蚁迹寻踪及其他数学探索 ([美]戴维·盖尔)影印版 [美]戴维·盖尔

作者: [美]戴维·盖尔

译者: 朱惠霖

图书分类: 教育/科技

资源格式: PDF

版本: 影印版

出版社: 上海教育出版社

书号: 7532079961G.8081

发行时间: 2001年12月

地区: 大陆

语言: 简体中文

简介: 

著者：[美]戴维·盖尔
编译者：朱惠霖 译
丛书名： 通俗数学名著译丛
出版社： 上海教育
ISBN：7532079961G.8081
版次：01版01次
开本：32开
装帧：平装
页数：332

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内容提要：
本书讨论了“为什么某些用分式定义的序列只产生整数”，“怎样才能让两人通过电话玩扑克，还要保证对手不爱欺骗”等许多有趣的数学问题。

编者按：戴维·盖尔是加利福尼亚伯利克校区的一位数学荣誉退休教授，从1991年到1996年，他作为《数学信使》的一名副主编，负责“数学娱乐”栏目。他的专业领域包括对策论、几何学和组合学。对那些被数学的抽象世界所深深吸引的人们来说，戴维·盖尔在《数学信使》上的专栏文章是快乐的一个基本来源。这里，盖尔的专栏文章第一次结集成书——《蚁迹寻踪及其他数学探索》（上海教育出版社出版）。这里的题材在数学领域中驰骋纵横，涉及广远，但是又经常回到深受喜爱的话题：三角形、铺彻、由简单递归关系给出的序列的神秘性质、游戏和悖论，以及一种特殊的自动机。这些小随笔层次各异，从像最经济的系鞋带方法这样的实际事情，到关于数学真理性质的半哲学思索。下文为译者后记。

