數(shù)字前沿

前言

　　前言　　人類孜孜不倦地探索數(shù)學(xué)。在數(shù)字、公式和公理背后，是那些開拓人類數(shù)學(xué)知識前沿的先驅(qū)者的故事。他們中有一些人是天才兒童；有一些人在數(shù)學(xué)領(lǐng)域大器晚成。他們中有富人也有窮人；有男性也有女性；有受過高等教育的，也有自學(xué)成才者。他們中有教授、天文學(xué)家、哲學(xué)家、工程師；也有職員、護(hù)士和農(nóng)民。他們多樣的背景證明了數(shù)學(xué)天賦與國籍、民族、宗教、階級、性別和是否殘疾無關(guān)?！　　皵?shù)學(xué)先鋒”是一套5卷本的叢書。它記錄了50位在數(shù)學(xué)發(fā)展史上扮演過重要角色的數(shù)學(xué)家的生平。這些數(shù)學(xué)家并不是最為顯赫的數(shù)學(xué)家，但是他們的生平事跡和所作的貢獻(xiàn)對初高中學(xué)生很有意義。總的來看，他們代表著成千上萬人多樣的天賦。無論知名的還是不知名的，這些數(shù)學(xué)家都在面對挑戰(zhàn)和克服障礙的同時，不斷發(fā)明新技術(shù)，發(fā)現(xiàn)新觀念，擴(kuò)展已知的數(shù)學(xué)理論?！　　皵?shù)學(xué)先鋒”叢書的每一本書都介紹了生活在一定歷史時期的10位數(shù)學(xué)家的生平和成就?！稊?shù)學(xué)的誕生》記錄了從公元前700一公元1300年古希臘、印度、阿拉伯和中世紀(jì)意大利的數(shù)學(xué)家?！短觳诺臅r代》介紹了14—18世紀(jì)的數(shù)學(xué)家，他們來自伊朗、法國、英國、德國、瑞士和美國?！稊?shù)學(xué)的奠基》展現(xiàn)了19世紀(jì)歐洲各國的數(shù)學(xué)家?！冬F(xiàn)代數(shù)學(xué)》與《數(shù)學(xué)前沿》分別記錄了20世紀(jì)早期和20世紀(jì)晚期各國的數(shù)學(xué)家?！　　皵?shù)學(xué)先鋒”叢書講述了人類試圖用數(shù)字、圖案和等式去理解世界的故事。其中一些人創(chuàng)造性的觀點催生了數(shù)學(xué)新的分支；另一些人解決了困擾人類很多個世紀(jì)的數(shù)學(xué)疑團(tuán)；也有一些人撰寫了影響數(shù)學(xué)教學(xué)幾百年的教科書。還有一些人是他們的種族、性別或者國家中最先因為數(shù)學(xué)成就獲得肯定的先驅(qū)。每位數(shù)學(xué)家都是突破已有的基礎(chǔ)，使后繼者走得更遠(yuǎn)的創(chuàng)造者。　　從10進(jìn)制的引入到對數(shù)、微積分和計算機(jī)的發(fā)展，數(shù)學(xué)歷史中最重要的思想經(jīng)歷了逐步的發(fā)展，每一步都是無數(shù)個人的貢獻(xiàn)。很多數(shù)學(xué)思想在被地理和時間分割的不同文明中獨立的發(fā)展。在同一文明中，一些學(xué)者的名字常常遺失在歷史中，但是他作出的某一個發(fā)明卻融入了后來數(shù)學(xué)家的著述中。因此，要準(zhǔn)確地記錄誰是某一個定理或者某一個確切思想的首創(chuàng)者總是很難的。數(shù)學(xué)并不是由一個人創(chuàng)造，或者為一個人創(chuàng)造，而是整個人類的求索。

