编辑推荐
《张景中数学科普文集》内容聚焦数学。以往某些数学科普书,书名是关于数学的,但里面不少内容却是“去数学化”的,涉及的多是长篇大论的数学价值论述、人云亦云的趣味数学堆砌、以讹传讹的历史故事拼接等。而该书始终直面数学难题,始终围绕如何使数学变得更简单进行写作
《张景中数学科普文集》观点新颖深入,原创性强。书里不少内容是作者平常研究的体会和心得的累积,是其他图书中看不到的。我们知道,数学科普原创不易;对待科普作品,在当前的科研评价体制中是不当回事的。作者写作甚勤,坚持把科普当作科研的态度,令人钦佩。们知道,书中的一些问题,是一些初等数学中的经典问题,要想在历代学人的基础上有所发现和创新是较难的。
思想深度是大智慧和小聪明的分野,历史上许多大数学家考虑问题,宛如天山折梅手一样,常常用看似小巧的工具,解决庞杂的问题。他们往往盯住的不是一个具体的小问题,也不是没有代表性的旁支问题,而是解决一类问题,或是直捣问题的关键,循序渐进地解决与之相关的所有问题。《张景中数学科普文集》研究的都是小问题,但教给读者的却是大智慧。
内容简介
《张景中科普文集:帮你学数学》从几十个小故事或贴近生活的小话题说起,讲讲数学里的一些基本的道理。还有五猴分桃、先有鸡还是先有蛋等名题的巧思妙解。
作者简介
张景中(1936- )河南省汝南县人。曾用名井中。1954年进入北京大学数学力学系学习,1979年任中国科学技术大学数学系讲师,1981年升为副教授。1958年起在中国科学院成都分院工作,任数理科学研究室主任、研究员。计算机科学家、数学家和数学教育学家。1995年10月当选中国科学院院士。中共党员,中国科学院院士,现任广州大学计算机教育软件研究所所长,重庆邮电大学计算机科学与技术学院院长、计算机学科和数学学科博士生导师、中国科普作家协会理事长。中国科学院成都计算机应用研究所名誉所长,江西城市学院名誉校长、学术委员会主任。1991年开始享受政府特殊津贴。1995年当选为中国科学院院士。曾获“全国优秀教师”等称号及“全国五一劳动奖章”。2006年3月任江西城市学院名誉校长、学术委员会主任。2011年,被新成立的南方科技大学聘请讲授数学,旨在培养数学人才。
目录
猴子吃栗子
交换和条件
口令的计算
有趣的变换
钟表和星期
在放大镜下
炸馒头和桶
云雾和下雨
动物的大小
看起来简单
宽度和直径
常宽度图形
扩大养鱼塘
用机器证题
聪明的邻居
我们来试试
列方程求解
其实并不难
先想想再看
这不算麻烦
啤酒瓶换酒
西瓜子换瓜
回收破胶鞋
字母代替数
该怎么办呢
再前进一步
猴子分桃子
动脑又动手
方法靠人找
问个为什么
巧用加和减
二次变一次
有名的怪题
你的脸在哪里
放在一起考虑
到处都有集合
鸡和蛋的争论
白马不是马吗
“是”是什么意思
符号神通广大
不能这样回答
一种新的加法
什么叫做相交
没有来的请举手
猜生年的游戏
怎样设计卡片
怎样分配钥匙
驯鹿有多少只
这个办法真好
巧排诗的窍门
重视先后顺序
请问什么是1
用尺子来运算
老伯伯买东西
能不能更多呢
有用的二进制
用假选手凑数
怎样拿十五点
数学一大法宝
想一想再回答
猴儿水中捞月
到处都有映射
为什么算得出
0和1的宝塔
映射产生分类
一样不一样呢
应用抽屉原则
伽利略的难题
康托尔的回答
怪事还多着呢
无穷集的大小
平凡中的宝藏
历史令人神往
