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普林斯顿数学与文化书单:挖掘数学之美与传奇历史

PUP China 普林斯顿读书汇 2022-05-20

Editor's Note


普林斯顿大学出版社(PUP)在数学领域的出版物最早可追溯到20世纪中期,是科学出版中历史最悠久的出版内容之一。PUP数学书目兼顾前瞻性与严谨性,用户友好度极高,以应用度广、交叉性强见长。

除了“硬核”教材与学术专著,PUP还致力于让更广泛的读者领略数学之美。本书单面向任何对数学感兴趣的读者,书目均由权威作者执笔,挖掘数学发展的传奇历史,并为读者展示数学与人文艺术的奇妙交融,让抽象的数学思维转化成可观、可感的图像与故事。本书单包括以下三个部分:

数学传奇史:理解历史上著名的数学问题,以及数学家们的曲折故事;

数学与艺术:探究数学和艺术共通的美学逻辑,以及视觉艺术背后的数学原理和实现方法,呈现数学之美;

数学与文学:挖掘流行文化、科幻故事和文学作品中的数学线索和科学原理,让学习数学成为一场有趣的探险



//数学传奇史


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In Pursuit of Zeta-3: The World's Most Mysterious Unsolved Math Problem

Zeta-3是描述量子宇宙的基础,但它是否是一个独立常数?这是数学领域的未解之谜。在该书中,通识数学作家 Paul Nahin 研究了zeta-3这个数学难题的历史和意义。

Nahin 利用详细的例子、历史轶事和诗歌,揭示了zeta-3性质的丰富性。他展示了它与黎曼假说的密切联系(黎曼假说是另一个数学谜团,近两个世纪以来一直困扰着数学家)。他研究了它与欧拉成就的联系,并探索了欧拉和的现代研究领域。zeta-3问题的价值,并非仅仅是对数学兴趣的纯粹满足,它将对物理学和工程学的应用产生关键影响,例如量子电动力学。本书每个部分的末尾将附上有挑战性的例题及其详细的解决方案。

Paul Nahin 是新罕布什尔大学电机工程的名誉教授,曾获得 2017 Chandler Davis Prize for Excellence in Expository Writing in Mathematics。


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99 Variations on a Proof

本书通过展示同一定理的99种不同的证明方法,提供了一个关于数学的多面视角。每一章都以独特的历史、形式和想象力风格解决了一个原本不起眼的方程。Philip Ording 以一种罕见幽默和学术风度,将这些变化编织成一个关于数学理论与实践的简单易懂的叙述。

Ording从一个被称为"Oulipo "的巴黎写作团体的实验中汲取灵感, 探索了研究数学美学的新方法。通过图表、材料与图片各种方式,作者对同一个故事进行了99种复述,创新而不失严谨地说明了数学的灵活性和创造性潜力。

在该书中,读者不仅可以获得该学科及其主要分支的鸟瞰图,还可以获得对其历史、哲学和文化价值的新见解。无论读者的专业水平如何,都会在这本书发现数学领域令人惊讶的新内容。

Philip Ording 是美国莎拉劳伦斯学院的数学系教授。

该书荣获:美国出版商协会颁发的物理科学和数学优秀奖(PROSE)、美国出版商协会颁发的PROSE数学奖、Choice年度杰出学术著作奖(A Choice Outstanding Academic Title of the Year)



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The New Era in American Mathematics, 1920-1950

在上世纪20年代进入大萧条,紧接着纳粹德国发动第二次世界大战的期间,美国数学家们仍然孜孜不倦地追求着他们的学术理想,并夺得全球数学霸权的地位。他们是如何做到的?本书探讨了在20世纪上半叶教育制度、财政制度、社会和政治力量是如何影响和支持这一学术群体的发展的。在此过程中,Karen Hunger Parshall 驳斥了一个普遍性观点,美国数学只是在欧洲移民逃到美国海岸后才兴旺起来的。

通过广泛的档案和原始资料研究,Parshall 探究了美国数学界的关键人物的研究成果,及其在共同实现这一变革中的作用。她强调,教育、职业、慈善和政府团体在促进学科进步上是不容忽视的。与此同时,她揭示了美国数学家们在追求知识进步的过程中所实施的策略,同时也考虑到了地缘政治环境如何影响该学科发展的进程。本书考察了美国数学界如何在国际舞台上坚持自己的立场,展示了一个国家成为数学领域领军角色的独特路径。

