【正版书籍】无言的宇宙：隐藏在24个数学公式背后的故事 达纳·麦肯齐著 科学与自然 正版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 达纳·麦肯齐（DanaMackenzie）著 著

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出版社： 北京联合出版公司

ISBN：9787550244658

商品编码：29928157524

包装：01

开本：04

出版时间：2015-02-01

商品参数

商品名称：	无言的宇宙：隐藏在24个数学公式背后的故事 达纳·麦肯齐著 科学与自然 正版书籍 畅销科普读物	开本：	16开
作者：	（美）达纳·麦肯齐	定价：	49.80
ISBN号：	9787550244658	出版时间：	2015-05-01
出版社：	北京联合出版公司	印刷时间：	2015-05-01
版次：	1	印次：	10

内容介绍

《无言的宇宙》向你讲述的是人类历史上24个美丽而伟大的公式背后的故事，从基本的1+1=2到揭示电磁现象的“麦克斯韦方程”，从著名的E=mc到神秘的“汉密尔顿的四元数方程”，清晰地解释了每一个方程的含义、谁（如何）发现了它，他们在人类发展史上和现实生活中发挥的巨大作用。 

这些故事既长知识又有趣，比如：

发现世界上*简单的方程，这意味着什么；

如果世间未曾有过“0”这个概念，将会怎样；

牛顿运动定律如是何使人类做到这一切的——从建设桥梁到预测天气；

一根劣质雪茄如何改变了量子力学的进程；

为什么鲸鱼（如果它们能和我们交流的话）会教给我们完全不同的几何概念？

 

同时，这本书也解释了为什么这些方程在诉说着关于宇宙的永恒的秘密，没有任何一种人类的表达方式可以与之匹敌。*重要的是它们如何令人惊讶地影响了人类历史和我们的日常生活。

作者介绍

达纳·麦肯齐，普林斯顿大学数学博士，自由科学记者，科普作家。他早年在杜克大学等大学教了13年的数学，但从未感觉教书是自己的使命，写作反而是他的最爱。1996年，在发现可以利用互联网传播科学知识后，他决定利用自己的数学和科学知识当一名专职作家，他经常在《科学》《发现》《新科学人》等杂志发表文章，他的著作有：《数学科学在发生着什么》《大撞击，或月球是怎么来的》。2012年麦肯齐获“美国数学政策联合会年度传播大奖”。

媒体评论

麦肯齐非凡的文字表达功力，就像是一场“简洁”的庆典。

——Nature杂志

 

（这本书）内容好而且易读：地铁里的早晨时光加上一个晚上，我已经读了大半……《无言的宇宙》给人以轻松而愉快的阅读体验，同时也是送给数学爱好者和青少年的完美礼物。

——Chance杂志

◆《数学之美》之后，*值得数学迷和文科生期待的数学科普书。

◆*本“数学史话”，一部关于数学公式的史诗性著作：从1+1=2，到爱因斯坦质能公式E=mc，看24个公式如何改变人类历史进程。

◆用诗意文字讲述公式之美，科普性、知识性和故事性完美结合，100余幅高清珍贵插图，全彩印刷，让神秘、抽象的公式“活起来”！

◆“美国数学政策联合会年度传播奖”。

◆送给数学爱好者和青少年的完美礼物。

目录

序

引言：算盘VS阿拉伯数字

 

第一部分：古代的定理

1.我们为什么信赖算术：世界上最简单的公式

2.抗拒新概念：零的发现

3.斜边的平方：毕达哥拉斯定理

4.4.圆的游戏：π的发现

5.从芝诺悖论谈起：无穷的概念

6.杠杆作用的重要性：杠杆原理

 

第二部分：探索时代的定理

7.口吃者的秘密：卡尔达诺公式

8.九重天上的秩序：开普勒的行星运行定律

9.书写永恒：费马最后定理

10.一片未曾探索过的大陆：微积分基本定理

11.关于苹果、传说……以及彗星：牛顿定律

12.伟大的探索者：欧拉定理

 