內(nèi)容概要

《數(shù)學(xué)前沿1950年—現(xiàn)在》作為“數(shù)學(xué)先鋒”叢書的第五本，收錄了10位20世紀(jì)后半葉的數(shù)學(xué)家，他們每個人都在數(shù)學(xué)史上留下了自己的足跡。在美國成為數(shù)學(xué)研究中心的時代里，他們是更加多元化的國際數(shù)學(xué)大家庭的成員，構(gòu)成了這個大家庭的橫截面。在這個時期內(nèi)，很多長期以來開放性的問題得到了解決，純數(shù)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)得到了大發(fā)展，新的數(shù)學(xué)思想的引入使得主要技術(shù)進(jìn)步成為可能。這本書中收錄的數(shù)學(xué)家反映了數(shù)學(xué)大家庭越來越多元化的趨勢。數(shù)學(xué)知識的進(jìn)步是所有民族、種族、國家和性別的天才共同智慧的結(jié)晶。他們來自美國、大不列顛、中國的香港和臺灣、比利時和愛爾蘭，他們是國際數(shù)學(xué)界的代表。

作者簡介

邁克爾·J.布拉德利（Michael·J.Bradley）是圣母大學(xué)（University of Notre Dame）的數(shù)學(xué)博士，現(xiàn)為梅里馬克學(xué)院數(shù)學(xué)系教授兼主任。是《離散數(shù)學(xué)導(dǎo)論》和《商業(yè)微積分》的作者，同時在《學(xué)院數(shù)學(xué)期刊與數(shù)學(xué)雜志》上發(fā)表文章。邁克爾·J.布拉德利教授擁有23年大學(xué)水平的數(shù)學(xué)教學(xué)、寫作和研究經(jīng)驗，并持續(xù)20年為4-12年級學(xué)生講授暑期數(shù)學(xué)。

書籍目錄

前言鳴謝簡介1.朱麗亞•羅賓遜（1919—1985）　數(shù)論和數(shù)學(xué)邏輯的發(fā)現(xiàn)　數(shù)學(xué)學(xué)子　代數(shù)中的決策問題　博弈論與政治學(xué)　希爾伯特第十個問題　專業(yè)領(lǐng)域中的榮譽和貢獻(xiàn)　結(jié)語　擴(kuò)展閱讀2.恩內(nèi)斯特•威爾金斯（1923—）　數(shù)學(xué)家、科學(xué)家和工程師　早期成就　數(shù)學(xué)教授　科學(xué)家和工程師　伽馬射線　重返教授崗位　暫時退休　結(jié)語　擴(kuò)展閱讀3.約翰•納什（1928—）　獲得諾貝爾獎的博弈理論家　早年教育　博弈論的革命　流形和流體流動的研究　與妄想型精神分裂癥作斗爭　獲得諾貝爾獎　結(jié)語　擴(kuò)展閱讀4.約翰•H•康威（1937—）　“生命游戲”的創(chuàng)造者　幾何難題和有限群　“生命游戲”　數(shù)字分析　球體、點陣和編碼　結(jié)語　擴(kuò)展閱讀5.斯蒂芬•霍金（1942—）　關(guān)于黑洞的數(shù)學(xué)　早期教育　對黑洞的研究　霍金輻射和信息悖論　物理學(xué)的終結(jié)和無界猜想so　普及科學(xué)　科學(xué)家的科學(xué)　結(jié)語　擴(kuò)展閱讀6.丘成桐（1949—）　微分幾何的表面　莘莘學(xué)子　微分幾何開放性問題的解決　多面屬性分析　近期的幾何學(xué)研究　結(jié)語　擴(kuò)展閱讀7.金芳蓉（1949—）　網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)教授　求學(xué)數(shù)學(xué)　應(yīng)用數(shù)學(xué)家　電信網(wǎng)絡(luò)和算法　學(xué)術(shù)研究員　光譜圖論和網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)　結(jié)語　擴(kuò)展閱讀8.安德魯•懷爾斯（1953—）　證明費馬大定理的數(shù)論理論家　對數(shù)學(xué)的早期興趣　對橢圓曲線的研究　模型和伊瓦薩瓦理論　證明費馬大定理　費馬之后的研究　結(jié)語　擴(kuò)展閱讀9.英格利德•多比希（1954—）　用小波建立圖像模型　早期經(jīng)歷和教育　對量子物理的研究　多比希小波　數(shù)字圖像的壓縮　對波表達(dá)的繼續(xù)研究　結(jié)語　擴(kuò)展閱讀10.莎拉•弗朗納瑞（1982—）　編譯密碼學(xué)的新算法　解智力題　參加科學(xué)展覽的密碼項目　凱勒一普爾瑟密碼算法　愛爾蘭年度青年科學(xué)家　大學(xué)和職業(yè)生活結(jié)語擴(kuò)展閱讀譯者感言

