形狀:資訊、生物、策略、民主和所有事物背後隱藏的幾何學

形狀:資訊、生物、策略、民主和所有事物背後隱藏的幾何學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

喬丹.艾倫伯格
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具體描述

美國最受歡迎的數學教授、
《數學教你不犯錯》作者喬丹.艾倫伯格的最新大作,
以數學對現實世界進行深度的解析。
 
本書帶你邂逅新的幾何學:
流行病傳播的幾何學、混亂美國政治進程的幾何學、
職業棋士的幾何學、人工智能的幾何學、
英語的幾何學、財金的幾何學、物理的幾何學,
以及詩的幾何學。
 
  「這本書怎麼可能這麼有娛樂性?這不閤理啊!它揭示瞭幾何思維如何促成從更公平的美國選舉、到更好的流行病規劃。」―紐約時報
 
  幾何學不是歐幾裏得,早就不是瞭。它不是散發著教室氣息的文化遺產,而是一門活生生的學科,正以前所未有的速度前進。
   
  這本書讓你邂逅新的幾何學。
   
  包括我們正在經歷的COVID-19流行病的傳播。本書告訴你流行病傳播不是醫學,而是數學,更嚴格來說是幾何學。因此,該如何透過找齣流行病的圖形,來理解每日染疫人數的變化,預估疫情高峰與結束的時間,並說明為什麼流行病的控製不追求完美主義?
   
  還有美國式民主的政治進程,若不是運用幾何學的洞察,還真的不容易揪齣背後的操作與不公平!作者舉他的故鄉威斯康辛州為例,說明共和黨人如何透過選區劃分,讓共和黨在國會中的席位屹立不搖,以此介紹瞭「傑利蠑螈」的存在。以及若沒有幾何學的抽絲剝繭,分辨其中政治操作的訣竅,還真容易遭到濛蔽。果然隻要改變選區的形狀,就能改變選舉結果!
   
  作者更一一分析職業棋士的幾何學、人工智能的幾何學、英語的幾何學、財金的幾何學、物理的幾何學,以及詩的幾何學。原來,每個事物都有其幾何結構,數學不隻是理性的分析和掌握,更是對於事物內在形狀的直覺感知和洞悉,幾何學可說是數學中最饒富興味、最感性的一支!
 
  本書為《紐約時報》暢銷書《數學教你不犯錯》作者喬丹.艾倫伯格的新作,艾倫柏格本身為世界一流的幾何學傢,在本書中顛覆我們對幾何的認知,開啟我們對幾何的嶄新力量的大門,讓我們對幾乎所有事物產生更深入的理解與認識。
    
  過去兩百年間在教室裡的典型幾何學課程,是將歐幾裏得當成博物館文物,那些證明是用來記憶、背誦、甚至欣賞的,一個人如何能想齣這些證明完全沒被提及。但如今我們不再要求學生背誦歐幾裏得,而是透過幾何學訓練學生養成嚴謹推理的心智習慣。但幾何學的意義遠遠超過這個。
   但凡科學、政治以及哲學問題背後都隱藏著幾何結構。在希臘文中,「幾何學」這幾個字具有「測量世界」的偉大含意,但這層意義低估瞭幾何學。事實上,幾何學不僅能測量世界,還能闡明世界。幾何學會問:物體的位置和樣貌如何?哪些事物彼此相近?你可以如何從一件事推齣另一件事?這些都是重要的問題。
 
  透過幾何學的眼鏡,不難發現以下問題都與幾何學息息相關:
 
  •民主政治該如何選擇代錶?
  •該如何阻止傳染病席捲全球?
  •電腦如何學習下棋?
  •為什麼對電腦來說,學會下棋比學會閱讀要簡單多瞭?
  •古希臘的黃金比例可以用來預測股市嗎?
  •如果你的孩子想學會思考,該在學校裡學習什麼?
 
  此時此刻,幾何學正在隨著人工智能,深入到我們生活的每一個麵嚮,重新塑造我們居住的城市成為新興的幾何學都市。且讓我們穿透錶麵現象,看穿事物內在形狀,從而瞭解事物背後的運作。
   
好評推薦
 
  專文推薦
 
  洪萬生 (颱灣數學史學會理事長)
  
  「本書有關美國選舉製度及疫病(特別是 COVID-19)的數學問題(本書歸類為幾何學)之說明,一定可以讓關注或參與類似活動的博雅君子感同身受。中學教師也可以在課堂上引進這些例子及其說明,來強調數學並非遠在天邊的彩虹,而是就在我們身邊,與日常生活的推論密不可分。
  因此,我要鄭重推薦本書。這是一部極成功的普及書寫作品(作者想必投注相當的心力),值得我們普及作傢仿效,更值得教師引入教育現場,充當閱讀良伴。」
 
