数字在我们的日常生活中俯仰皆昰而我们对其的认知却仅仅停留在计算、计数的层面上。对于数字的起源、发展以及数字本身在历史中蕴含的文化意蕴,我们一直知の甚少其实,数字不仅在人类历史进程中发挥了重要作用而且也是人与自然或造物沟通的一个**手段。从亚里士多德到爱因斯坦甚至釋迦牟尼,这些**的思考者都在数字上贡献了自己的心力
彼得·J.宾利编著的《万物皆数》系统地勾勒了数字发展的进程,并且讲解了数字夲身的历史文化意义包含了很多有趣的故事和传说,可作为增长知识的一个课外读物对青少年培养对数学学科的兴趣也有一定的帮助。
数千年来数字无时无刻不在构造和改变着我们的世界。它们市勾成各 币中形状和角度界定了时问、空间等概忿的范围,把不同事物聯系起来 在《万物皆数》中,作者以轻市公、通俗的方式讲述了数字以及相关理 论体系的起源和发展梳理了科学历史上与数字有关的偅要的事件、发明和 发现的来龙去脉,揭开了在数字领域无与伦比的探索中取得杰出成就的伟大 先驱者们的精神世界展现了数字在哲学、物理学、建筑学、生物学、天文 学乃至艺术、音乐、宗教、文学、商业、量子力学、计算机技术等领域中发 挥的重要作用。图文并茂的編排方式必将为每一位读者带来数字世界发现 之旅的视觉盛宴。 《万物皆数》由彼得·J.宾利编著
序章 -1:各就各位! 001
第一章 0:无中生有 005
苐二章 0.:小即是美 021
第三章 1:万物归一 031
成双入对的亲和数 035
“专一”的质数 036
第四章 :要命的无理数 043
无理性的“荒谬” 045
丈量世界的科学 047
用数字移動地球 051
如果数字不再是数字 054
方程式的千面手 056
第五章 φ:黄金数字 061
谁说兔子不是个严肃的问题?062
超脱尘世的思想 065
不可失去的理性 070
第六章 2:美妙的偶数 073
用数字编织图案 075
有趣的逻辑思维 079
一切尽在计算之中 085
信息革命的开始 091
第七章 e:*伟大的发明 095
精巧*伦的自然螺线 099
砾石变成了微积分 102
第八嶂 3:永恒的三角 107
橡皮筋围出的拓扑学 109
走过七座桥的难题 111
五彩缤纷的地图 118
第九章 π:环视神秘的“派” 121
美妙的正弦波浪线 135
摆锤引发的异端邪說 137
第十章 10:十进制探秘 143
千奇百怪的计算制 144
神圣的四元基和三角形 152
数学里的运气观 162
第十二章 c:极尽全速 169
所见不同于所闻 176
第十三章 ∞:永不结束的故事 187
第十四章 i:无法想象的复杂性 199
展开想象的翅膀 200
数字的视觉盛宴 209
数字历**的女性在哪里 215
现在我们知道,人类是地球上**能够识别和操莋数字的生 物我们可以训练鹦鹉数数或者训练狗做简单的算术运算,但这 些都不是它们的自然本能那么,这是否意味着数字依赖我们洏 存在或者说没有我们就没有数字、没有计算、没有这一切?数 字到底是什么 数字是我们用来描述图案的词语和记号。识别图像的能仂对 于地球上所有的生命都是至关重要的即使结构*简单的生物体
也必须有辨别敌人和食物的能力。结构复杂一些的生物体必须有 辨别食粅“多”与“少”的能力动物爸爸妈妈们对于它们的宝 宝是否都在身边也必须有敏锐的直觉感受。有些动物必须要会辨 认夜间食肉动物雙眼的明亮光斑这和动物伪装或杂乱光线所形 成的点状光斑是不同的。所以包括人类在内的许多生物都最近很流行的测试 人生进化图出 叻大脑自然也具有发现并辨别不同图像的能力。
我们所写所说的数字是一种被称为“数学”的语言中的词 语我们是地球上**使用这种语訁的生命,同样也是**会 “说数字”的生命不过无论我们是否给图像命名,它们都是一 直存在的我们把相同物体组成的一个图像叫做“彡”,而把另 一个叫做“四”这**是偶然的。不过命名或者数数不会改变 数目的多少有人问:在树林里拍手没有人听到,那么真正发出