我们生活在一个非数学的环境，可是盖尔说“到处是定理”。我们每个受过教育的人都学过数学，可是盖尔说“不存在这样的东西”。
们平时经常看到物理的、化学的、天文的、地学的、生物的现象，但是对于数学，充其量只能看到涉及四则运算的“算术现象”。译者的工作部门可说是高学历人群的一个聚集地，我们中绝大多数人学过“高等数学”但我们平时可以谈论一场足球赛、一部电视剧或一个热点新闻，而绝不会谈论数学。我想，即使是数学家，一旦离开了课堂、书斋或学术讨论会，也绝不会指望在平时听到有人谈论数学，他自己也不会在非正式场合讲述哈－巴拿赫定理、布劳威尔不动点定理，乃至–费马大定理！
这看来是很无奈的事，因为在某种意义上，数学是一种文化，一种精神产品，而是一种在一般层次上难以表现、交流和传播的精神产品，因此它只能存在于创造和理解这产品的人们的“心”中。盖尔说“到处是定理”，但它们好比是莎士比亚笔下的“树木间的谈话，溪流中的文章，石头中的喻示，以及每件事物中的益处”，需要我们用“心”去“发现”。盖尔说“不存在这样的东西”，这是因为数学很大程度上是人类“心智”的“发明”。
当然，数学首先是一门科学，一源于用于人类实践活动的科学。而且，数学作为整个科学技术的基础，与科学技术的发展水平，从而与综合国力的发展水平，有着密切的联系。正是从这个观点出发，我们需要普及数学。
然而，当我们说到数学的普及时，又回到了数学的文化方面。因为在我看来，数学普及，以至一般的科学普及，乃是一种文化“包装”数学或科学使之让公众接受并在公众中传播的行为。当数学本身就具有丰富的文化内涵时，无疑就应该以揭示这种内涵为最好最恰当的普及手段了。综观世界上有影响的数学普及大师，如马丁·加德纳（Martin Gardner）、侯世达（Douglas R. Hofstadter）、斯图尔特（Ian Stewart）等，无一不是这样做的。
纵然如此，数学（通过其文化）的普及仍然是一件很困难的事。因为不同于其他的文化形式，数学文化具有深刻丰富的思想内涵却没有浅显直观的表现形态。换个角度说，对于普及者来说，即使在数学研究上颇有建树，但是最好还要有数学思想在哲学层次上的领悟和对数学内容在传播方法上的技巧，才能把这种普及工作做得很理想；对于普及者来说，则必须要具备一定的数学知识和一定的数学修养，才能很好地理解和欣赏这种文化。正是这个原因，数学普及在成效上一般来说落后于其他科学普及；也正是这个原因，存在于（相对）少数人“心”中的数学文化不能得到很好的表现、交流和传播，使我们总是处于一种非数学的环境。
不管怎么样，出于对数学事业的执著和挚爱，我们的数学家还是这方面做了不懈的努力，并且出了一批卓有成效的数学及作家。除了上面提到的外，我们现在又有了戴维·盖尔。
盖尔的数学普及文章是有其特点的。首，盖尔在选择题材时除了注重通俗有趣外，还特别注重意外和神秘。所谓外，即不符合常规思维模式的数学结果；所谓神秘，即目前难以预料结果的数学现象。当然，这两方面往往是联系在一起的，大多数题材是既意外又神秘。这个特点体现了盖尔对数学内容在传播方法上的技巧。
其次，盖尔在文章中经常把对具体数学事实的介绍引申到自己对数学发展、数学思想方法、数学与现实的关系和数学本性的思索。从计算机对数学的影响，到数学证明中的变方法和推广技巧，到数学在日常生活中的应用和对自然现象的解释（注意，这些应用和解释仍是在数学的文化层面上），直到对数学的中心概念不是数阐释，可谓殚思极虑，沦肌浃髓。这个特点体现了盖尔对数学思想在哲学层次上的领悟。
这两个特点，使得盖尔的普及文章正如他自己所说的那样：“读者将发现令人愉悦的东西，而且，也是富有启发性的东西。”
本书是盖尔在《数学信使》上的专栏文章的结集。严格地说，《数学信使》是一本数学圈子内的刊物，因此盖尔的专栏文章主要是针对数学家、大学数学专业师生以及与数学密切相关的科学教育工作者的。可以理解，这些文章中涉及的有些数学知识，不但超出了中学数学的范围，而且超出了大学理工科非数学专业和文科经济类专业的所谓“高等数学”、“工程数学”与“经济数学”的范围。
为了能让更多的读者阅读盖尔的文章，译者不揣冒昧，对凡是超出上述范围的数学知识，以译注的形式，或作粗略的介绍，或给出适当的参考读物。根据这个原则，比方说，译者对同余式运算作了注释，虽然这很初等，但超出了上述范围；而对罗尔（中值）定理却不作注释，虽然它比同余式运算要“高等”，但是在普通高等数学教程中必讲的。此外，对（古典）概率论和图论方面的知识一般也不作注释，因为前者是工程数学或经济数学中的必学内容，后者则十分直观明白。
但有一篇文章没有遵照上述原则给出数学知识方面的注释，那就是列于书末的附录4。这是一篇写给专业数学家看的文章，没有一定的数学修养是很难读通的。译注只能对数学知识略作介绍而不能对数学修养有所促进。如果对这篇文章中涉及的数学知识知之不多的话，恕我直言，还是以后再详读吧。不过，译者认为这是一篇很实在的文章，因此建议读者不管现在还是将来，都要把它读一遍，一定受益匪浅。
译者还对一些历史文化和语言翻译方面的知识以及估计人们不太熟悉的数学家和数学定理作了注释。余下的注释，便相当于译者阅读本书的心得体会了。译者不怕见笑于同好，大胆说出自己的看法，也算是遵循华罗庚先生的教导：就是要“班门弄斧”。当然，目的是：若有讹谬，还望指教。
还有一点小小的遗憾，书中提到三位可能是华人（或华裔）的数学家，即X. P. Kong，Fei Wang和Raymond Chen，按惯例应给出中文姓名写法，然而遍查未果。虽曾查到Fei Wang的Email地址（有好几个），并知道这位先生原毕业于天津南开高级中学，但发去的Email都被退回，原因是“接收者不详”。因此只好让他们的英文姓名原封不动。还有一位很可能是韩国人（或朝鲜人）的数学家Yonghoan Kim，按韩国人取名习惯，有两种可能，一是“金龙焕”，一是“金容焕”。实无从查对，只好先取“金龙焕”。以上四位的中文（汉字）姓名，若有知晓者，还望告我，以在本书重印时补正。
在美国的日本数学家胜浦英文收到我求问他姓名汉字写法的Email时，正好在外，但连忙回复，回到家中即用Photoshop画一个给我。几小时后我便收到了他的tif文件。在此表示感谢。
承上海教育出版社叶中豪先生委以翻译此书的重任，并费尽心力，匡我不逮，特表衷心感谢。此书翻译历时两年半有余。如此拖延，一是本职工作繁忙，业余时间较少；二是学识肤浅，时时受梗，苦思良久，方得其解。但是现在又发现一个原因：原来在盖尔的数学世界中左顾右盼，流连忘返。要不，当译完最后一个字时，怎么会有一种无名的惆怅呢？
(以上说明见：http://www.seph.sh.cn/books/bkview.asp?bkid=12524&cid=20739 出版社官网)