第三部分：普罗米修斯时代的定理

13.新的代数：汉密尔顿与四元数

14.两颗流星：群论

15.鲸鱼几何与蚂蚁几何：非欧几何

16.我们信赖质数：质数定理

17.关于谱系的想法：傅立叶级数

18.上帝之眼中看到的光：麦克斯韦方程

 

第四部分：我们这个时代的定理

19.光电效应：量子与相对论

20.从劣质雪茄到威斯敏斯特大教堂：狄拉克公式

21.王国缔造者：陈省身-高斯-博内公式

22.有一点儿无限：连续统假说

23.混沌理论：洛伦兹方程

24.驯虎：布莱克-斯科尔斯方程

 

结论：将来会如何？

致谢

译者注释

在线试读

序

 

我希望，本书能揭开那围绕着数学和方程的神秘莫测的面纱，让那些对此有兴趣的人得以窥其真容。

首先让我简略讨论几个有关术语。“方程”“公式”和“恒等式”这几个词都用于数学中，并带有略微不同的意义。“公式”的实用意义略强，人们运用公式解方程。“恒等式”的意义不那么深刻，隐含着它们可以通过纯符号操作加以证明的意思。但我在本书内不会刻意强调这些词之间的差别。

你也经常会在本书中看到“公理”“定理”“假说”和“猜想”这些词。“公理”是对数学家们认为未经证实的事实的陈述。他们这样认为，是因为他们或者确实相信这一公理是普适的真理，或者他们是为方便起见而以此作为讨论的出发点。

“定理”是数学真相的金科玉律，它是根据特定公理体系正式推导所得的陈述。它不受实验误差或认知方式的影响……唯一例外的是，公理系统本身可能被时代所淘汰。数学确实会发生革命，这些革命通常不是因为定理不正确而发生的，而是因为人们确认，这些定理产生于其上的基础过于严格或过于宽松，或过于不准确，或与实际情况不够吻合。

“假说”与“猜想”是同义词，它们是尚未证明的数学陈述，但有支持这些陈述的实质性证据。这些证据可能来自类似但较低层次的定理或经验观察或计算机实验。无论如何，数学中的事实永远不能用经验证据、表面上讲得通的道理或统计测试来证明。这是区分数学和实证科学包括物理、生物和化学的原则。

 

不可避免地，哪些方程入选与个人品味和喜好有关。有些方程几乎是笃定入选的，如爱因斯坦的质能方程E=mc2，这或许是所有方程中最著名的。其他方程则除了最懂行的读者以外大家都不熟悉，如“连续统假说”。以下是我为确定某方程是否伟大所采用的一些标准。

1.令人惊讶。一个伟大的方程能够告诉我们一些过去不了解的东西。它看上去可能就像炼金术士的一份杰作；它能把一个量转化成另一个开始看上去与之风马牛不相及的量，并对每一步都解释得合情合理。这种魔力仅仅存在于能够发现其中联系的人的大脑之中。

2.简洁。一个伟大的方程具有日本书法般的简朴美感，囊括其中的只有其核心精华。它所叙述的是简单而作用重大的事物。

3.能够产生重大效果。我放弃了几个我认为优美而又发人深省的方程，因为它们最终只能进入寥寥几位鉴赏大家的法眼。让人留下最深刻印象的方程是那些让数学发生了革命性变化、改变了我们对世界的看法或者改变了我们物质生活的方程。

4.具有普遍意义。数学的最大吸引力之一是：一个今天证明为真的方程将永远如此，它不受时尚的虚妄影响，它放之四海而皆准，它不受审查删改或者立法控制。

 

本书呈献的一些方程并非数学定理，而是物理“定律”或理论，如麦克斯韦方程。物理学理论通常是通过数据归纳或“科学方法”证实的，而不是从一套公理推导而来的。与数学定理不同，它们需要经过经验证据和统计检测确认，而且有时候，更为精确的实验会证明它们并非完美。