附录关于对“有名的怪题”一节的讨论和修正
前言/序言
感谢湖北科学技术出版社督促我将这30多年里写的科普作品回顾整理一下。我想人的天性是懒的,就像物体有惰性。要是没什么鞭策,没什么督促,很多事情就做不成。我的第一本科普书《数学传奇》,就是在中国少年儿童出版社的文赞阳先生督促下写成的。那是1979年暑假,他到成都,到我家里找我。他说你还没有出过书,就写一本数学科普书吧。这么说了几次,盛情难却,我就试着写了,自己一读又不满意,就撕掉重新写。那时没有电脑或打字机,是老老实实用笔在稿纸上写的。几个月下来,最后写了6万字。他给我删掉了3万,书就出来了。为什么要删?文先生说,他看不懂的就删,连自己都看不懂,怎么忍心印出来给小朋友看呢?书出来之后,他高兴地告诉我,很受欢迎,并动员我再写一本。
后来,其他的书都是被逼出来的。湖南教育出版社出版的《数学与哲学》,是我大学里高等代数老师丁石孙先生主编的套书中的一本。开策划会时我没出席,他们就留了“数学与哲学”这个题目给我。我不懂哲学,只好找几本书老老实实地学了两个月,加上自己的看法,凑出来交卷。书中对一些古老的话题如“飞矢不动”“白马非马”“先有鸡还是先有蛋”“偶然与必然”,冒昧地提出自己的看法,引起了读者的兴趣。此书后来被3家出版社出版。又被选用改编为数学教育方向的《数学哲学》教材。其中许多材料还被收录于一些中学的校本教材之中。
《数学家的眼光》是被陈效师先生逼出来的。他说,您给文先生写了书,他退休了,我接替他的工作,您也得给我写。我经不住他一再劝说,就答应下来。一答应,就像是欠下一笔债似的,只好想到什么就写点什么。5年积累下来,写成了6万字的一本小册子。
这是外因,另外也有内因。自己小时候接触了科普书,感到帮助很大,印象很深。比如苏联伊林的《十万个为什么》《几点钟》《不夜天》《汽车怎样会跑路》;我国顾均正的《科学趣味》和他翻译的《乌拉·波拉故事集》,刘薰宇的《马先生谈算学》和《数学的园地》,王峻岑的《数学列车》。这些书不仅读起来有趣,读后还能够带来悠长的回味和反复的思索。还有法布尔的《蜘蛛的故事》和《化学奇谈》,很有思想,有启发,本来看上去很普通的事情,竟有那么多意想不到的奥妙在里面。看了这些书,就促使自己去学习更多的科学知识,也激发了创作的欲望。那时我就想,如果有人给我出版,我也要写这样好看的书。
法布尔写的书,以十大卷的《昆虫记》为代表,不但是科普书,也可以看成是科学专著。这样的书,小朋友看起来趣味盎然,专家看了也收获颇丰。他的科学研究和科普创作是融为一体的,令人佩服。
写数学科普,想学法布尔太难了。也许根本不可能做到像《昆虫记》那样将科研和科普融为一体。但在写的过程中,总还是禁不住想把自己想出来的东西放到书里,把科研和科普结合起来。
从一开始,写《数学传奇》时,我就努力尝试让读者分享自己体验过的思考的乐趣。书里提到的“五猴分桃”问题,在世界上流传已久。20世纪80年代,诺贝尔奖获得者李政道访问中国科学技术大学,和少年班的学生们座谈时提到这个问题,少年大学生们一时都没有做出来。李政道介绍了著名数学家怀德海的一个巧妙解答,用到了高阶差分方程特解的概念。基于函数相似变换的思想,我设计了“先借后还”的情景,给出一个小学生能够懂的简单解法。这个小小的成功给了我很大的启发:写科普不仅仅是搬运和解读知识,也要深深地思考。