关于本丛书：

通俗数学　从容走出象牙塔

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2005-1-10 10:36:37 诸子非 　 来源：中国教育报
数学，这门古老而又常新的科学，在二十一世纪所取得的巨大发展比以往任何时代都更牢固地确立了它作为整个科学技术的基础的地位。数学正突破传统的应用范围向几乎所有的人类知识领域渗透，并越来越直接地为人类物质生产与日常生活作出贡献。同时，数学作为一种文化，已成为人类文明进步的标志。因此，对于当今社会每一个有文化的人士而言，不论他从事何种职业，都需要学习数学，了解数学和运用数学。现代社会对数学的这种需要，在二十一世纪无疑将更加与日俱增。
　　一般说来，一个国家数学普及的程度与该国数学发展的水平相适应，并且是数学水平提高的基础。随着中国现代数学研究与教育的长足进步，数学普及工作在我国也受到了重视。早在二十世纪六十年代，华罗庚、吴文俊等一批数学家亲自动手编写的数学通俗读物，激发了一代青少年学习数学的兴趣，影响绵延至今。改革开放以来，我国数学界对传播现代数学又作出了新的努力。但总体来说，我国的数学普及工作与发达国家相比尚有差距。二十世纪数学思想的深刻变革，已将数学科学的核心部分引向高度抽象化的道路，把本应与我们生活密切联系的数学变成了一整套深奥的数学理论、枯燥的数学公式和复杂的数学方法，面对这些，非专业人士往往只好望而却步。这些在纯粹象牙塔中建构的数学形象很容易使数学成了数学家们肆意把玩的东西，使数学的可接受性和大众化程度大打折扣。我国数学要赶超世界先进水平，数学普及与传播方面赶超乃是一个重要的环节和迫切的任务，提高数学的可接受度成了当务之急。
　　提高数学的可接受度，把数学通俗化，国外已有很好的经验和成果。美国的约翰·L·卡斯蒂的《20世纪数学的五大指导理论》、英国的劳斯·鲍尔与加拿大的考克斯特合著的《数学游戏与欣赏》、以色列伊莱·马奥尔的《无穷之旅–关于无穷大的文化史》、美国戴维·盖尔编著的《蚁迹寻踪及其他数学探索》、美国T·丹齐克的《数：科学的语言》以及由五位数学家合著的《站在巨人的肩膀上》等通俗数学著作使数学从容走出高高的象牙塔，把有趣的数学及其文化深而不难地带给了大众。
　　上海教育出版社历时多年将这六本著作集结成《通俗数学名著译丛》翻译出版。丛书的选题计划，是出版社与编委会在对国外数学科普读物广泛调研的基础上讨论确定的。这些著作，基本上都是在国外已广为流传，受到公众好评的佳作。它们在内容上包括了不同的种类，有的深入浅出地介绍当代数学的重大成就与应用，有的富于哲理地阐释数学与自然或其他学科的联系，有的循循善诱启迪数学思维与发现技巧。《20世纪数学的五大指导理论》以意义重大、优美性及其影响所及范围、应用、证明方法和哲学含义为准则，从有数学史以来的数百万条数学定理中挑出了五个“最伟大“的定理，它们是极大极小定理、不动点定理、奇点定理、停机定理、最优化定理，每个定理都来自大量的生活故事，并且证明于大量的生活故事；《数学游戏与欣赏》用数学话题和游戏在提供给大众以消遣与享受的同时，传达了包含其中的数学方法和概念，深入浅出又饶有趣味地介绍并剖析了多米诺骨牌、几何游戏、多面体、棋盘上的游戏、魔方、地图染色问题、一笔画线问题、密码编译与密码破译问题以及诸如华容道、九连环、河内塔等游戏；《无穷之旅–关于无穷大的文化史》以引人入胜的叙述方式，研究了无穷大在数学和几何学中的作用，从希腊人对无穷大的恐惧到毛里茨·C·埃舍尔富有灵感的艺术作品，从无穷大在其中起着核心作用的穆斯林优美的装饰设计到因信仰无穷大宇宙观而惨死宗教法庭之手的乔尔达诺·布鲁诺，讨论了无穷大对艺术和科学所产生的文化影响；《蚁迹寻踪及其他数学探索》来源于作者在《数学信使》中开设的专栏文章，这里的题材在数学领域中驰聘纵横，涉及广远，但又经常回到深受读者喜爱的话题，如三角形、铺砌、由简单递归关系给出的序列的神秘性质、游戏和悖论等；《数：科学的语言》在西方学术界久有声誉，它疏通了人类从茫昧至今的关于数的意念之产生和发展的历史，内容虽然涉及数学专题和高等数学领域，但通过作者的叙述，中等文化水平的耐心读者是不难看懂的；《站在巨人的肩膀上》提供了适于明天的学校的五种数学眼光，它们根植于想象中，于数学中，于科学中，用计算机、应用、统计数据以及学校本身创造的力量探究改变数学应用的方式、数学教学的方式。译丛选择编译的这些书试图为人们提供全新的观察视角，以窥探现代数学的发展概貌，领略数学文化的丰富多彩。
丛书的读者对象，力求定位于尽可能广泛的范围。为此丛书中适当纳入了不同层次的作品，以使包括大中学生、研究生、大中学教师、一般科技工作者等在内的广大读者都能开卷受益。即使是对于专业数学工作者，本丛书也具有其可读之处。现代数学是一株分支众多的大树，一个数学家对于他所研究的专业以外的领域，也往往会有隔行如隔山的窘迫，涉猎数学其他分支的进展，了解不同分支间的联系，有利于厚实一个数学家的理论平台底蕴。特别可贵的是，这些著作都不是单纯地就数论数，而是着力于挖掘数的概念的演变过程中的思想本身和文明背景，笔触往往深入到文史哲学等广泛领域，西方哲学中的很多名理都深入浅出地展现在读者面前。所以，它们是一部部风格特异的数学著作，它们更是与专业领域有关的思想史、文明史，援引读者过莽穿林，寻流溯源，使数学从容走出高高的象牙塔，走向大众。

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