圆的历史:数学推理与物理宇宙

(美)泽布罗夫斯基

出版时间

2003-08-01

ISBN

9787564001483

评分

★★★★★
书籍介绍

圆的概念可以用数学方式描述,可以用物理方式展现,也可以用技术方式应用。圆最初是一个完美的抽象概念,人类利用这个概念改善了自己的生活。

然而,在我们的实际生活中不存在真正的圆。彩虹是模糊的,汽车轮胎在底部是扁平的,即使最精密的滚珠轴承事实上也是不规则的。为什么关于圆的研究对于我们当前关于物理宇宙的知识产生了如此重大的影响,这正是泽布罗夫斯基要探讨的问题。从古代数学家到20世纪的时空理论,圆的数学为众多研究者指明了探索自然奥妙的方向,例如,开普勒对地球的圆形轨道提出挑战,并在1609年掀起科学革命:阿拉伯和欧洲的建筑师对罗马的半圆形拱顶提出挑战,并导致宗教建筑的黄金时代。

数学计算以概念为基础,而这些概念是如何与现实联系起来的?这是贯穿全书的问题。本书以小说的风格生动地描述了有关圆的技术、文化、历史和科学,并辅之以简单用了的数学推理和精巧的插图。

泽布罗夫斯基博士执教于路易斯安娜州的巴顿鲁治南大学(科学与数学教育)和宾夕法尼亚州立大学的技术学院(物理学)。在从事学术工作以前,他曾在利比亚的和平工作队服务,担任过几个工业研究职务。他曾作为专家证人出席关于工业事故的听证会,并在宾夕法尼亚州教育部的科学和物理教师教育计划中任职。在他已出版的五部著作中,有三部是关于应用物理学的。这部《圆的历史》以及近期出版的《不休的行星的冒险》反映了泽布罗夫斯基博士在科普方面的兴趣,他的自的是让科学爱好者和未来的科学家理解科学的历程及其哲学基础。

译者简介

李大强,哲学博士,现任教于吉林大学哲学系,从事逻辑学和分析哲学方面的教学和研究。著有《悖论的基础分析》,译有《机会的数学原理》。

AI导读
核心看点
  • 本书深入探讨数学抽象概念与现实物理世界的鸿沟,揭示自然界中不存在完美的圆,所有物理实体如轮胎、彩虹均存在不规则性,强调科学探索的核心在于理解模型与现实的偏差而非追求绝对完美。
  • 作者以圆的历史为线索,串联起从古代建筑、圆周率计算到现代量子力学、相对论的宏大科学史,展示数学推理如何推动人类对宇宙结构、引力场及物质波动的认知突破,体现科学发展的内在逻辑。
  • 书中批判性地指出欧几里得几何仅是理想化模型,自然界无需遵循几何真理,通过大量实例说明人类定义的局限性,引导读者反思科学知识的边界,理解为何探索‘不完美’的原因比追求完美本身更具科学价值。
适合谁读
  • 适合具备高中及以上数学和物理基础的读者,特别是理工科背景人士,书中涉及傅里叶级数、圆锥曲线、相对论等复杂概念,需要一定的数理逻辑能力才能深入理解其背后的科学原理和历史演变。
  • 对科学史、数学哲学及自然科学发展脉络感兴趣的普通读者,本书以通俗叙事风格讲述圆的技术、文化与应用历史,虽部分章节难度较高,但整体旨在普及科学思维,帮助读者建立对科学本质的正确认知。
  • 希望弥补中学阶段物理和数学知识碎片化缺陷的学习者,书中将分散的知识点如圆周率、天体运动、波动理论等有机串联,有助于构建完整的科学知识体系,但需做好面对部分高难度推导的心理准备。
读前提醒
  • 阅读时需注意区分数学理想模型与物理现实的区别,书中强调‘完美的数学世界与混乱的现实世界存在鸿沟’,切勿将几何定理直接套用于自然现象,应重点关注作者如何解释模型失效的原因及科学修正过程。
  • 后半部分涉及量子力学、相对论及傅里叶分析等内容难度陡增,若读者缺乏相应背景知识,建议略过复杂公式推导,重点阅读结论性描述及科学史实,避免因技术细节阻碍对整体科学思想的理解。
  • 译者注释中带有强烈个人情绪,部分注解可能干扰阅读体验,建议读者保持客观立场,专注于原著内容本身,对于译者与原作者观点的分歧之处,可自行查证或忽略,以免被误导。
读者共识
  • 读者普遍认为本书立意独特,从‘圆的不完美性’切入科学本质极具启发性,但批评其史料严谨性不足且部分章节浅尝辄止,深度不够,无法替代专业教材,仅适合作为科普读物浏览。
  • 多数反馈指出书中后半部分涉及高等数学和物理内容过于晦涩,超出普通科普读者接受范围,且翻译质量参差不齐,译者注释充满愤怒情绪,严重影响阅读流畅度,建议谨慎选择版本。
  • 尽管存在争议,仍有读者认可其将数学、物理、历史跨学科整合的尝试,认为其有助于反思科学定义的自然局限性,但警告初学者勿将其作为系统学习工具,因其逻辑跳跃大且缺乏必要的基础铺垫。