《张景中科普文集:帮你学数学》是一套旨在点燃公众,特别是青少年对数学兴趣,并帮助他们建立扎实数学思维的科普读物。这套文集集合了著名数学家张景中教授多年来在数学教育和普及领域的精辟见解与丰富经验,以其独有的亲切、生动、深入浅出的语言,为读者揭示了数学迷人的世界,挑战了人们对数学的刻板印象,让学习数学的过程充满乐趣与启发。 核心理念与价值: 本书的核心在于“帮你学数学”,这并非简单地传授解题技巧,而是致力于在读者心中播下理解数学、热爱数学的种子。张景中教授深谙数学的本质及其在认识世界、解决问题中的关键作用。他认为,数学并非高高在上、遥不可及的学科,而是我们日常生活中无处不在的思维工具。因此,这套文集力求打破数学与生活的隔阂,展现数学的生动性、趣味性与实用性。 文集强调的价值在于: 激发兴趣,消除畏惧: 许多人对数学感到畏惧,源于初学时遇到的挫折或对抽象概念的误解。张教授以其丰富的教学经验,善于从读者熟悉的现象出发,引导他们逐步深入,发现数学的美妙之处,从而消解对数学的恐惧感,点燃学习的热情。 培养思维,提升能力: 数学不仅仅是公式和定理的堆砌,更是逻辑推理、抽象概括、建模分析等核心思维能力的训练场。这套文集通过生动有趣的案例,引导读者理解数学思想的形成过程,培养严谨的逻辑思维,锻炼解决复杂问题的能力。 连接生活,展现应用: 数学在科学、技术、经济、艺术乃至日常生活中都有着广泛的应用。张教授善于将抽象的数学概念与实际生活中的例子巧妙地联系起来,让读者认识到数学的实用价值,理解数学是如何塑造我们所处的世界的。 启迪智慧,拓展视野: 通过对数学问题的探讨,文集还能够启发读者进行更深层次的思考,培养科学探究精神,拓展思维的广度和深度,从而提升个人的整体素养。 内容特点与结构: 《张景中科普文集:帮你学数学》并非一本按部就班的教材,而更像是一位循循善诱的数学向导。其内容编排精心,力求做到: 主题鲜明,脉络清晰: 文集围绕数学的核心概念、重要思想和典型应用展开,每一个专题都力求深入浅出,条理清晰。读者可以根据自己的兴趣选择阅读,也可以循序渐进,逐步构建对数学的整体认知。 案例丰富,通俗易懂: 张教授善于从生活中挖掘数学的素材,例如从游戏、棋盘、自然现象、经济活动等角度切入,用生动形象的比喻和故事,解释复杂的数学原理。大量的案例使得抽象的概念变得触手可及,降低了阅读门槛。 图文并茂,直观呈现: 适时配以精美的插图、图表和示意图,能够更直观地展现数学概念和几何关系,帮助读者理解抽象的数学语言,加深记忆。 启发思考,引导探索: 文集并非一味灌输知识,而是善于提出问题,引导读者思考,鼓励他们主动探索数学的奥秘。这种互动式的写作方式,能有效地激发读者的求知欲。 语言风趣,魅力无穷: 张教授的语言风格幽默风趣,富有感染力。他能够用轻松诙谐的笔调,讲述枯燥的数学知识,让读者在捧腹之余,不知不觉地领略到数学的魅力。 可能的涵盖主题(示例,具体内容需以实际书籍为准): 虽然具体内容丰富多样,但我们可以预见,这套文集可能会涵盖以下一些引人入胜的数学主题: 1. 数学的“前世今生”与思维之美: 数学的起源与演进: 追溯数学思想的萌芽,从古代文明的计数、测量到现代数学的蓬勃发展,展现数学作为人类智慧结晶的历史进程。 抽象的力量: 探讨数学抽象化的过程,为何数学能够如此精确地描述世界,以及抽象思维在解决问题中的重要性。 逻辑的严谨: 讲解数学证明的基本原理,如何构建严谨的逻辑链条,以及逻辑思维在日常生活中的应用。 