大宇之形

大宇之形

图书基本信息
出版时间:2012-12
出版社:湖南科學技術出版社
作者:[美] 丘成桐 史蒂夫·纳迪斯
页数:461
字数:336000
译者:翁秉仁,趙學信
书名:大宇之形
封面图片
大宇之形
前言
當年,國際數學家大會也在北京舉行,知名的諾貝爾經濟學獎得主數學家納什也參加了這次大會。我在開會前與他共進晚餐時,談到一本描述他生平的書,以及該書改編的電影(即《美麗境界》及其同名電影。大陸及香港則譯為《美麗心靈》),納什向我抱怨這本書的作者和電影的編劇,從來沒有跟他交談過,寫出來與演出來的內容許多都跟事實不符。到了2006年,我在北京再度召開國際弦理論大會,邀請許多物理和數學家與會,當然也邀請了上述2002年訪問中國的大師。為了減輕大會的經濟負擔,我得到霍金教授的同意,讓他的團隊經過香港一行,但由于他的團隊人數眾多,香港中文大學無法支應經費,所以我請香港科技大學的鄭紹遠在科大舉辦一場霍金的演講,沒料到香港媒體極為興奮,大肆宣傳。後來在北京的大會上,更有六千多人在人民大會堂听霍金的演講,當時湖南科學技術出版社已經翻譯了霍金教授的暢銷科普書。而在同一段時間,媒體也對當時數學龐加萊猜想的解決極感興趣。然而無論中國或外國的媒體,都未能把握到這些科學成果的真意,殊為可惜。這些經驗讓我體認到科普工作的重要性與難度,其中尤以撰寫數學科普書更為困難。大部分數學科普作者太注重描述數學家個人的個性或軼聞,很少能真正觸及數學吸引人之美與內在的真實。許多作者更因為害怕讀者讀不懂,往往將最精彩的地方一筆帶過,甚至明知自己的解釋有誤,但為了讀者容易閱讀,就模模糊糊,將就過去。我很希望能寫出一本數學科普書來矯正這種毛病。于是,我找了納迪斯來合寫這本書,闡述我在畢業後十五年內的重要工作,並描述我在解決這些問題時所遇到的困難,以及克服問題後的喜悅感受,同時也在字里行間帶出我與朋友和學生的交誼點滴。一般來說。數學家很少會寫出自己創作的經驗。再加上我做的研究與物理學密切相關,所以寫這本書時,自己覺得很有意思,希望年輕人或年輕學者能理解我做學問的精神。納迪斯的文筆極好,他是一位擅長用通俗語言描述天文學的職業作家,雖然不很懂數學,卻滿懷學習的熱情。這樣的合作伙伴最是難得,因為我需要借比較簡單的語言,描述深奧的數學內涵。通過納迪斯的領會,總算能將這些想法向大眾表達出來。從美國讀者的反映知道,我們獲得了一定程度的成功。而且如今,納迪斯也成為數學專家了。猶記得當年解決卡拉比猜想時,我心中的感覺可以用兩句宋詞貼切表達︰落花人獨立微雨燕雙飛我希望這本書的中文譯本,能夠將數學家、物理學家這種和大自然融成一體的美妙感覺表現出來。翁秉仁是我從前的博士生,精通數學,文筆很好。我感謝他與趙學信先生花了這麼多寶貴的時間將這本書翻譯出來,得其神韻,實在不易。我衷心感謝給我們幫忙的人,除了英文序中提到的數學家和物理學家、納迪斯、翁秉仁和趙學信外,我還要感謝遠流出版社和湖南科學技術出版社出版這本書的中文譯本。
内容概要
  廣義相對論研究巨大尺度的物體──例如星體、甚至整個宇宙;量子力學研究甚至整個極小尺度的奇妙現象──如原子世界。弦理論
(String Theory) 則企圖成為兩者間的橋梁。
  從微細的“弦”振動開始,弦理論認為我們生活在一個十維的世界中,其中四維是我們日常生活感知的時空,另外六維呢?物理學家發現,1976年出現的「卡拉比-丘流形」
(Calabi-Yau Manifolds),一个纯粹的数学几何结构,正好可以用来刻画六维空间的內在形状!
