《数学结构的力量》封面

数学结构的力量 内容简介

为什么“生存还是毁灭”的呐喊会如此震撼心灵?为什么德彪西的《大海》能让人听见波涛?为什么蝉的生命周期是神秘的素数?“算法艺术家”又是如何营造出自主决策的假象?答案都藏在“数学结构”中。

莎士比亚的作品中频频出现素数,正二十面体引导舞者起舞,斐波那契数决定建筑的比例,音乐在双曲空间的轮廓中航行……数学是关于结构的科学,音乐、文学、建筑和绘画是结构的艺术,自然和艺术是数学结构的实体化。

负数引领我们预言了反物质的存在,虚数成为量子世界的语言,非欧几何刻画出时空的结构,高维对称性揭示了基本粒子的根源……数学也是解释我们所在宇宙的基本工具。

在本书中,作者将带领我们踏上一场充满惊喜的旅程。全书以九大数学结构为线索,用素数、圆、斐波那契数、黄金分割、分形、正多面体、对称性、双曲几何、随机性串联起令人惊叹的故事:梅西安用素数的“不可整除性”让音乐中的时间永远停滞;波洛克的滴画看似随意,放大后却呈现出分形的自相似纹理;阿尔汗布拉宫的墙砖图案暗藏用群论才能描述的17种对称游戏;博尔赫斯笔下的“通天塔图书馆”是环面的文学投影。

数学结构隐藏在音乐、绘画、建筑和文学的深处,让我们创意如泉涌;它也是大自然创造万物的基础结构。我们的大脑天生善于寻找与欣赏这些隐藏的结构,创造力也由此萌发。当学会用“数学结构”的视角看世界,你会发现创意可以习得,灵感有章可循,无论写文章、做设计还是单纯欣赏一朵花,你都能从中感受到全新的美与秩序。

数学结构的力量 作者简介

马库斯·杜·索托伊,牛津大学西蒙尼公众理解科学教授,该职位此前由理查德·道金斯担任。索托伊是杰出的“流行数学”实践者,致力将复杂的数学概念用形象生动、通俗易懂的语言表达出来。他常为《泰晤士报》和《卫报》撰写文章,同时与BBC保持长期合作。他于2001年获得伦敦数学会的贝维克奖;2009年获得英国皇家学会迈克尔·法拉第奖,以表彰他在向英国公众普及科学知识方面所做的杰出贡献;2010年被授予大英帝国官佐勋章,以表彰他对科学事业的贡献;2013年列入美国数学学会院士;2016年当选英国皇家学会院士。

数学结构的力量 目录

重要角色
序幕
第1章素数
素数是什么?
素数齿轮
素数与蝉
拯救音乐会
莎士比亚的数字游戏
素数节拍
孤独的素数
通用的语言
第2章圆
发现圆
画圆
三维空间中的圆
半球
建造球体
音乐中的循环
环面:圆圈串成的圆环
扭曲的圆
第3章斐波那契数
大自然钟爱的数
凝固的音乐
从简单到无理
印度起源
音乐节奏
加法音乐
第4章黄金分割
黄金分割、自相似与鹦鹉螺
数学园丁
黄金分割狂热
模度
神圣的数学音乐
循数作曲
白银分割
第5章分形
分形是什么?
如何定义一个形状的分形维数
分形与自然
建筑中的分形
奇幻分形
聆听分形
文学分形
第6章正多面体
自然的构建模块
文艺复兴时期的对称性
食肉鱼达利
超立方体
如何看见第四维度
突变论
在正十二面体内生活
再谈拉班
第7章对称性
格诺数
与对称性共存
现代的毕达哥拉斯
立方体变奏
对称性的语法
解读阿尔汗布拉宫
我的数学诗
聆听对称性
对称音阶
乌力波
第8章双曲几何
失败的工程师,成功的艺术家
心灵的望远镜
天使与魔鬼,海星与贝壳
非欧几何的音乐之旅
双曲珊瑚礁
变革的隐喻
回到哈迪德
第9章随机性
随机写作与阅读
偶然音乐
选择你自己的冒险
用骰子作曲
偶然建筑
什么是真正的随机?
艺术家的创作真的随机吗?
人工智能的虚假能动性
尾声
参考文献
延伸阅读
致谢
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最后修改:2026 年 10 月 06 日