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
  • "此外,他还确定了[;\pi;]的精确值的上界和下界。为了求得上界和下界,他计算了两个正九十六边形的周长:其中一个正九十六边形恰好被包围在圆内(“内接于圆”),另一个正九十六边形恰好把圆包围在内(“外切于圆”)。"
  • "事实上,我们在物理世界中通过测量得到的数值本质而言都是无理数。针对一个数值我们测得一个结果,而一旦我们进一步增加测量精度,就会在这个结果后面添加新的数字,这些数字是无限不循环的。 科学是以无理数为基础的。 [;\pi;]和[;\sqrt{2};]的差别并不在于它们的数字不同,至关重要的差别在于定义不同:[;\pi;]的定义是圆周与直径之比,而[;\sqrt{2};]的定义是正方形的对角线与边长之比。研究无理数的价值并不在于求出绝对的精确值,绝对的精确值并不存在。真正的价值在于发现无理数的意义。在真实世界中的一个物理对象(或物理过程)可以定义一个无理数,对这个无理数的意义的探究可以解释自然界的规"
  • "我们已经发现,在很多古代建筑奇观中经常出现[;\pi;]的整数倍的长度(以当时的长度单位测量)。有些人认为,古代人把[;\pi;]当作一个神圣的数值,所以把这个值嵌入神庙、坟墓、金字塔等建筑中。不过我们可以提供一个更合理的解释:古代人在建筑工地上采用滚轮子的方法确定距离,一旦采用这个方法,[;\pi;]就自动地出现在建筑中。"
  • "在滚珠轴承中,一组钢制的小球(或圆柱)嵌在一个环绕轮轴的槽里。滚珠(或滚柱)的运动速度是轮轴表面的运动速度的一半。"
  • "与星空中的圆相比,地球上的圆只是拙劣的模仿。"
  • "为什么要分成360份呢?"
  • "有些文明不需要在夜间旅行于沙漠之中,对于这些民族来说,季节的循环比月相的循环更加重要。历法反映出一个民族的天文观测水平和数学知识的发达程度,同时也反映了这个民族对各种社会需求的重视程度。"
  • "只有在亚分子层次上,自然界偶尔会向我们提供可以明确分辨的对象。边界和定义是由人类构造的,我们不可能要求自然界遵循人类的规定。我们对自然物进行定义和分类,定义和分类确实帮助我们描述和理解这个世界,但是如果我们相信这些定义和分类就是完全真实的,这种毫无根据的幻想将导致无意义的结论。"
作者简介
泽布罗夫斯基博士执教于路易斯安娜州的巴顿鲁治南大学(科学与数学教育)和宾夕法尼亚州立大学的技术学院(物理学)。在从事学术工作以前,他曾在利比亚的和平工作队服务,担任过几个工业研究职务。他曾作为专家证人出席关于工业事故的听证会,并在宾夕法尼亚州教育部的科学和物理教师教育计划中任职。在他已出版的五部著作中,有三部是关于应用物理学的。这部《圆的历史》以及近期出版的《不休的行星的冒险》反映了泽布罗夫斯基博士在科普方面的兴趣,他的自的是让科学爱好者和未来的科学家理解科学的历程及其哲学基础。 译者简介 李大强,哲学博士,现任教于吉林大学哲学系,从事逻辑学和分析哲学方面的教学和研究。著有《悖论的基础分析》,译有《机会的数学原理》。
目录
中译本序
原版序
第一章探索圆周率
恒定的圆周率
计算圆周率

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用户评论
看完后终于补全了以前高中时代欠缺的部分。
号称高中读物,你真能明白?
高中时看的。
这套书让高中生看真是太合适了,真可惜我当时没看啊。
挺有意思的
很长见识的一本书,感觉最有意思的是从傅立叶变换的角度来理解了托勒密的天体运行模型。
个人觉得相当好。内容涉及的知识有点浅,但把知识演化关系历史讲的这么深,是其它科普书很少有的。
@2015-02-12 10:55:34
读了前面的内容,后面的写法不够有趣
圆是世界上的独一完美。当你面对数学公式建构起的圆的世界的时候,你可以无穷想象其完美,并感觉到这种完美的真实存在。但脱离数学的头脑推演,降格到一个实存的物理世界,你知道,那个无可挑剔的完美将永远不会存在。作为一名文科生,推理及公式基本没仔细看,只关注结论。振动和波那两章,以数学的语言来解释振动和波的,因为数学推理的过程比较多,没怎么太能够从数学的意义上理解。其他都不错。不过中文翻译貌似错误不少。最后补充一句,世界真奇妙,宇宙,人脑乃至粒子,三位一体,在它们的背后,站着真正的永恒。
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