章節(jié)摘錄

　　5. 斯蒂芬·霍金（1942-）　　早期教育　　1942年1月8日，斯蒂芬·威廉·霍金出生在英國一個叫做海埂特（Highgate）郊區(qū)的家庭。他的父親弗朗克·霍金是一位研究熱帶疾病的醫(yī)學(xué)研究員，母親伊索貝拉·霍金是一位物理學(xué)家的女兒?；艚疬€有3個兄妹，瑪麗、菲利巴和愛德華。父母親都畢業(yè)于牛津大學(xué)，為霍金和他的兄妹提供了發(fā)展智力的良好環(huán)境。20世紀(jì)40年代末，霍金的父親成為英國國家醫(yī)學(xué)研究院寄生蟲研究部學(xué)科帶頭人，霍金一家隨父親遷離了倫敦，搬到赫特福德郡的圣奧爾本斯居住，離父親上班的地方密爾山不遠(yuǎn)。　　1952—1957年，霍金在圣奧爾本斯上學(xué)，3門學(xué)科的成績都是最優(yōu)秀的。他表現(xiàn)出對數(shù)學(xué)的見解和天賦，對課堂所學(xué)游刃有余。他對化學(xué)也產(chǎn)生了興趣，還寫出了獲獎的神學(xué)論文。1958年，他與同學(xué)和數(shù)學(xué)老師一起，設(shè)計和制造了一種原始的計算機(jī)，名叫邏輯旋轉(zhuǎn)式計算器（LUCE）。校外，他很喜歡做飛機(jī)模型，制造電子設(shè)備。他還發(fā)明了規(guī)則復(fù)雜、相當(dāng)成熟的游戲?！　?959年，霍金獲得了在牛津大學(xué)學(xué)習(xí)的獎學(xué)金。雖然父親希望他學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)和生物，但他作為自然科學(xué)的學(xué)生，學(xué)習(xí)的是物理和數(shù)學(xué)。第一年他只聽了數(shù)學(xué)課和研究班，然后通過了數(shù)學(xué)學(xué)院的考試。第二年結(jié)束，他獲得了牛津大學(xué)的物理獎，獲得了布萊克威爾·布克（Blackwell Book）物理學(xué)習(xí)優(yōu)秀獎。他作為舵手參加了院系間的劃船比賽。1962年，他作為優(yōu)秀畢業(yè)生獲得自然科學(xué)學(xué)士學(xué)位，成績優(yōu)異。　　離開牛津后，霍金繼續(xù)在劍橋大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)和理論物理系進(jìn)行4年的研究生學(xué)習(xí)。在丹尼斯·希亞馬（Dennis Sciama）教授的指導(dǎo)下，他開始宇宙學(xué)和廣義相對論的研究。宇宙學(xué)作為研究宇宙起源和演化的學(xué)科，是物理學(xué)中與數(shù)學(xué)聯(lián)系很緊密的學(xué)科。廣義相對論是20世紀(jì)初在德國出生的物理學(xué)家愛因斯坦提出的。它解釋了重力的規(guī)律和宇宙的普遍行為。量子力學(xué)是物理學(xué)的另一個分支，解釋原子、分子、光的性質(zhì)和小微粒放射?；艚疬M(jìn)人研究生院的時候，相對論和量子理論是現(xiàn)代物理兩個相互獨立的主要分支，它們和艾薩克·牛頓的經(jīng)典物理學(xué)構(gòu)成了物理教學(xué)的基礎(chǔ)?！　?963年1月，霍金出現(xiàn)了說話和行走困難的情形，接受了兩個星期的醫(yī)學(xué)檢查。醫(yī)生診斷他患有運動神經(jīng)疾病，是肌肉系統(tǒng)退化的紊亂狀態(tài)，也被稱為肌萎縮性（脊髓）側(cè)索硬化（ALS）癥。醫(yī)生認(rèn)為，他的健康狀況會讓身體迅速退化，但是大腦不會受到影響。醫(yī)生估計他活不過兩年半?！　』艚饹]有因為健康狀況而停止對個人興趣的不懈求索。1965年7月，他和簡·王爾德（Jane Wilde）結(jié)婚。簡是在倫敦維斯特費爾德學(xué)院學(xué)習(xí)現(xiàn)代語言的本科學(xué)生，后來獲得了中世紀(jì)葡萄牙文學(xué)的博士學(xué)位。1967—1979年間，他們生下3個孩子，羅伯特、露西和提莫緹。雖然患病5年內(nèi)，霍金的活動就只能限制在輪椅上，說話的能力也不斷退化，但是他還是每天從劍橋校園附近租的房子到大學(xué)去學(xué)習(xí)?！　诙吹难芯俊　』艚鸷芸斐蔀橛钪鎸W(xué)研究圈子的活躍分子。1965年，在倫敦舉行的皇家學(xué)會會議上，劍橋大學(xué)宇宙學(xué)教授弗雷德·霍伊勒爵士（Fred Hoyle）和他的研究生雅揚特·納爾利卡（Jayant Narlikar）作了關(guān)于宇宙穩(wěn)定狀態(tài)理論的報告，霍金對此提出了質(zhì)疑?；艚鹩^察到，有一個等式的數(shù)學(xué)量是離散的，不能相加進(jìn)最后的有限總量中。