玩不够的数学 算术与几何的妙趣

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  • 印刷时间:2015年12月01日
  • 开 本:32开
  • 纸 张:胶版纸
  • 包 装:平装
  • 是否套装:否
  • 国际标准书号ISBN:9787115405647
  • 丛书名:图灵新知
作者:[法] 让-保罗·德拉耶 著出版社:人民邮电出版社出版时间:2015年12月 
编辑推荐
  看数学探索的新成果,诠释令数学家如痴如醉的精彩游戏。
  看数学家如何一步步寻找答案、破解疑团,拓展数学思路,体验形象思维、逻辑思维的妙趣。
  看算法如何破解百年谜题,突破人类计算与思维的疆界,展现人力所不能及的力量。
  看数学在生活和艺术中的美妙之处。 
内容简介
  本书揭开趣味游戏、艺术设计和日常生活中的数学密码,通过新颖话题和精美图示展现算术与几何中隐藏的妙趣,从简单的数学原理走入算法的精彩世界,展现算法破解数学谜题的无穷威力。本书适合所有数学爱好者阅读。
作者简介
  让-保罗·德拉耶(Jean-Paul Delahaye),法国数学家和计算机科学家,数学科普作家,现任法国里尔科技大学计算机技术教授,法国国家科学研究院计算机基础科学实验室研究员,主要研究逻辑编程、偶然性和游戏的算法原理。
目  录
第一章 平面上的几何艺术
不可能!你确信吗?
无穷与不可能
三角形几何学远未消亡!
披萨数学家
七巧板
第二章 三维空间的游戏
两位数学雕塑家
最大悬空问题
皮亚特·海恩的27个小方块
挂画问题
魔方:不超过20步!
第三章 几何与算术的桥梁
矩形的乐趣
前  言
  声称自己不喜欢数学的人往往是在自欺欺人,这源于他们对“数学”一词的狭隘理解。
  数学,意味着一切通过推理或计算破解谜题的历程,但是,单纯对问题抽象结构进行思考,也是数学的一部分。这是一个尤其崇尚自由创造的领域。你在下西洋跳棋或者国际象棋时,就是在处理数学问题。棋子的形状或棋盘的材质都不重要。当一场棋局被登载在专业报刊上时,唯一重要的是用符号代码记录下游戏的一般几何状态。若这个状态出现在未来的棋局中,而你已经知道如何锁定胜局,那你就一定能再次获胜。
  物理学也经常可以转化成类似的游戏形式。计算机科学也是一样的,连法律也不例外,一些基本法律原则就起着几何公理的作用。人际交往中有时也包含着策略性的因素,将人与人之间的关系转化为数学游戏。
  不过,我们在学校学到的显然不是这些无处不在、充满创意的数学。这不能不令人倍感遗憾,否则,也不会有这么多人宣称不喜欢数学,或者对数学一窍不通了。任何勤奋的人只要愿意在数学上稍稍投入一点精力,在研习经济模型、统计数据、生命科学等领域时会更加得心应手。无论做何事,若想追求完美与成功,都需要运用到数学。数学能激发想象力和创造力,是拓展新知的最佳原动力。
在线试读部分章节
  不可能!你确信吗? 人们从透视错觉得来灵感,创造了神秘的“不可能图形”。人类的视觉系统让我们觉得这样的图形很奇怪。然而这些图形确实是可行的,并为我们带来双重乐趣——先是惊奇,然后理解。
  亚历山大·马赛,1829年生于法国坎佩尔。他在 1872年发明了四眼纽扣的系衣服方法。相比其前身两眼纽扣,这个极其简单的物件具备不会因旋转而滑动的优点。四眼纽扣曾让其天才发明者变得富有,如今仍以数千亿的数量出现在一半以上的服装上。你也一定拥有几件配有四眼纽扣的衣服。然而,四眼纽扣也许应当早1000年就出现,甚至在古代就该问世。想象一下颇为有趣:伟大的亚里士多德或许忽略了这枚纽扣的存在,而他的生活质量本可以因此改善。
  自行车、四色定理、整数和一条直线上的点之间双射的不可能性、康威生命游戏、便利贴、不可能图形,都是近来一些颇为简单的创意。很难解释它们为何这么晚才闪现在人类的脑海中。这些发现让人不禁自问,我们今天是不是也对身旁的一些想法视而不见 ——而我们的后代也许会对我们的盲目难以理解。罗特斯维尔德,别无他人! 不可能图形及其无穷的变化带我们从心理学迈入奇幻艺术与数学的,世界,最终来到计算机图形学领域。最近的一些研究成果既展示了人们对不可能图形更深入的理解,也暴露出我们思维的欠缺。
  仔细找找,我们会在古代绘画和版画中发现不可能物体的蛛丝马迹(参见“不可能图形的先驱”)。然而,我们并不确定作者是否刻意留下这样的踪迹,还是仅仅出于对透视法则的无知、粗心或者错用。在威廉·贺加斯的版画或马塞尔·杜尚的不可能床中,图画是刻意为之,但离纯粹的构思还相去甚远,并且没有一个早期不可能图画脱离了现实世界。画中错乱的现实世界,似乎是制造错觉不可或缺的源泉。
  不可能图形的先驱。法王亨利二世收藏的一本早于公元1025年的《圣经》选读中有一幅圣母像(a),画像中装饰柱的位置不合常理。我们可以认为这个错误不是有意而为,而是源于对透视的理解不足。在勃鲁盖尔1568年的画作《绞刑架下的舞蹈》(b)中央有一具几何形状很奇怪的悬架——到底是艺术家有意在作品中安放这个奇怪的物体,还是在悬架透视效果上出了差错呢?威廉·贺加斯于1754年创作的版画(c) 就是存心弄错的透视戏法。点烟斗的人在给他递火人的房子后面很远的山上。同样,羊群里最远的那头却画得最大!树也一样。马塞尔·杜尚在1917年根据一幅广告画画了一张不合常理的床(d)。
  瑞典人奥斯卡·罗特斯维尔德(1915—2002)是不可能图形无可争议的发明人。1934年,年轻的奥斯卡在拉丁文课上百无聊赖。不知不觉问,他开始画出了像图A中那样摆放、位置不合常理的9个立方体。9个立方体连起来,就有了图B中著名的“不可能三角形 ”。不可能图形就是这样诞生的。当他意识到自己画了什么后,奥斯卡·罗特斯维尔德将毕生都投入到研究透视悖论的问题中。
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