圆的历史:数学推理与物理宇宙

圆的历史:数学推理与物理宇宙 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:北京理工大学出版社
作者:(美)泽布罗夫斯基
出品人:
页数:219
译者:李大强
出版时间:2003-08
价格:16.00元
装帧:平装
isbn号码:9787564001483
丛书系列:盗火者译丛
图书标签:
  • 科普
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  • 曲线理论
  • 拓扑学
  • 时空概念
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具体描述

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。

《圆的历史:数学推理与物理宇宙》 内容简介 本书并非一部关于“圆”的简单图解或数学公式集,而是以“圆”这一最为基础也最深邃的几何图形为切入点,铺陈开一幅波澜壮阔的知识画卷。我们将一同探索,这个在自然界无处不在、在人类文明发展历程中扮演着核心角色的图形,是如何深刻地影响了我们的数学思维,又是如何帮助我们理解和描述浩瀚的物理宇宙。 第一部分:古老智慧的萌芽——圆的数学根基 本书的开篇,将追溯人类对圆的早期认识。从史前时代先民们对太阳、月亮、星辰的观察,到早期文明如古埃及、巴比伦和古希腊时期,数学家们如何从实际测量和工程需求出发,逐渐揭示圆的奥秘。我们将深入探讨欧几里得《几何原本》中关于圆的公理与定理,理解圆的定义、周长、面积等基本概念是如何被严谨地构建起来的。 点、线、面与圆: 追溯几何学的起源,理解点、线、面的抽象化过程,以及圆在这一体系中的独特地位。 周长与面积的探索: 介绍古代数学家们求解圆周率(π)的早期尝试,例如阿基米德的割圆术,展现数学家们为了逼近一个无限不循环小数所付出的智慧与努力。 角度与弧度: 探索圆周上的角度是如何被测量和理解的,以及弧度制这一更符合数学内在逻辑的度量方式的出现。 圆与多边形的关系: 通过内接和外切多边形的方法,展现如何利用有限的手段逼近无限的圆,这其中蕴含的数学思想极具启发性。 第二部分:逻辑的艺术——圆在数学推理中的演进 随着数学的不断发展,圆不仅仅是一个几何图形,更成为了抽象思维和逻辑推理的绝佳载体。本书将深入探讨圆在不同数学分支中的重要作用。 解析几何的革命: 介绍笛卡尔如何将代数与几何相结合,用方程来描述圆((x-a)² + (y-b)² = r²),这使得对圆的性质进行代数分析成为可能,极大地拓展了研究方法。 微积分的誕生: 探讨牛顿和莱布尼茨如何利用微积分工具来更精确地计算圆的周长和面积,以及研究圆的曲率、切线等概念。微积分的诞生与对圆和曲线的研究密不可分。 圆与数的奇妙联系: 深入分析圆周率π的超越性,以及它在数论、概率论等领域的意外出现,揭示数学内部不同分支之间深层次的联系。 群论与对称性: 探讨圆的对称性如何启发了群论的研究,以及群论在理解对称现象中的强大威力。 第三部分:宇宙的织锦——圆与物理世界的和谐 “圆”的形态不仅存在于抽象的数学世界,更以其优美的曲线和完美的比例,构成了我们物理宇宙的基本法则和壮丽景象。本书将带您领略圆在物理学中的广泛应用和深刻启示。 天文学的永恒之舞: 从古代“地心说”的本轮、均轮,到哥白尼、开普勒的“日心说”和椭圆轨道,再到牛顿的万有引力定律,圆(以及与之相关的椭圆)始终是描述天体运行轨迹的核心几何概念。我们将回顾天文学史上一系列围绕圆形轨道展开的重大发现。 经典力学的基石: 探讨圆周运动在经典力学中的重要性,例如匀速圆周运动的受力分析、向心力与离心力的概念,以及这些概念如何解释日常现象和工程应用。 波动与振动: 介绍简谐振动(如弹簧振子、单摆)的运动轨迹通常与圆周运动密切相关,以及正弦函数和余弦函数(与圆的坐标紧密相关)如何描述各种波动现象,从声波到光波,乃至更复杂的量子场。 相对论与宇宙学: 即使在现代物理学中,圆的概念也从未缺席。例如,光子在时空中的运动,以及宇宙膨胀的模型,虽然不一定是严格的圆,但其背后依然蕴含着几何学和拓扑学的深刻思想,而圆是理解这些概念的起点。 自然界的圆形之美: 从细胞核的微观结构,到星系的螺旋形态,再到水面的涟漪,自然界中的许多现象都呈现出圆形或近似圆形的特征。我们将探讨这些圆形现象背后的物理和生物学原理。 结语 《圆的历史:数学推理与物理宇宙》并非简单地罗列事实,而是通过“圆”这一单一而强大的主题,串联起数学的逻辑之美与物理世界的运行规律。本书旨在启发读者,从一个看似简单的几何图形出发,去感受数学推理的严谨与创造性,去理解物理宇宙的和谐与奥秘,从而培养一种更加深刻的观察世界和思考问题的方式。它邀请您踏上一段跨越时空的知识之旅,发现隐藏在日常中的非凡智慧,以及数学与自然之间那令人惊叹的内在联系。