事实上，数学具有两重性。首先，它是因其本身而存在的一个知识体系；其次，它是表达宇宙知识的一种语言。如果你仅仅把方程视为传递科学信息的一种工具，那你就看不到数学解除我们头脑束缚的方式；如果你仅仅把方程视为智慧的结晶，那你就看不到自然对我们求索“正确”问题的微妙指引。

 

19世纪德国数学家利奥波德·克罗内克曾说：“上帝创造了整数，其他的都是人类的贡献。”尽管我们并不完全清楚应该在多大程度上接受他的这一名言，但在历史上提出数学的神灵起源的绝非仅此一人。古代美索不达米亚人认为，数学是书吏守护女神尼沙巴的礼物。公元前20世纪的一位书吏这样写道：“尼沙巴是一位喜气洋溢的女性、一位真诚的女性、一位女性书吏、一位通晓万事的女性；她指引着我们，把着我们的手指在陶土上书写。测量杆、闪光的测量员之线、码尺和带来智慧的写字板，这些都是尼沙巴的慷慨赠品。”在巴比伦的数学写字板上，只有当问题解答者在答案结尾处写下“赞美尼沙巴！”时，该问题才算解答完毕。

古代中国人认为，数学的创始人是伏羲，传说中中国的第一位皇帝。人们经常把他描绘为手拿一把矩尺的人。3世纪的数学家刘徽写道：“远古时代，伏羲创造了能与神灵沟通的八卦。”他还说，伏羲“发明了管控六十四卦变化的九九算法。”“八卦”和“六十四卦”是中国书法的基本单位，因此，这基本上等同于将文字的发明归功于伏羲；而“九九算法”指的是乘法表。于是，数学并不仅仅是神灵的启迪，而是与文字一起由神灵发明的。

在这些说法中，我们已经可以认出从那时起便源远流长地发展着的三大数学支流。第一大支流为算术或代数，是数量的科学；第二大支流为几何，是形体的科学；第三大支流为应用数学，是将数学转化为解决工程、物理学和经济学实际问题的手段的科学。

并未明显地表现在以上引文中的是第四大支流——无限的科学，即对无限大与无限小数量的分析，它对于理解任何连续运动或变化的过程来说是至关重要的。数学家简单地称这一分支为“分析”，尽管这个词在数学以外的世界中具有相当不同的含义。

由此，我认为数学的四个主要支流是代数、几何、应用数学和分析。以上四者全都相互交融，并以最为奇妙的方式相辅相成；而见证它们之间的相互作用，是作为数学家的一大幸事。差不多每个数学家都发现，自己受到这四大支流之一的吸引强于其他支流，但这一学科的美好与强大无疑来自于所有四大分支。因此，本书四个部分中的每一个都有一个贯穿始终的主题或者说“故事情节”，它们与千百年来这四大分支的进化息息相关。