他在論文《論霍伊勒一納爾利卡重力理論》（On the hoyle-Narlikar theory ofGravitation）中，總結(jié)了他提出質(zhì)疑的數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)，發(fā)表在《倫敦皇家學(xué)會報告》（the Royol Society）上。這篇文章受到同仁的好評，使他成為被大家看好的年輕研究員?！　?966年，霍金獲得了物理學(xué)博士學(xué)位。他的博士論文《宇宙學(xué)中異常值的出現(xiàn)》（Occurrence of Singularities in Cosmology），在次年分3部分發(fā)表在《倫敦皇家學(xué)會報告》上。他的博士研究是以別克貝克學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)教授羅杰·彭羅斯（Roger Penrose）對黑洞的研究為基礎(chǔ)的。美國物理學(xué)家約翰·惠勒（John Wheeler）用“黑洞”“這個詞來描述高密度聚集的質(zhì)量，其重力場如此巨大，使得重力或能量，包括光，都無法逃逸。彭羅斯用數(shù)學(xué)理論來解釋空間一時問的異常值，這些異常值位于黑洞的中心，是當(dāng)時間一空間曲率無限大時的點。在霍金的論文中，他把彭羅斯的異常點理論擴(kuò)大到解釋整個宇宙。他未發(fā)表的論文《異常點和空間一時間的幾何》（Sigularities and the Geometry of Space-Time）是對博士論文的繼續(xù)研究，該論文獲得了1966年劍橋大學(xué)亞當(dāng)斯獎?！　∪〉貌┦繉W(xué)位后，霍金獲得了在劍橋大學(xué)貢威爾和凱伍思理論物理學(xué)院任研究員的職位。1968年，他加入了大學(xué)天文研究所，和彭羅斯一起合作，繼續(xù)研究宇宙的異常點和起源。他們拓展了拓?fù)鋵W(xué)和幾何學(xué)的方法來計算廣義相對論。在他們的共同研究中，他們證明了，如果廣義相對論是對宇宙的精確描述，那么在時間開始的時候就必然有一個異常點。霍金一彭羅斯理論用數(shù)學(xué)方法證明了大爆炸理論，即宇宙開始于一個黑洞的爆炸。在他們1970年的論文《重力塌陷和宇宙學(xué)的異常點》（The Sigularities of Gravivitational Collapse and Cosmology）中解釋了他們的研究，發(fā)表在《倫敦皇家學(xué)會報告》上，是對黑洞理論的重大貢獻(xiàn)。　　在研究黑洞理論的過程中，霍金還發(fā)表了一些不完整的想法，后來被他自己否定了。其中一項是關(guān)于對平滑水平線的研究。平滑水平線是黑洞的界限，沒有電磁能量能夠達(dá)到這個界限之外。1971年，他的論文《塌陷黑洞的引力輻射》（Gravitational Radiation from Colliding Black Holes）發(fā)表在《物理學(xué)評論》（Proceedings of the Royal Society of London）上，提出了黑洞平滑水平線的表面積永遠(yuǎn)都不會減少。1973年，題為《黑洞機(jī)制的四個定律》（The Four Laws of B1ack Hole Mechanics）的論文發(fā)表在《數(shù)學(xué)物理通訊））（Communications in Mathematical Physics）上。在這篇論文中，他和美國物理學(xué)家詹姆士·巴爾蒂恩（James Bardeen），英國理論物理學(xué)家布蘭登·卡爾特（Brandon Carter）試圖解釋為什么黑洞不遵循熱動力學(xué)（研究熱和運動的學(xué)科）的規(guī)律。兩年內(nèi)，霍金否定TNN個觀點，用相反的觀點來進(jìn)一步發(fā)展理論?！　?973年，霍金離開了天文研究所，成為劍橋大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)和理論物理系的研究工作人員。同年，也就是他參加工作后的第六年，他和南非的宇宙學(xué)家喬治·伊利斯（George E1lis）一起完成了著作《大規(guī)?？臻g一時間的結(jié)構(gòu)》（The Large-ScaleStructure of Space-Time）。雖然這本書是向相關(guān)專家介紹古典宇宙學(xué)理論，而且也沒有包括黑洞理論的最新發(fā)現(xiàn)，但是卻售出了1.6萬本，成為劍橋大學(xué)出版社歷史上銷售量最高的專著之一?！　　?/pre>