Karen Hunger Parshall 是弗吉尼亚大学的数学史教授。



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The Secret Formula:How a Mathematical Duel Inflamed Renaissance Italy and Uncovered the Cubic Equation

三次方程的解法是数学史上最伟大的故事之一,充满了竞争、数学决斗、神圣的誓言、欺骗、破碎的承诺、侮辱和奉承。科普书籍作者 Fabio Toscano 讲述了文艺复兴时期这两个数学家主人公的故事,他们激烈的辩论与博弈,最终导致了一个立方体方程解法公式的诞生。

Niccolò Tartaglia 是一位才华横溢、雄心勃勃的教师,他将流传两千年的数学难题的独特解法藏在诗歌当中,防止其他数学家的窃取。Gerolamo Cardano 是一名医生、学者和赌徒,他以奉承、欺骗的方式获取了 Tartaglia 的数学秘密。

The Secret Formula 以一个思维上动荡的、文化上富有活力的时代为历史背景,对文艺复兴时期数学的特殊性提出了新颖的见解。在这个时代,数学家们通过在户外举行的智力决斗,在人群中相互挑战。一旦成功,声誉、奖金和职业荣誉将纷沓而至。在听说 Tartaglia 在威尼斯的一次比赛中取得了胜利后,Cardano 邀请他到米兰,决心不惜一切代价获得他的秘密。Cardano 的阴谋诡计得逞了——545年,他第一个发表了立方体方程的解决方案。Tartaglia 急于报复,便向Cardano发起了终极数学决斗。

本书生动而令人信服地描述了天才、背叛和人性弱点导致的失败,揭示了现代代数重要基本思想背后史诗般的竞争故事,读来就像一部引人入胜的推理小说。对于任何想要了解立方公式历史的学生和普通读者而言,都是一本极佳读物。




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Trigonometric Delights

三角函数被认为是一个枯燥、困难的数学分支,是一种被计算复杂化的几何学的美化形式。在Trigonometric Delights 中,Eli Maor 消除了这种看法。他摒弃了对正弦、余弦和它们的三角关系的通常描述,通过将数学故事以历史与传记的形式讲述,贴近生活地诠释了数学的魅力。

从埃及金字塔建造者的原三角函数和希腊天文学家开发的第一个真正的三角函数,到玩具万花尺的外循环和下循环,作者既介绍了三角函数的主要元素,又对其对科学和社会发展的重要贡献进行了独特的阐述。本书是由故事、好奇心、洞察力和插图组成的织锦,足以改变读者对这个数学学科分支的看法。

作者 Eli Maor 曾是芝加哥洛约拉大学的数学史教授。




// 数学与艺术


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Curves for the Mathematically Curious

本书是当今最重要的数学作家之一Julian Havil 精心策划的十条数学曲线的合集,这些曲线因其重要性、数学趣味和美感而被选中。每一章都介绍了一条曲线的历史和定义,让人们了解到在其创造和演变过程中所涉及的巧妙且令人惊讶的数学知识。

在讲述这十个故事时,哈维尔介绍了许多数学家和其他创新者,有些人的名声经得起岁月的考验,有些人则相对默默无闻。你会见到 Pierre Bézier,他以无处不在的同名曲线而闻名,还有 Adolphe Quetelet,他吹嘘正态曲线无处不在,但他的名字却隐没于历史的洪流。这些独具慧眼的思想家在洞察数学曲线的魅力中,不断发掘一系列具有挑战性的、不和谐的、具有争议性的命题,堪称一场数学冒险。

对于任何对曲线感兴趣的人来说,本书是一次丰富而不是严谨的数学之旅,本书的设计使读者可以选择用纸笔跟踪细节。每条曲线都有一个值得讲述的故事。

Julian Havil 是英国曼切斯特学院前院长,教授数学逾三十载,是当今最为重要的通识数学作家之一。



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Opt Art

线性优化是一种强大的建模方法,可以作为解决问题的最佳方案,是当今数学和计算机科学最重要的分支之一。本书向读者展示了线性优化及其趣味性应用,包括在设计视觉艺术领域的运用。