  本书,丘成桐首次细说从头,从古希腊时代柏拉图等几何学家、到爱因斯坦、卡拉比以及丘成桐自己的研究、他对几何学未来的看法等等;敘述了他几十年來所有成就的来龙去脉以及心路历程。读者可以深切了解近代数学和物理学研究的重要进展,更体会到第一流科学家的研究精神。
作者简介
  丘成桐(Shing-Tung Yau)
  1976年,年方27岁的丘成桐解决了微分几何中的一个著名难题「卡拉比猜想」,其结果被称为「卡拉比-丘流形」,后来被应用在物理学的弦理论中,成为描述宇宙空间的理论基石。1979年,他又证明了每个符合爱因斯坦方程的解都具有正总质能量,确认平直时空的稳定性。因此,他的研究橫跨数学和物理两大领域。
  丘成桐成功地解決了许多有名的数学难题,在偏微分方程、微分几何、复几何、代数几何以及广义相对论等都有影响深远的贡献。自1987年起,丘成桐在哈佛大学数学系任教,目前刚卸任该系系主任。
  丘成桐獲獎無數,包括1982年獲得菲爾茲獎(Fields Medal);1994年獲得克拉福德獎(Crafoord
Prize);1997年獲得美國國家科學獎章;2010年獲得沃爾夫獎(Wolf Prize)等,均是國際上極高榮譽。
  史蒂夫?納迪斯 (Steve Nadis)
  著名《天文》雜志 (Astronomy) 專欄作家,曾參與寫作二十多本書;在MIT、“關心世事科學家聯盟”(Union of
Concerned Scientists) 擔任過研究員,曾任“世界資源研究所”(World Resources
Institute)、“伍茲赫尔海洋研究所”和WGBH / NOVA等机构的顾问。
书籍目录
時空統一頌
中文版序 希望年輕人能理解數學之美,以及我做學問的精神
英文版序 數學,是一場波瀾壯闊的冒險!
序曲 從柏拉圖到宇宙未來的形貌
第1章 想象邊緣的宇宙
第2章 自然秩序中的幾何
第3章 打造數學新利器
第4章 美到難以置信︰卡拉比猜想
第5章 證明卡拉比(是錯?是對?)
第6章 弦論的DNA
第7章 穿越魔鏡
第8章 時空中的扭纏
第9章 回歸現實世界
第10章 超越卡拉比一丘
第11章 宇宙解體(想知道又不敢問的世界末日問題)
第12章 尋找隱藏維度的空間
第13章 数学·真·美
第14章 幾何的終結?
後記 每天吃個甜甜圈,想想卡拉比一丘流形
終曲 進入聖堂,必備幾何
龐卡萊之夢
附錄1 了解三個重要概念︰空間、維度、曲率
附錄2 名詞解釋
附錄3 原文注釋
索引
譯後記 對曲撫弦好時光
章节摘录
版權頁︰   插圖︰   畢氏定理無疑是幾何學的基石;但除了定理本身,同等重要的是它被“證明為真”的事實,而且應該是數學中第一個見諸記載的證明。早在畢達哥拉斯出生之前,埃及和巴比倫的數學家便已經使用直角三角形的三邊關系,但是他們都不曾“證明”這個想法,而且似乎也不曾考慮過要去證明這種抽象概念。根據數學家貝爾(E.T.Bell)的說法,這才是畢達哥拉斯最偉大的貢獻︰ 在他之前,幾何大致只是一些經驗法則的匯集。規則之間並沒有清楚表明任何其中的相互關聯。現在大家已理所當然把證明視為是數學的核心精神所在,我們很難想象在數學推理出現前必然會經歷的原始狀態。 或許畢達哥拉斯確實給出過證明,但你也許已注意到,我說的是定理“相傳”出自于他,仿佛對定理的著作權有所懷疑。確實如此。畢達哥拉斯是一個教派領袖般的人物,許多追隨他的數學愛好者(稱為畢氏學派)的貢獻,後來都被歸到他的名下。所以畢氏定理的證明也有可能是出自在他之後一兩代的傳人。真相我們大概永遠不能確知︰畢達哥拉斯活在公元前6世紀,幾乎沒有留下多少書面記錄(甚至可說完全沒有)。 幸運的是,歐幾里得的情形很不一樣。歐幾里得是史上最知名的幾何學家之一,幾何之所以能成為一門精確、嚴格的學術領域,多半得歸功于他。歐幾里得迥異于畢達哥拉斯,身後留下了大量文獻,其中最杰出的是約成書于公元前300年的《原本》。這是一部十三卷的著作,其中八卷專論平面和立體幾何。《原本》被譽為有史以來最具影響力的教科書之一,“一部優美的著作,其影響力堪與聖經比擬。”物理學家兼編劇家曼羅迪諾(LeonardMlodinow)在《歐幾里得之窗》(Euclid's Window)一書中如此形容。 