編輯推薦
　　“數(shù)學(xué)先鋒”5卷本系列叢書收錄了從古至今的50位享譽世界的著名數(shù)學(xué)家，他們都對數(shù)學(xué)的發(fā)展作出了突出的貢獻(xiàn)，是面對挑戰(zhàn)，克服前行道路上的障礙的新技術(shù)、新觀念和數(shù)學(xué)理論的代表。 　　《數(shù)學(xué)先鋒：數(shù)學(xué)前沿（1950-現(xiàn)在）》收錄了10位20世紀(jì)后半葉的數(shù)學(xué)家，他們每個人都在數(shù)學(xué)史上留下了自己的足跡。每章都有一位數(shù)學(xué)家的豐富信息，包括個人研究、發(fā)現(xiàn)和對該領(lǐng)域作出的持久貢獻(xiàn)等，并附有總結(jié)和相關(guān)出版物與在線參考文獻(xiàn)列表。 　　《數(shù)學(xué)先鋒：數(shù)學(xué)前沿（1950-現(xiàn)在）》包含了近20張黑自照片和線條插圖，同時還有出版物、網(wǎng)絡(luò)資源和相關(guān)協(xié)會的列表等參考文獻(xiàn)?！皵?shù)學(xué)先鋒”是一套基礎(chǔ)讀物，適合學(xué)生、教師以及普通的讀者閱讀，通過閱讀這套書，讀者可以了解到歷史上曾經(jīng)對數(shù)學(xué)作出過巨大貢獻(xiàn)但并不為人們所熟知的那些個人的信息。





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