 数字一样。也就是说,所有的数字都是同样有趣或者无 趣,没有哪个数字比其他数字特殊。数字只有在作为一 个整体时才有意义。
这一观点的支持者们认为,数字就像数轴上的点, 这些点排成一排,像无限长的珍珠串一样。从这个角度 来看,诸如我们从哪个数字开始数?或者我们朝 哪个方向去数?是完全无所谓的,因为这些数字看起 来极其相似。因此,数字的名称只是表面上的称呼,与 数字的本质毫无关系。
第二种观点与第一种截然相反,认为每一个数字都 是特殊的,没有哪两个数字是一样的,每一个数字都有 其独有的特征。
数学家们有时也会支持这种观点,他们认为所有的数字都是有趣的,甚至通过证明来支持这种说法。 假设存在一些无趣的数字,那么还会有一个更小的无趣 的数字存在这一点无疑是数字本身的一个非常有趣 的属性。
我个人比较倾向第二种观点。或许并不是每一个数 字都很有趣,但许多数字都具有很明显的特征,尤其是 数值较小的数字。因此,不同的数字有着不同的特征。 比如,当我们谈到数字 6,7 和 8 的时候,你不仅会想 到这些数字像门牌号一样按顺序排列,还会不由自主地 发觉有些事物只与其中的一个数字相匹配,而不适用于 另外两个数字。
是什么让数字如此有趣呢?当然,除了数字本身的 数学属性以外,还包括数字背后的传说和故事,或者说 人们对数字的接受史。这本书试图解答人们这两个方面 的疑惑,并探索它们是否关联、如何关联。例如,人们 可能会问,数字的数学属性是否也可以解释它们的文化 历史意义或在日常生活中的用途。
当我们考虑一个数字的数学属性时,我们大多会想 到这样的问题:它能被其他数字整除吗?或者,它是一个质数(也叫素数)或平方数(也叫正方形数)吗? 它与其他数字是什么关系?它是一个无理数吗?
而当我们谈及数字数学以外的属性时,或许会联想 到以下几个方面,如童话故事中的数字、宗教中的数字、 自然界中的数字等,当然也有一些故事不单单以数字为 主题,还涉及数学家们的逸事。
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本书中所提到的数字都有单独一章专门介绍。你可 以了解数值小一点的数字(如 1,2,3 和 0),或者数 值大一点的数字(如人类有史以来数到的最大的数字), 也可以了解到如 或圆周率 这样特殊的数字。
尽管有关其中一些数字的图书可能(或许已经)编 写得很厚,但本书中介绍这些数字的篇幅基本相同。你 可以根据自己的喜好,按任何顺序阅读本书。
无论你是否有数学知识的基础,都不会影响你阅读 本书。在阅读过程中,你还会在不经意间学习到一些数 学知识。如果遇到有关联的数字,还会涉及二进制数、三角形数、完全数、球体堆积、帕斯卡三角形、柏拉图 立体或无理数、无穷大以及一些尚未解决的数学问题等。
另外,本书的大多数章后面还配有附加信息,其中 涉及相关数字的数学信息,以及其他方面的一些信息。
在此,我要感谢我身边的很多人,感谢他们在过去 的几年里激励我思考,与我共同探讨,帮助我撰写出有 关数字的奇妙故事。我在与他们的交流中解开疑惑,获 取灵感,汲取精华,最后总结成文,这些经历都是成就 本书的宝贵财富。
我希望这些关于数字的趣味故事能给广大读者带来 启发,为你们开启通往数字世界的大门。此外,这些有 关数字的实例也有助于你们更好地理解现实世界和人类 的精神世界。