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》。

目录信息

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
无理数π
π的含义
第二章滚筒、轮子和轴承
建造金字塔
从滚筒到滑轮
轮子、轮轴与轴承
第三章星空中的时钟
星空中的圆
关于六和六十
日晷
月和历法
第四章数学与物理世界
计数
测量
形式几何的兴起
不确定性的放大
第五章探索地球
地球的尺寸
赤道和回归线
纬度
经度
时区
海里
北极圈和南极圈
捆绑地球
第六章平面与空间
平面测量
面积缩放
测量空间
体积缩放
强度和重量
表面积与体积之比
第七章天球
托勒密的本轮
科学与权威
通往日心说
开普勒定律
伽利略和他的望远镜
第八章从圆锥曲线到引力
解析几何的兴起
其他坐标系统
圆锥曲线与光学
引力场中的运动
多体问题
第九章振动
钟摆
简谐振荡
振荡与傅里叶级数
傅里叶级数与圆
摆线
欧拉方程
第十章波
波动
波的傅里叶分析
平面波、圆形波与球面波
空间、时间与光
相对论与现实
物质波与不确定性原理
第十一章人造结构与天然结构
刚性
几何与生物世界
原子简史
从亚原子结构到宇宙结构
第十二章真实的宇宙与猜想的宇宙
物理实在
中微子的发现
关于实在的限制
神秘的数学应用
附录A 常用面积公式
附录B 常用体积公式
附录C 圆锥曲线的方程
注释
索引
附表本书常用英制单位与国际单位(SI)换算表
· · · · · · (收起)

读后感

评分

这本书对专业的人来说肯定太浅了,对于业余的来说看看正好。 要是我高中的时候读过这样一本书,物理成绩就不会这么差了~~~ 这本书前三张比较基础的知识,但是第四章开始就比较吸引人了,尤其对我这种本来非常讨厌物理的人来说,这本书是一个了解物理基本知识的好机...

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这本书对专业的人来说肯定太浅了,对于业余的来说看看正好。 要是我高中的时候读过这样一本书,物理成绩就不会这么差了~~~ 这本书前三张比较基础的知识,但是第四章开始就比较吸引人了,尤其对我这种本来非常讨厌物理的人来说,这本书是一个了解物理基本知识的好机...

评分

这本书对专业的人来说肯定太浅了,对于业余的来说看看正好。 要是我高中的时候读过这样一本书,物理成绩就不会这么差了~~~ 这本书前三张比较基础的知识,但是第四章开始就比较吸引人了,尤其对我这种本来非常讨厌物理的人来说,这本书是一个了解物理基本知识的好机...

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p120“一旦稳定的轨道得以确立,我们就可以根据天体的实际轨道对圆锥曲线的偏离推算他所受到的引力干扰,从而计算出一个未知天体的质量和轨道。如果天体的轨道是完美的,我们就无法通过这种手段获得关于远方的小天体的知识。我们的知识并非来源于圆本身,而是来源于探索使圆(...  

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这本书对专业的人来说肯定太浅了,对于业余的来说看看正好。 要是我高中的时候读过这样一本书,物理成绩就不会这么差了~~~ 这本书前三张比较基础的知识,但是第四章开始就比较吸引人了,尤其对我这种本来非常讨厌物理的人来说,这本书是一个了解物理基本知识的好机...

用户评价

评分

这本书的名字,我第一眼看到就觉得很有意思。《圆的历史:数学推理与物理宇宙》,光是这几个字,就勾起了我无限的好奇心。首先,“圆”这个概念,看似简单,却又无处不在。从孩童时期在纸上画的第一个圆,到天文学家观测到的星体运行轨迹,再到物理学中描绘的能量场的形状,圆似乎是宇宙中最基础、最普遍的存在之一。我一直对这种看似寻常却深藏玄机的概念很好奇,想知道它在数学和物理世界里到底扮演着怎样的角色。这本书的标题暗示了一种跨学科的视角,让我期待它能带我深入探索圆的数学本质,比如它独特的几何属性,以及这些属性如何与我们理解的物理世界建立联系。会不会讲到欧几里得的几何学,还是更现代的拓扑学?物理宇宙又该如何解读?是关于行星轨道,还是微观粒子的行为?我脑海里已经充满了各种关于圆在宇宙中可能存在的形式的猜想,这本书似乎是一个绝佳的契机,让我能以一种系统性的方式去理解这个被我常常忽略却又至关重要的形状。我希望它能深入浅出,即使我不是数学家或物理学家,也能读懂其中的奥秘,体会到数学的优雅和物理的奇妙。

