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主题:【原创】好书忆旧 – 《蛇岛的秘密》 -- 萨苏

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家园 握握手,再补充一本。从一到无穷大

放在一起的还有一本《东汉故事》。林汉达的《春秋故事》和《战国故事》伴随我成长,是引导我喜欢历史的一部分了。

前几天还在想《东汉故事》《春秋故事》和《战国故事》这几本书。好像还有一套两晋南北朝的.这几本书.

还有《从一到无穷大》是一本翻译的书,该书作者George Gamow是科普界的一代宗师.译者暴永宁是物理科班出身,利用文革中被荒废的时间用十年磨一剑的精神打造了这本精品。

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外链图片需谨慎,可能会被源头改

摘录一段关于从一到无穷大的书评.出处:外链出处

《从一到无穷大》是一本属于“通才教育”的科普书,内容涉及自然科学的方方面面。但与其它常见的按主题分类来写作的科普著作不同,作者以一个个故事打头和串联,把数学、物理乃至生物学的许多内容有机地融合在一起,不知不觉间将一些最重大或者最有用的理科知识甚至技巧信手拈来,让人在妙趣横生、恍然大悟以及莞尔一笑中意犹未尽地概览了自然科学的基本成就和前沿进展。而且,作者并非刻意追求“乐此不疲”的阅读效果。一般科普读物,往往怕数学太“枯燥”和“艰深”影响阅读兴趣而不敢使用它,只局限于做定性的概念描述。这本书则恰恰相反,全书都用数学贯穿起来,先漫谈一些基本的数学知识,然后用一些有趣的比喻,阐述了爱因斯坦的相对论和四维时空结构,并讨论了人类在认识微观世界(如基本粒子、基因等)和宏观世界(如太阳系、星系等)方面的成就。这些过程中能定量说明的地方基本都定量了,但不仅没有让人望而生厌,反而让人对书中内容过目不忘。

  可以摘录其中一个亮点来说明:

  比如,对于我们从高中就接触的虚数i的意义,尽管从大学到研究生的课程里也多有接触,但这玩意到底有什么用,最直观的形象是什么,我从来是糊涂的(第一遍看此书时年纪太小,书里的数学就被忽略了),好像我的老师也是装明白,因为他们拿不出一个直切本质又形象生动的说法。所以,“什么意义、什么用、怎么用”,老师一问三不知,学生自然将所学很快还给老师。温故《从一到无穷大》,却让我许多年来积攒的问题都有了新认识。书中是用一个寻宝的故事来说明的:i 是描述在直角坐标轴上旋转90。最简便妥当的表达法。所有的实数都对应于横轴上的点;而纯虚数对应于纵轴上的点。例如,当我们表示位于横轴上的实数3 乘以虚数单位i时,就得到 位于纵轴上的纯虚数3i, 因此,一个数乘以i,在几何上相当于逆时针旋转90。(如下图所示)

  这种描述和这种转换有什么用呢?有利可图的事情在哪儿都是引人注目的,所以作者用了这个寻宝的故事来说明:

  从前,有个富于冒险精神的年轻人,在他曾祖父的遗物中发现了一张羊皮纸。上面指出了一项宝藏:乘船至某处,即可找到一座荒岛。岛的北岸有一大片草地。草地上有一株橡树和一株松树。还有一座绞架。从绞架走到橡树,记住走了多少步;到了橡树向右拐个直角再走这么多步,在这里打个桩。然后回到绞架那里,朝松树走去,同时记住所走的步数。到了松树向左拐个直角再走这么多步。在这里也钉个桩。在两个桩的正当中挖掘,就可找到宝藏。

  年轻人找到了这座岛,也找到了橡树和松树,但绞架由于风吹日晒雨淋已糟烂成土。年轻人只好失望而归。这是一个令人伤心的故事。但更加令人伤心的是,如果这个小伙子懂点关于虚数的数学,宝藏本来是跑不了的:

  把这个岛看成一个复数平面。过两棵树干画一轴线,过两树中点与实轴垂直作虚轴,并以两树距离的一半作长度单位。这样,橡树位于实轴上的-1点上,松树则在+1点上。我们不知绞架在何处,用大写的希腊字母Γ(这个字母的样子倒像个绞架)表示其假设的位置。这个位置不一定在两根轴上,因此,Γ应该是个复数:Γ=a+bi,既然绞架在Γ,橡树在-1,两者的距离和方位变为-1-Γ。同理,绞架与松树相距1-Γ。将这两端距离分别顺时针和逆时针旋转90,也就是按复数定义把两个距离分别乘以-i和i。这样便可得出两根桩的位置为:第一根,(-i)[-(1+Γ)]+1=i(Γ+1)+1,

  第二根,(+i)(1-Γ)-1=i(1-Γ)-1

  宝藏在两根桩的正中,因此,可以求出上述复数之和的一半,即:

  1/2[i(Γ+1)+I(1-Γ)-1=1/2[iΓ+i+1+i-iΓ-1]=1/2(2i)=i

  奇妙的事发生了,Γ表示的未知绞架的位置已在运算过程中消失了,不管绞架在何处,宝藏都在+i这个点上。这个失望的小伙子本来只要在图中打×处动一动铁锹,就可以发财了。当然,动铁锹前要先动脑子。

  怎么样,这个故事可以让你对这个好像生活中不存在的i记忆多久呢?反正我这个财迷估计是终身难忘了,谁知道哪天我也能搞到一张藏宝图!

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