Robert Bosch 对几何、代数和算法基础进行了生动而通俗的介绍。本书图文并茂,每一章节都从一道难题引入,展示了如何利用3D打印技术、激光切割和计算机控制等方式获得该问题的解决方案。Bosch 自始至终专注于数学建模,将问题转化为可行的数学形式,使用优化技术进行求解,并检查结果,这些结果会以马赛克、线图甚至雕塑的形式呈现。你只需要一些高中的代数、几何和微积分知识就可以跟上。Opt Art 收录了一百多幅 Bosch 自己的艺术插图和照片,展示了数学和计算如何被用来创造美,并通过惊人的艺术作品表达情感。

Robert Bosch 是欧柏林学院的数学教授,也是一位获奖作家和艺术家。



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The Seduction of Curves: The Lines of Beauty That Connect Mathematics, Art, and the Nude

曲线是诱人的——这些光滑灵动的线条和表面以一种直观的方式吸引着我们,这是直线或古典几何学的完美形状永远无法做到的。这本书中,Allan McRobie带领读者探索塑造我们世界的美丽曲线,其中包括人体、萨尔瓦多·达利的绘画以及宇宙的时空结构。

本书重点介绍了包括褶皱曲线、分叉集曲线、蝶形曲线在内的七条曲线,其分类来自于数学家勒内·托姆的精湛构思。作者以人的裸体为例介绍了这些曲线,接着描述了它们在自然、科学、工程、建筑、艺术等领域的运用。读者可以了解到这些曲线及其作用是如何在石油钻井平台的稳定性、对遥远星系的研究、彩虹等现实领域得到显现的。本书还讨论了这些曲线在 David Hockney , Henry Moore 和 Anish Kapoor 等艺术家作品中的表现。作为对曲线语言的独特介绍,这本书可能会改变你看待世界的方式。

Allan McRobie 是剑桥大学工程系讲师。

该书荣获 Choice Review 所颁发的2018年度优秀学术著作之一(Outstanding Academic Titles of 2018)




// 数学与文学


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Prime Suspects

整数(Integer)和序列(Permutation)是两个最基本的数学对象,它们诞生于不同的领域,需要用不同的计算手法进行研究。由高斯教授所领导的数学科学调查小组(Mathematical Sciences Investigation team)的法医们开始对两起看似毫无关联的杀人案进行调查时,却发现两起案件的受害者Arnie Integer 和 Daisy Permutation 的尸体结构存在不同寻常的相似之处。

Prime Suspects 是一部图画小说,它将带你踏上法医之旅,探索数学中一些最基本的概念。在侦探过程中,从比利牛斯山的牧羊人小屋到巴黎咖啡馆中的秘密社团,从音乐中隐藏的密码到有限域中的惊人发现,Von Neumann 侦探不放过任何线索。在故事的历险中,读者还能体会到女主人Emmy Germain 向法医侦探高斯教授汲取智慧,并为女性在数学研究领域开辟了一条道路的坚信历程中,所经历的挫折和成就。

作者Andrew Granville 是蒙特利尔大学的加拿大数论研究主席和伦敦大学学院的数学教授;Jennifer Granville 是一位教育家、获奖电影和戏剧制作人、作家和导演;Robert J. Lewis 是多伦多的平面设计师和电影电视的故事板艺术家。



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Flatland: A Romance of Many Dimensions
1884年,Edwin Abbott Abbott 写了一部数学冒险小说,背景是一个二维的平面世界,居住着一个由规则的几何图形组成的等级社会——他们会思考,会说话,并且有非常人性化的情感。从那时起,Flatland 就吸引了一代又一代的读者,成为多年来科幻小说界的宠儿。
通过想象来自不同维度生物的接触,作者充分展现了人类的局限性与他创造的二维人物之间的类比力量。这是一本关于空间多维度概念的一流虚构指南,使更高的维度可见,也将吸引对计算机图形感兴趣的读者。
布朗大学(Brown University)的数学名誉教授托马斯·班霍夫(Thomas Banchoff)为本书写作了新的引言,他指出,阅读这部经典小说是理解高维切片问题的绝佳入门读物。
作者Edwin Abbott Abbott (1838-1926) 曾是伦敦城市学院的校长,也是那个时代领先的教育家。

 
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