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《圆的历史:数学推理与物理宇宙》这个名字,给我一种既古老又前沿的感觉。圆,作为最古老、最基本的几何图形之一,它的“历史”本身就充满了故事。但当它与“数学推理”和“物理宇宙”结合在一起时,就赋予了这个概念全新的生命力。我猜这本书不会仅仅停留在对圆的几何属性进行描述,而是会深入探究数学家们是如何通过逻辑推理,一步步揭示圆的深层规律,比如圆周率 π 的不可约性,以及它在各种数学公式中的反复出现。这本身就是一场智力的冒险。更让我兴奋的是“物理宇宙”这个词。我一直对宇宙的运行机制感到着迷,而圆,在天体运行、电磁场、甚至量子力学中,都扮演着重要的角色。这本书有没有可能解释,为什么宇宙会呈现出如此多的圆形或近似圆形的结构?它会不会涉及到那些优美的物理定律,而这些定律又恰恰与圆的数学性质息息相关?我希望能在这本书中找到一种连接,一种将看似抽象的数学原理,转化为我们能够理解的宇宙现象的桥梁,让我对科学的理解更加全面和深刻。

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读到《圆的历史:数学推理与物理宇宙》这个名字,我脑子里瞬间联想到的是那种沉浸在知识海洋里的感觉。这本书似乎不像那些只讲故事的书,它带有“数学推理”和“物理宇宙”这样的字眼,这让我预感到这是一场智力上的挑战,也是一次深刻的学习体验。我一直在寻找能够拓展我思维边界的书籍,特别是那些能够连接不同学科知识的书。我很好奇,作者将如何把“圆”这个具体而抽象的几何图形,与严谨的数学逻辑以及宏观的宇宙规律联系起来。是会从历史的角度,追溯圆的概念是如何在不同文明中被发现和理解的?还是会从数学的角度,深入探讨圆的方程、圆周率 π 的奥秘,以及它在微积分、微分几何等高深领域中的应用?而“物理宇宙”的部分,又会涉及哪些内容?是引力场中的轨道运动,还是量子力学中的波函数,甚至是宇宙的大尺度结构?我期待这本书能够提供一种全新的视角,让我看到我们习以为常的“圆”,在科学探索中扮演的不可替代的角色。它应该会是一次烧脑但又极富回报的阅读之旅,让我对宇宙的理解上升到一个新的高度。

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“圆的历史:数学推理与物理宇宙”——这个书名,一下子就把我拉到了一个充满逻辑与想象力的世界。我一直对那些能够将抽象概念与现实世界巧妙结合的书籍情有独钟。这本书的名字就给我这样的感觉。它似乎不仅仅是关于一个简单的几何图形,而是要揭示这个图形背后所蕴含的深刻的数学原理,以及这些原理如何在构建我们所认识的物理宇宙中发挥着至关重要的作用。我猜想,书中可能会从几何学的基础出发,比如毕达哥拉斯定理、圆的性质等等,然后逐步深入到微积分的领域,探讨切线、弧度、曲率等概念,这些都是理解动态变化和连续过程的关键。而“物理宇宙”的部分,更是让我充满了遐想。宇宙中的星体轨道,例如行星绕恒星的运动,它们不就是近似圆或椭圆的吗?还有能量的传播,粒子的运动轨迹,甚至黑洞的视界,这些是否都与“圆”有着某种隐秘的联系?我期待这本书能够打破学科的壁垒,用严谨的数学语言,却又以一种富有诗意和启发性的方式,带领我重新认识我们身处的这个奇妙世界。

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光是看到《圆的历史:数学推理与物理宇宙》这个书名,就足以勾起我内心深处的求知欲。它不仅仅是一个关于“圆”的讨论,更像是要探索这个简单图形如何在人类文明的长河中,与最核心的科学思想——数学推理,以及我们对宏大宇宙的认知——物理宇宙,产生深刻的交集。我脑海里立刻浮现出古希腊哲学家们对完美的几何图形的思考,以及后来数学家们如何通过严谨的逻辑推演,不断深化对圆的理解。这本书会不会详细梳理这些历史脉络?而“物理宇宙”的部分,则更是让我充满期待。我总是好奇,那些在天文学、物理学中被描绘得如此壮丽的现象,比如行星的轨道、星系的旋转,甚至更微观的粒子行为,它们背后是否都隐藏着圆的几何原理?它会不会解释,为什么在自然界中,圆如此普遍,又为何能成为描述这些复杂物理过程的“语言”?我希望这本书能够提供一种令人耳目一新的视角,让我不仅看到数学的逻辑之美,更能体会到它如何成为理解我们所处宇宙不可或缺的工具。

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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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看完后终于补全了以前高中时代欠缺的部分。

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偶然看到于是遥远地补刀+1

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号称高中读物,你真能明白?

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很好的一本科普读物,非常适合受过本科以及以上工科基本数学教育的人士进行总结升华之用,特别是最后一章。可惜绝版了,只能在图书馆借到,想收藏而不能。“我们的知识并非来源于圆本身,而是来源于探索使圆(或者其它圆锥曲线)不完美的原因”。

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