沙粒、围棋和无穷 - (英) 戴维·达林(David Darling)

沙粒、围棋和无穷

(英) 戴维·达林(David Darling)

出版时间

2023-11-01

ISBN

9787542880239

评分

★★★★★
书籍介绍

地球上的沙粒是否比宇宙中的星星更多?是否有足够的纸来写下一个古戈尔普勒克斯(googlolplex)的数字?

在古代,只有像阿基米德这样的少数学者才能领悟到非常大的数字与现实世界有关。但今天,我们普通人对数十亿和数万亿这样的数量都已经见怪不怪了。我们都以为数是无穷无尽的,只要一直数下去,就永远也数不到头,那么还可能存在所谓“最大的数”吗?

为了找出答案,本书展开了一场史诗般的探索,从我们身体内的细胞到宇宙中的恒星,再到所有黑洞蒸发所需的时间,大数无处不在。每当我们得到一个大数,另一个意想不到的更大的数就会出现,挑战我们的想象与计算极限。从阿基米德数、阿克曼函数到康威链式箭号表示法、高德纳向上箭号表示法,从庞加莱、图灵、希尔伯特到康托尔、哥德尔,从指数、数论到图论,这些伟大数学家思考和发现大数的故事帮助我们丈量世界,扩大自己的思考疆域。

欢迎加入寻找难以理解的巨大数字的奇妙之旅!

戴维·达林,曼彻斯特大学天文学博士。在过去的35年里,他一直是一名自由职业的科普作家,写过大约50本关于宇宙、物理、哲学和数学等学科的书。他的个人网站和社交媒体主页“发现数学”是公众广泛使用的在线资源。他目前正在制作一个以科学为主题的音乐节目,名为“科幻体验”。

阿格尼乔·班纳吉,出生于印度加尔各答,但大部分时间都在苏格兰度过。班纳吉的非凡数学天赋在他很小的时候就得到了认可。2018年,他在国际数学奥林匹克竞赛中获得满分,并列第一,这使他成为世界上杰出的年轻数学家之一。班纳吉目前正在剑桥大学三一学院继续自己的学业。

AI导读
核心看点
  • 探索从阿基米德到康托尔的大数发现史
  • 解析阿克曼函数与康威链等表示法
  • 探讨大数在物理宇宙与数学中的意义
适合谁读
  • 对数学史与集合论感兴趣的读者
  • 喜欢挑战思维极限的科普爱好者
  • 好奇无穷概念与巨大数字的读者
读前提醒
  • 需具备基础数学概念以理解递归
  • 可跳过复杂公式侧重阅读故事
  • 注意区分数学无穷与物理无穷
读者共识
  • 内容兼具趣味性与知识深度
  • 部分数学推导对非专业读者较难
  • 能极大拓展对数字尺度的认知

本导读基于书籍简介、目录、原文摘录、短评和书评生成,不等同于全文精读。

精彩摘录
  • "出了那些单纯的大数之外,还有一些具备有趣特征的大数让人格外着迷。有时,我们讨论的大数是满足某些数学条件的最小的数。"
  • "在研究幂塔函数的过程中,欧拉成了超运算(超越简单的幂运算)的先驱。他是第一个深入研究我们现在所说的四次迭代的人。尽管他认识到,将一个幂提升到一个幂再提升到一个幂,这样一直提升下去,很快就会得出巨大的数,但他也发现了一些令人惊讶的结果。通往世界上最大的数的道路并不只有不断的上升,还有迷人的曲折。"
  • "事实上,在过去一个多世纪里,人们设计了各种这样的方案。其中一些已经被主流数学家采纳,并写进了学术论文。另一些则在这一主题的边缘地带为人所知,并且最常用在大数的科普著作(比如本书)或古戈尔学家的网页上。古戈尔学家是一群在业余时间研究、命名和寻找表示大数新方法的数学家,有业余的,也有专业的。"
  • "这种描述足以标定一个特定的数。但问题来了:如果这样描述的数永远不能(以十进制的形式)完整地写出来,并且它的绝大部分数字都是未知的(实际上是不可知的),那么它是以何种状态存在的呢?如果在我们所处的现实世界中,永远无法发现兆的第一位数字是什么,那我们能知道它的什么性质呢?第一位数字——一个介于1到9之间的数——是否像其他数一样处于某种概率状态,类似原子中电子位置的不确定性?这似乎不太合理:数学并不受量子力学规则的支配。它的存在是否仅限于物理领域之外的某个柏拉图式的数学宇宙?或者问得更笼统些:在我们用大脑或机器确定数学对象的确切性质或数值之前,它们存在于何处?"
  • "持柏拉图主义或现实主义数学观的人认为,所有数学对象,包括π和莫泽数等数,都是独立于我们对它们的认知而完整存在的。这往往是该领域专业人士的默认立场:所有的数学都以某种方式在外面存在,就像埋藏的宝藏一样,等待我们去发掘。至于“外面”是什么地方,仍然是一个有争议的问题。与这一标准哲学观点相对立的,是各种形式的反现实主义,他们质疑数学独立于思维或它所描述的物理现象之外而存在。"
  • "阿克曼函数和苏丹函数在大众层面很少被提及,而高德纳和康威的箭头在诸如趣味数学的书籍和文章中则有更多的曝光。然而,连接起所有这些实体的是,没有任何一个原始递归函数能够像它们一样快速增长。"
  • "通用图灵机只能执行六种基本操作:读、写、左移、右移、更改状态和停止。然而,尽管如此简单,它却有着惊人的能力。我们所说的“能力”是指它的计算潜力,而不是速度或易用性等表面特质。"
  • "底线是,在没有内存限制的假设下,所有真实的计算机和操作系统在数学上都等价于通用图灵机,因此它们彼此等效。"
作者简介
戴维·达林(David Darling) 曼彻斯特大学天文学博士。在过去的35年里,他一直是一名自由职业的科普作家,写过大约50本关于宇宙、物理、哲学和数学等学科的书。他的个人网站和社交媒体主页“发现数学”是公众广泛使用的在线资源。他目前正在制作一个以科学为主题的音乐节目,名为“科幻体验”。 阿格尼乔·班纳吉(Agnijo Banerjee) 出生于印度加尔各答,但大部分时间都在苏格兰度过。班纳吉的非凡数学天赋在他很小的时候就得到了认可。2018年,他在国际数学奥林匹克竞赛中获得满分,并列第一,这使他成为世界上杰出的年轻数学家之一。班纳吉目前正在剑桥大学三一学院继续自己的学业。
目录
序 言
第1章 沙粒和星星
第2章 现实的极限
第3章 数学无界
第4章 向高处,向远处

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用户评论
正如本书作者们所言,就像登山者试图攀登以前未被征服过的山峰,在伟大的数学家们看来,自己欣赏到的风景如此壮观、令人惊叹,毫不亚于在珠穆朗玛峰或马特洪峰的峰顶看到的胜景。我想,阿基米德的数学研究亦是“无限风光在险峰”吧!
这本书会带我们走上一条史诗般的探索之路,在这条路上,我们可以看到宇宙黑洞,看到身体内的细胞,看到阿基米德和阿克曼函数。数学的无穷乐趣,尽在其中。
数学的精妙,就在于越接近无穷,越参透恐惧。这本书可以让不喜欢数学的人,对数学产生兴趣;可以让对数学感兴趣的人,从中汲取更多营养。
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