《时空回响：从牛顿到爱因斯坦的科学革命》 作者： 艾伦·雷诺兹 (虚构) 译者： (待定) 出版社： (虚构) --- 书籍简介 在人类认知的广袤星空中，科学革命无疑是最为璀璨的灯塔之一。它们不仅改变了我们对自然世界的理解，更深刻地重塑了人类文明的进程。《时空回响：从牛顿到爱因斯坦的科学革命》并非一部冰冷的学术教科书，而是一部充满人文关怀与史诗叙事的恢弘画卷，它聚焦于那些定义了现代科学基石的伟大思想、关键实验以及背后那些充满激情与挣扎的科学巨匠们。 本书将带你穿越十七世纪的英格兰，领略牛顿在苹果树下的沉思，解析他如何用简洁而优美的数学语言，统一了天上星体的运行与地面万物的坠落。我们深入探讨了《自然哲学的数学原理》是如何从根本上颠覆了亚里士多德的宇宙观，构建了一个机械、确定、由精确规律支配的宇宙模型。牛顿的力学不仅是物理学的支柱，更是启蒙运动精神的完美体现——理性至上，一切皆可被量化和预测。我们会细致考察万有引力定律的提出过程，分析它在当时引起的巨大争议，以及它如何奠定了经典物理学的坚实基础。 然而，这个由牛顿构建的“完美钟表宇宙”并非终点，而是一个更宏大谜团的序章。 故事的叙述视角随后转向了十九世纪末期，那时的物理学界弥漫着一种“万事皆已发现”的自满情绪。麦克斯韦的电磁场理论似乎已经将所有电、光、磁现象整合得天衣无异。然而，就在这片看似平静的水面上，暗流涌动。迈克尔逊-莫雷实验的“零结果”，像一声不和谐的音符，预示着经典物理学体系内部的深刻矛盾。 本书的下半部分，将笔锋转向二十世纪初的欧洲，聚焦于阿尔伯特·爱因斯坦——这位以其惊人的洞察力，彻底重写了我们对空间和时间的理解的巨人。我们将不再仅仅停留在爱因斯坦公式的表层，而是深入探究他那革命性的思维路径：如何通过对光速不变性的不懈坚持，催生出狭义相对论，将时间和空间从绝对的背景舞台，转变为相互交织、相对可变的“时空”结构。狭义相对论如何彻底改变了我们对质量与能量的认知，并以其著名的质能方程，揭示了宇宙中最深层次的能量秘密。 更进一步，本书细致地描绘了爱因斯坦面对引力难题时的心路历程。狭义相对论的成功并没有解决引力的奥秘，它在宏大尺度上的无力感，促使他进行了长达十年的艰苦探索，最终导向了广义相对论的诞生。我们详尽地解读了广义相对论的核心思想：引力并非一种力，而是质量和能量对时空几何结构的弯曲。本书将通过生动的类比和历史情境的重现，帮助读者理解等效原理的精妙，以及为什么一个弯曲的四维时空能够完美地描述行星的轨道和光线的偏折。 《时空回响》的价值，不仅在于阐述了这些理论的物理内涵，更在于挖掘了这些伟大的思想是如何在特定历史、社会和哲学背景下孕育而生的。我们探讨了： 1. 工具的进步： 从伽利略的望远镜到十九世纪精密的电磁学仪器，技术革新如何为理论突破提供了实验证据。 2. 哲学的冲突： 笛卡尔的机械论如何被牛顿的形而上学所挑战，以及康德的先验哲学在相对论面前如何失效。 3. 科学家的性格： 探究牛顿的孤僻与执拗、法拉第的直觉与谦逊，以及爱因斯坦的独立思考和对和谐的追求，这些性格特质如何塑造了他们的科学发现。 本书的行文风格力求做到学术的严谨性与大众的可读性完美结合。我们避免陷入繁复的数学推导，而是专注于物理图像的构建与思想的逻辑推演。通过重现关键的历史场景——从皇家学会的激烈辩论，到普鲁士科学院的秘密会议——读者将能真切感受到科学前沿探索过程中的兴奋、怀疑与突破。 最终，《时空回响》试图传达的核心信息是：科学的进步不是线性累积的结果，而是由一系列颠覆性的“范式转换”所驱动。牛顿的宇宙观是如此成功，以至于爱因斯坦的理论在很长一段时间内都被视为是对牛顿体系的“修正”，而非彻底的替代。本书带领读者见证了人类心智是如何一步步挣脱旧有的认知枷锁，最终在宇宙的宏大背景下，重新定位了人类在时空中的位置。这是一部关于人类理解力极限的史诗，也是对理性探索永不满足精神的颂歌。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我惊喜的，是它所呈现的数学的“温度”。我一直以为数学是冷冰冰的、客观的，但这本书却让我看到了数学背后人类的智慧、挣扎、喜悦和遗憾。每一个公式都承载着一段不为人知的故事，有那些惊才绝艳的顿悟，也有那些漫长而艰辛的探索。比如，对于我来说，相对论总是显得那么高深莫测，但通过书中对爱因斯坦思考过程的描绘，我仿佛能感受到他内心深处的探索和对宇宙奥秘的渴望。它让我明白，即使是最伟大的科学发现，也离不开人类的直觉、想象力以及不懈的努力。这本书就像是一面镜子，照见了科学探索的艰辛，也照亮了人类智慧的光芒，让我重新认识了数学的魅力，它不仅仅是工具，更是人类思想的结晶。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我感觉自己像是经历了一场思维的盛宴。作者并没有将数学公式堆砌成枯燥的定理证明，而是巧妙地将每一个公式置于其诞生的历史背景下，讲述了那些为之奋斗的科学家们的故事。他们是如何从模糊的直觉出发，历经无数次的尝试与失败，最终凝练出那几个简洁却含义无穷的符号。我尤其对牛顿万有引力定律的诞生过程印象深刻，想象着他如何在苹果落地的瞬间，灵光乍闪，将天空与大地连接起来。这种将抽象数学与人类情感、智慧、甚至是一点点偶然性结合的方式，让科学不再高高在上，而是充满了人性的光辉。我开始理解，数学公式并非凭空产生，而是人类探索自然、理解宇宙最直接、最有效的语言。这本书让我对科学家的职业有了更深的敬意，也让我看到了科学精神的伟大之处。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远不止于科普。它让我看到了科学的连续性和演进性，每一个伟大的公式都是站在前人的肩膀上才得以建立。它也让我体会到，即使是看似简单的数学符号，也可能包含着人类对宇宙最深刻的理解。我特别喜欢书中对于普朗克量子假设的讲述，这种微观世界的颠覆性认知，是如何一步步被接受并最终改变了我们对世界的看法。这本书鼓励我去思考，去质疑，去探索那些隐藏在日常事物背后的数学规律。它就像是一把钥匙，打开了我对科学世界更深层次的兴趣，让我明白，即使是平凡的生活，也可能蕴含着不平凡的数学之美。我强烈推荐这本书给所有对科学、对宇宙、对人类智慧感到好奇的读者。