歐幾里得在這部巨著里所奠立的,不只是幾何學,而是一切數學的基礎,它嚴格遵守了一種現今稱為歐幾里得式的推理方法︰以明確定義的詞匯和一組明白陳述的“公設”(英文是axiom或postulate,這兩個詞是同義的)為起點,然後運用清楚的邏輯來證明一條條定理,接著再用這些定理來證明其他命題。歐幾里得以此方法,總共證明了四百多條定理,基本上囊括了當時所有的幾何知識。 斯坦福大學數學家奧瑟曼(Robert Osserman)如此解釋歐幾里得方法的永恆魅力︰“最重要的是確定感。在一個充滿非理性信仰和無稽臆測的世界里,《原本》里的陳述一一被絲毫無疑地證明為真。”米萊(Edna St.Vincent Millay)在她的詩作(只有歐幾里得見過赤裸之美)(Euclid Alone Has Looked on Beauty Bare)也表達了類似的欣賞。
编辑推荐
《第一推動叢書宇宙系列:大宇之形》為菲爾茲獎得主華人數學家丘成桐的最新科普佳作。此書的主要價值在于作者講述了他自己的數學經歷和思想演化,引介了眾多現代數學家。讀者可以與物理學家的弦論經歷相互參照,看到數學與物理的相互影響和促進。
名人推荐
本书引领读者探索一个奇怪又奇妙的可能性:我们看到的三维空间可能不是宇宙中唯一的几个维度。由数学大师为我们从头细说,深度讲解这个近代理论物理学最令人兴奋、争论缤纷的发展。──格林(Brian Greene,哥伦比亚大学物理教授,《宇宙的琴弦》等畅销书画作者)爱因斯坦的想像:物理定律从空间的形狀涌现出来。弦理论的更高维度将爱因斯坦的概念往前拓展,不仅改变了近代物理,也改变了数学的形貌,而丘成桐正是身处于这些发展的中心。在这本雄心十足的书中,丘成桐敘述了他在数学世界的经验、弦理论和数学结合、尝试了解空间的努力。──波钦斯基(Joe Polchinski,加州大学圣塔芭芭拉校区物理教授)《大宇之形》风格独特:在描述过去四十年几何分析和弦理论的发展、以及指出未来的方向之外,同时也是本半自传。這本书让我们得以了解近代最重要、最有影响力数学家之一的思维以及洞见。──多纳森(Simon Donaldson,伦敦皇家学院理论数学教授兼数学研究院院长)一般读者在《大宇之形》中会发现许多充满挑战的概念和想法;学者则在了解丘成桐的养成过程和研究工作时,会觉得兴味盎然。──威滕(Edward Witten,普林斯顿高研究院教授)这是很有趣、弦理论的数学如何被发现的第一手报道。菲尔茨奖得主丘成桐和科普高手纳迪斯联手,让我们见识到位于宇宙中心的可能是深层次的几何。──史特格茲(Steven Strogatz,《纽约时报》专栏作家,康奈尔大学数学系教授)丘成桐和纳迪斯的这本不寻常的书带给爱好者关于数学中最美丽和最重要的一部分之神秘内部世界的出色的一瞥。——科茨(John Coates,剑桥大学,赛迪纯粹数学教授)《大宇之形》把读者带上了探访现代几何与物理的美丽领域以及近期做出发现的人物的奇妙旅程,我极力推荐给富有求知欲的读者。——格罗斯(诺贝尔物理学奖获得者,加利福尼亚大学圣塔巴巴拉校区格鲁克理论物理教授)
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评论与打分
  •     好厚一本啊,不過附錄都佔了五分之一,應該沒有比丘成桐自己講卡丘流形更權威的了吧一直認為第一推動系列最經典的是“黑洞與時間彎曲”,希望這部能與之相比
  •     丘大师花四年写出来的大作,我两天一口气,读完了。技术环节没搞懂,将来也搞不懂。但那个六维的卡—丘流形,确实本领了得,真的收获不少。比较赞同丘大师对弦论和弦数学的看法。我坚信,数学上美妙的结构,一定有物理上美妙的应用。放一段时间,会再重读一遍。给点建议:1、大师之作,校对要再认真些。错误的地方有几处。如P137页第4行,1996年,应该是1976年。2、书太厚了,读一遍后,书脊已经呈现一定的曲率啦,再读怕是要不可导啦。改用大16K比较好。
  •     菲爾茲獎得主親自科普數學與物理,值得收藏的佳作啊!
  •     內容是有點難的,如果對幾何沒什麼了解的話,讀起來就比較費勁
  •     對于數學思想的提升會有很大的幫助
  •     喜歡天體宇宙的兒子特別愛看。
  •     還不錯,值得研究!