2. 数与形的奇妙世界: 数的奥秘: 探索整数、分数、无理数、复数等不同数系的特性,以及它们之间的关系。或许还会涉及一些有趣的数论话题,如素数、哥德巴赫猜想的通俗介绍。 几何的魅力: 从平面几何到立体几何,讲解基本的几何图形,如点、线、面、体,以及它们之间的关系。会用生动的例子说明欧几里得几何的基石,甚至可能触及非欧几何的奇妙之处。 空间想象力的培养: 通过对三维图形的描述和解析,帮助读者提升空间想象能力,理解数学在建筑、设计、工程等领域的应用。 3. 函数与变化: 变化的语言: 介绍函数这一描述变量之间关系的数学工具,解释函数如何反映事物的变化规律,例如人口增长、经济发展、物理现象等。 图像的力量: 讲解函数图像的绘制与解读,如何通过图像直观地理解函数的变化趋势,以及函数图像在数据分析中的作用。 微积分的初窥门径: 在适当的层面,可能会引入微积分的思想,讲解“无穷小”和“无穷大”的概念,以及它们在描述连续变化中的重要性。 4. 概率与决策: 不确定性的数学: 探讨概率论的基本概念,如事件、概率、独立事件等,以及它们如何帮助我们量化和理解生活中的不确定性。 统计的智慧: 讲解统计学在收集、整理、分析数据方面的作用,如何从数据中发现规律,做出合理的推断和预测。 决策的科学: 应用概率与统计的知识,探讨如何在信息不完全的情况下做出最优决策,例如在赌博、投资、保险等领域的应用。 5. 算法与计算: 解决问题的步骤: 介绍算法的思想,即将一个问题分解成一系列可执行的步骤,从而找到解决问题的通用方法。 计算的效率: 探讨不同算法的效率差异,以及如何选择更优的算法来解决问题,这与计算机科学紧密相关。 计算的边界: 也许会触及计算复杂性理论的入门概念,让读者了解有些问题在计算上是困难的。 6. 数学在生活中的应用: 数学与艺术: 探讨黄金分割、对称、比例等数学概念在绘画、建筑、音乐中的应用。 数学与自然: 讲解数学模型在描述自然现象中的作用,如斐波那契数列在植物生长中的体现,混沌理论在气象预报中的应用。 数学与科技: 介绍数学在现代科技发展中的核心地位,如密码学、人工智能、大数据等。 目标读者: 《张景中科普文集:帮你学数学》面向的是广泛的读者群体: 青少年学生: 对于正在学习数学的学生来说,这套文集是极佳的课外读物,能够帮助他们拓宽视野,加深理解,激发对数学的浓厚兴趣,从而更积极地投入学习。 对数学感兴趣的成年人: 许多成年人在学生时期对数学可能有所疏忽,或希望重新拾起对数学的兴趣,这套文集以其易于理解的语言和丰富的案例,能帮助他们重新认识数学的价值和魅力。 教育工作者: 教师可以从中汲取宝贵的教学灵感,了解如何以更生动、更有趣的方式向学生传授数学知识。 所有渴望提升思维能力的人: 无论您的数学基础如何,这套文集都能为您提供一种全新的思维视角,帮助您锻炼逻辑思维、分析能力和解决问题的能力。 结语: 《张景中科普文集:帮你学数学》不仅仅是一套书,它更像是一扇门,一扇通往数学奇妙世界的大门。通过张景中教授的引导,读者将发现,数学并非只有枯燥的符号和冰冷的公式,而是充满了智慧、美感和无穷的探索空间。这套文集将帮助您“学会”数学,更重要的是,帮助您“爱上”数学,让数学成为您认识世界、解决问题、丰富人生的有力助手。它承诺为每一个读者带来一段充满启发和乐趣的数学之旅。