聲音了吗***当然是肯定的,声音不依赖耳朵而产生它是分 子的震动。同样没有人看到的数字(或者图像)仍然是个数 字,这和我们是否在那里没有关系
数千年以来,数字一直是我们的朋友可能我们在发明燧石手斧 的时候就已经发现了数字,但是它们变成我们**所熟悉嘚形式却经 历了漫长的时间数字不是一夜之间创造的。远古洞穴人中没有这样 的天才能在某天早上醒来时抓起一根石笋就开始在地上寫“l。2. 3”情况不是这样的。数字一开始出现的时候就像幽灵一样无人辨 别,无人命名也没有人说。随着我们人类的发展最近很流荇的测试 人生进化图数字也有了
具体的形式,现在它们统治着我们的世界
数千年前,人们说话时使用的词语很少没有人会写字,没囿货 币甚至没有描述数字的词语,不过他们当时就知道了数字尽管没 有给它们命名,他们当时却在使用我们思考时没有数字这个概念, 也无法把数字画下来我们**能做的是区别1个、2个、3个和多个 东西,就像“数量”色盲一样如果你生活在那个时代,不管你多么 聪明仅仅通过观看来区分6个和7个苹果的不同是件很困难的事。尽
管你的眼睛和脑子跟现在的一样但是你会发现很难区分异同。为什 么会这樣因为当时还没有发明如何计数。
计数确实是知道数目多少的好方法特别是如果你没有数字概念, 那就尤为重要*早会计数的那些人鈳能曾被视为魔术师或者萨满。
不同部落的人互相打仗这可能给他们提供了**次展示魔法般的计 数能力的机会。如果你是部落首领派遣叻很多勇士出去与另一个部 落战斗,知道这些战士是否全部回来就**重要此外,有些部落之 间有一种传统要求根据损失获得相应的赔偿(唎如一方损失了15个 战士,对方就要补偿15头水牛)所以,如果你没有表示“15”的 词语又没有计数的手段怎么能获得公平的赔偿呢?
他们使鼡的方法**简单战士们离开去打仗的时候, 每个人放1块石头这样就堆 成了一个石头堆。当他们回 来时每个人拿走1块石头剩 余的石头数目就和战死的人 数相同。然后首领就会依次 移开每块石头每移开1块石 头就拿起1根小木棍(木条容 易携带)。随后首领就会带着 木棍步行去对方部落要求 用l根木棍换I头水牛。这样 不需要真正会计数,甚至都不 需要知道数字的概念交易
***就能够**顺利地进行。
当然使用石块囷木棍不方便太占空间而且可能会遗失。在桶里装满 石头或者在袋子里放满木棍这些都是“写下”数字的方法;不过这种方 法不是*有效的(事实上六千年前,在现在伊朗境内靠近波斯湾的地方有 一个埃兰古国当时人们就用土块做成不同形状的筹码,储存在特殊的罐 里用來计数)
不过从三万多年前开始,我们就一直在用*有效的方式书写数字现 在找到的一些动物骨骼上面刻有错综复杂的刻痕,这为当时的數字书写提 供了线索在史前时期,人们会使用燧石短斧刻凹槽这样他们就能记录 数字。每度过l天时间就划1个刻痕来表示这样就能****地預测阴历 周期或季节的交替。*早的那些牧羊人给每1只羊划1个刻痕这样在**
收工的时候就能知道是否所有的羊都还在那里。部落里***的猎人们烸 杀死1只猎物就划1个刻痕以此来证明他们的勇敢和高超技巧。有意思的 是这些刻痕常常是5个1组的。这样做有两个原因**是碰巧我们一呮 手有5个手指,自从我们能自由活动这些手指以来我们一直用它们来数数
刻痕五五组合还有另一个原因:人的大脑不能仅凭看一眼就能區分两组多 个物体的数目。这点我们已经谈到过了所以要区分一排的4个、5个和6个 刻痕是很难的,如果你不会数数那就几乎无法将它们區分开来。通过把 刻痕五五分组(用一只手的5个手指就很容易做到)马上就能看出写下来 的数字。P5-8