數學結構的力量
馬庫斯·杜·索托伊 李永學
- 出版商: 中信出版社
- 出版日期: 2026-08-01
- 售價: $414
- 語言: 簡體中文
- 頁數: 368
- ISBN: 7521788419
- ISBN-13: 9787521788419
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離散數學 Discrete-mathematics
- 此書翻譯自: Blueprints: How Mathematics Shapes Creativity
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商品描述
★《金融時報》2025年年度圖書丨英國最大連鎖書店水石書店2025年年度圖書
★從莎士比亞的十四行詩到漫威電影,從巴赫的循環音樂到AI繪畫,數學結構貫穿其中,人類的創意有跡可循;用“結構思維”思考問題、發現問題、解決問題,獲得AI時代最稀缺的能力
★不需要任何數學基礎,只需要好奇心就能讀的數學書。
◇數學是關於結構的科學,是一種看世界的方式:素數是不可分割的數字原子,圓是永恒的循環,分形是無限嵌套的宇宙。
◇數學結構是藝術的隱秘藍圖,音樂、文學、建築和繪畫是結構的藝術:素數讓哈姆雷特的“生存還是毀滅”震撼人心,德彪西用黃金分割讓人聽見怒海波濤,漫威的電影宇宙中藏著分形的自相似紋理,博爾赫斯的“通天塔圖書館”是超立方體的文學投影。
◇創意是對已知結構的重新組合,數學思維是可以習得的創造力工具:素數幫你打破常規,斐波那契數幫你找到生長節奏,對稱性幫你多角度思考。
◇大自然是數學結構的實體化,是出色的數學家:蟬選擇素數生命周期是為了獲得演化優勢,延續種群;花朵的花瓣數量遵循著斐波那契數的規律;花椰菜的花球、蕨類植物的葉片、人類肺部的支氣管網絡都利用了分形的特征。
★翻開本書,你將獲得——
◇一種全新的結構思維,學會用數學家的眼睛看世界。無論是解題、寫作、做設計,你都能一眼看到問題的“骨架”。
◇一場橫跨藝術、自然與科技的智識冒險。從巴赫的音樂到波洛克的畫作,從周期蟬的生存策略到向日葵的生長方式,從漫威電影中的視覺特效到人工智能“藝術家”AARON的代碼,你會發現,它們背後都有數學結構的身影。
◇一個可遷移的創造力工具箱。分形、正多面體、黃金分割、雙曲幾何……9大數學結構,9種思維模型。創意不再靠冥思苦想,靈感有章可循。
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為什麼“生存還是毀滅”的吶喊會如此震撼心靈?為什麼德彪西的《大海》能讓人聽見波濤?為什麼蟬的生命周期是神秘的素數?“算法藝術家”又是如何營造出自主決策的假象?答案都藏在“數學結構”中。
莎士比亞的作品中頻頻出現素數,正二十面體引導舞者起舞,斐波那契數決定建築的比例,音樂在雙曲空間的輪廓中航行……數學是關於結構的科學,音樂、文學、建築和繪畫是結構的藝術,自然和藝術是數學結構的實體化。
負數引領我們預言了反物質的存在,虛數成為量子世界的語言,非歐幾何刻畫出時空的結構,高維對稱性揭示了基本粒子的根源……數學也是解釋我們所在宇宙的基本工具。
在本書中,作者將帶領我們踏上一場充滿驚喜的旅程。全書以九大數學結構為線索,用素數、圓、斐波那契數、黃金分割、分形、正多面體、對稱性、雙曲幾何、隨機性串聯起令人驚嘆的故事:梅西安用素數的“不可整除性”讓音樂中的時間永遠停滯;波洛克的滴畫看似隨意,放大後卻呈現出分形的自相似紋理;阿爾汗布拉宮的墻磚圖案暗藏用群論才能描述的17種對稱遊戲;博爾赫斯筆下的“通天塔圖書館”是環面的文學投影。
數學結構隱藏在音樂、繪畫、建築和文學的深處,讓我們創意如泉湧;它也是大自然創造萬物的基礎結構。我們的大腦天生善於尋找與欣賞這些隱藏的結構,創造力也由此萌發。當學會用“數學結構”的視角看世界,你會發現創意可以習得,靈感有章可循,無論寫文章、做設計還是單純欣賞一朵花,你都能從中感受到全新的美與秩序。
作者簡介
馬庫斯·杜·索托伊,牛津大學西蒙尼公眾理解科學教授,該職位此前由理查德·道金斯擔任。索托伊是傑出的“流行數學”實踐者,致力將覆雜的數學概念用形象生動、通俗易懂的語言表達出來。他常為《泰晤士報》和《衛報》撰寫文章,同時與BBC保持長期合作。他於2001年獲得倫敦數學會的貝維克獎;2009年獲得英國皇家學會邁克爾·法拉第獎,以表彰他在向英國公眾普及科學知識方面所做的傑出貢獻;2010年被授予大英帝國官佐勳章,以表彰他對科學事業的貢獻;2013年列入美國數學學會院士;2016年當選英國皇家學會院士。
目錄大綱
重要角色
序幕
第1章 素數
素數是什麼?
素數齒輪
素數與蟬
拯救音樂會
莎士比亞的數字遊戲
素數節拍
孤獨的素數
通用的語言
第2章 圓
發現圓
畫圓
三維空間中的圓
半球
建造球體
音樂中的循環
環面:圓圈串成的圓環
扭曲的圓
第3章 斐波那契數
大自然鐘愛的數
凝固的音樂
從簡單到無理
印度起源
音樂節奏
加法音樂
第4章 黃金分割
黃金分割、自相似與鸚鵡螺
數學園丁
黃金分割狂熱
模度
神聖的數學音樂
循數作曲
白銀分割
第5章 分形
分形是什麼?
如何定義一個形狀的分形維數
分形與自然
建築中的分形
奇幻分形
聆聽分形
文學分形
第6章 正多面體
自然的構建模塊
文藝覆興時期的對稱性
食肉魚達利
超立方體
如何看見第四維度
突變論
在正十二面體內生活
再談拉班
第7章 對稱性
格諾數
與對稱性共存
現代的畢達哥拉斯
立方體變奏
對稱性的語法
解讀阿爾汗布拉宮
我的數學詩
聆聽對稱性
對稱音階
烏力波
第8章 雙曲幾何
失敗的工程師,成功的藝術家
心靈的望遠鏡
天使與魔鬼,海星與貝殼
非歐幾何的音樂之旅
雙曲珊瑚礁
變革的隱喻
回到哈迪德
第9章 隨機性
隨機寫作與閱讀
偶然音樂
選擇你自己的冒險
用骰子作曲
偶然建築
什麼是真正的隨機?
藝術家的創作真的隨機嗎?
人工智能的虛假能動性
尾聲
參考文獻
延伸閱讀
致謝