评分☆☆☆☆☆

我原本以为这类科普书籍可能会比较晦涩，但《无言的宇宙》完全颠覆了我的认知。作者的叙述方式非常流畅，他能够将极其复杂的科学概念，用通俗易懂的语言解释清楚，同时又不失严谨。更重要的是，他赋予了那些冰冷的数学公式以生命。我不再觉得它们是僵硬的符号，而是蕴含着深刻意义的“语言”，它们讲述着关于宇宙、关于物质、关于能量最本质的规律。读这本书的过程，就像是在听一场场精彩的故事会，我跟着作者的脚步，穿越时空，见证了科学史上那些伟大的瞬间。我喜欢作者在描述公式时，穿插的那些关于科学家们的逸闻趣事，这让阅读过程充满了趣味性，也让我更加深刻地理解了公式的意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就相当吸引人，深邃的蓝色背景，点缀着闪烁的星辰，中央是简洁而有力量的数学公式符号，仿佛蕴含着宇宙的奥秘。拿到书的那一刻，就有一种想要立刻翻开，探寻其中故事的冲动。我一直对科学和数学充满好奇，但又常常被过于抽象的概念所困扰，希望这本书能够以一种更易于理解和引人入胜的方式，将那些看似冰冷的公式与它们背后鲜活的创造者和精彩的发现联系起来。我期待它能像一位和蔼的向导，带领我穿梭于数学的殿堂，去领略那些改变人类认知、塑造我们世界的伟大思想。想象着那些曾经困扰无数天才的难题，最终被简洁的公式所解答，这种智慧的闪光让我感到无比兴奋。希望这本书能唤醒我对科学更深层次的理解，并激发我不断探索未知的热情。