  •     給老公買的,他說很喜歡,第一推動系列確實不錯,都是一些很經典的著作,但是內容上可能需要有些功底的人才能讀懂。
  •     把一個十分抽象和晦澀的東西講解的十分生動和形象易懂,看了你會感到視野開闊了不少!
  •     名家寫通俗科普書,就是不一樣,太棒了。
  •     這一整套書是我的大愛,涉及的科學領域大,知識範圍廣,非常值得收藏一套。就是一套下來太貴,只能一本一本地湊集了。
  •     這是由兩個台灣學者翻譯成中文的,看起來覺得有點不習慣,不過以後絕對是經典。
  •     通俗易懂,經典閱讀 。
  •     敦實的很,不錯。值得一買。
  •     書的確不錯,要好好好好的拜讀一下大師的著作
  •     講解的深入淺出,非常棒!
  •     很棒,還有插圖幫助理解
  •     給孩子買的,還沒讀,感覺是很專業的書。
  •     引人入勝喜歡死了
  •     還行啦,問題就沒有啦,基本上是本正常的書啊
  •     數學大師丘成桐的作品,需要使勁慢慢“啃”。適合物理學,數學的鐵桿愛好者。
  •     有個朋友講的很對︰這本書和《通向實在之路》、《時空本性》是“第一推動”系列最“科而不普”的三本書了。。。
  •     正在閱讀這本書,雖然感覺有些難度,但是還是覺得書中的知識和道理挺有用的
  •     不錯,研讀中...
  •     有點難,但是是好書
  •     別的都好 就是物流不太給力啊
  •     拿到手里的感覺很不錯,還沒有細讀,應該不錯
  •     傳記加敘事,開闊下眼界
  •     還過得去吧,有興趣者可以看看。
  •     冲着丘成桐的毫不犹豫买了这本书,但是读完以后却没有十分畅快的感觉。虽说书中基本不涉及到数理公式,但是毕竟卡—丘流形还是太抽象了。对于这一段弦理论的发展作者试图讲的更通俗易懂,但是却让人总觉得难以抓到实质的感觉。个人觉得,如果有比较好的数学背景,或者能读出更多的妙处。从我个人角度来说也更多像一个理论的大概发展史了。
  •     深入淺出,使我們能欣賞近期的理論物理的發展的趨勢和方向,領略萬物皆數之美,由衷的贊嘆人類心智的無限能力。
  •     從更高角度看科學,會有幫助
  •     似乎把自己吹的簡直就是20世紀下半段,理論物理的指路明燈一般。
  •     第一動力叢書,都是科學類的精品書籍,值得閱讀。閑來沒事,看看這樣的書籍,不必求甚解,只需大致了解,就已經很有意思了。
  •     大師之作,值得讀,但有難度。可惜的是中文版本校對工作不到位,出現了數處文字錯誤(輸入或翻譯有誤),實在令人遺憾。
  •     大家之作,可媲美外爾。
  •     一本很好的教材 強烈推薦! 深入淺出 少走彎路 節省時間
  •     很喜歡。太有意思了。值得推薦!
  •     這本書(英文原版)是很了不起的書,看看書背面都有誰寫書評就知道了。但是真本書的翻譯簡直不敢恭維,比如"theory of everything”翻譯成“萬有引力理論”。所以還是到網上下載英文原版的吧。
  •     一個學數學的呆子寫的rabbish ,你看邱那樣就不是聰明人,Hu說Ba道些什麼東西呵呵 ,跟陳省身一個Xiong樣。
  •     近年來看的最好的科普書了,真的非常喜歡,順便說下,這本書主要是講弦理論的幾何空間的,如果感興趣,就直接購買吧,書的內容絕對不會讓你失望的
  •     書的脈絡性很強,就算是第一次接觸的問題也沒有講不清楚大師之言很有勉勵性就是書的印刷質量比較差,為了節約成本?
  •     造化愛幾何,四力縴維能。
  •     發貨速度和質量令人滿意。此書是丘成桐最新的科學著作,講述與最新的弦理論的空間幾何與其他的經歷
  •     丘成桐老師的作品!以前光看他說怎麼做科研的文章了,都寫得不錯!這本還沒來得及看,翻了翻感覺還不錯,物理數學結合來解釋宇宙的形狀~
  •     與其在國內趾高氣揚、居高臨下,一派學術皇帝之風相比,在這本主要面向國外讀者的科普書中,作者顯得謙遜許多,表現出一個在科學的海灘上玩耍的求知小孩,經過艱辛的尋找,終于發現了幾件珍貴貝殼的純真喜悅。
  •     非常吸引人,看了一小部分,懂了不少東西,真是一本好書,強烈推薦。