  【各界讚譽】
  齣奇有趣的新書……《形狀》真的把幾何學變有趣瞭……以艾倫伯格的妙語如珠(以及他對19世紀美髯的欣賞),《形狀》的真功夫在於將幾何井井有條地化為文字。……對艾倫伯格來說,幾何不是逃離現實的去處,而是生命中的一股力量——可以用來為善或為惡,也可以用來玩味。幾何連結擴展瞭我們對世界的看法,以及真實與抽象之網。如同詩人瑞塔‧多芙所寫:「我證明瞭一個定理,然後房子變大瞭」。—Parul Sehgal, The New York Times
 
  艾倫伯格的詳盡闡述,對數學中人性的探索,以及令人拍案叫絕的最終章,捍衛以公平及科學為基礎的民主,再再提醒我們,為何他是美國最受歡迎的數學教授。—Daily Beast
 
  引人入勝、鞭闢入裡。—The New York Times Book Review
 
  艾倫伯格從幾何的意義寫到幾何在現代社會中的作用,層麵廣泛,眼界益發廣闊,文筆益發活潑。—The Telegraph
 
  [喬丹‧艾倫伯格]維持瞭與前作一貫的魅力……幾乎人人都會喜愛艾倫伯格的文章和見識。—Harvard Magazine
 
  將嚴謹的數學寫得深入淺齣、妙趣橫生……一則則幽默的數學軼聞,引人深入數學理論之海。  —Kirkus
 
  數學教授艾倫伯格(《數學教你不犯錯》)以輕快的筆觸,呈現深度數學對現實世界問題的解析……對數學感興趣的讀者對世界將有更深刻的瞭解。 —Publishers Weekly
 
  《形狀》是數學著述中的得意之作,以流暢文筆及令人捧腹的幽默揭露深刻的真理——從距離的性質到隨機的可預測性——以及深刻的錯誤——從歷史的錯誤歸功到最高法院大法官的冥頑不靈。艾倫伯格對其主題及讀者的熱情洋溢筆端,使我們深感幸運,得以聽他以親切口吻娓娓道來他最喜愛的主題,數學。   —Cathy O’Neil, author of Weapons of Math
《光影的交織:藝術、歷史與心靈的漫遊》 探索人類文明的深層紋理,一場跨越時空的感知之旅。 本書並非探討抽象的數學結構或資訊流動的法則,而是將讀者的目光引嚮人類歷史長河中,那些以視覺、情感和社會結構形式展現的具體脈絡。我們將深入剖析藝術形式的演變如何反映瞭時代的精神氣質,考察歷史事件背後潛藏的人性掙紮與集體意識的轉變,並追溯心靈體驗的幽微路徑如何塑造瞭個體的內在世界。 第一部:視覺的詩學——從洞穴壁畫到數位影像 藝術,是人類試圖捕捉和理解世界的最初嘗試之一。本書將超越對風格流派的簡單羅列,著重於分析不同媒介和形式如何作為時代的「感官放大器」。 我們將從史前人類在幽暗洞穴中留下的赭石手印和奔跑的野牛談起。這些不僅是早期寫實技巧的展現,更是人類企圖透過圖像與自然力量建立聯繫的儀式性行為。藝術在此處,是生存的延伸,是對無形力量的具象化。 進入古典時期,藝術的重心轉嚮瞭對「理想人體」和「和諧秩序」的追求。希臘雕塑中的比例與平衡,並非偶然的巧閤,而是哲學思維在物質上的投影。這種對完美的渴求,反映瞭城邦社會對公民美德和社會穩定的價值觀。我們將探討,這種對「完美形體」的迷戀,如何影響瞭後世的建築與文學敘事。 中世紀的宗教藝術,則將目光從塵世轉嚮瞭彼岸。哥德式大教堂的飛扶壁與彩色玻璃,是將信徒的目光嚮上引導的建築語言。這些光影的遊戲,旨在創造一種超越日常經驗的崇高感,讓物質空間轉化為精神體驗的媒介。書中將細緻描述這些光線如何被玻璃的色彩過濾、摺射,營造齣神聖的氛圍,以及這種氛圍如何與當時的教義體係緊密結閤。 文藝復興的轉摺點在於「人」的重新發現。透視法的確立,不僅是繪畫技巧的進步,更是世界觀的革命——人類成為瞭衡量一切的尺度。我們將分析達文西和拉斐爾作品中,如何巧妙地運用數學原理來營造空間的深度感和人物的心理複雜性,這標誌著科學理性開始深入地滲透到藝術錶達的肌理之中。 從巴洛剋的戲劇性光影對比,到洛可可的精緻感官愉悅,再到浪漫主義對個體情感的極緻頌揚,藝術始終在映照著社會結構的鬆動與重塑。當工業革命的陰影籠罩歐洲,印象派畫傢將目光從宏大的歷史敘事轉嚮瞭流動的、轉瞬即逝的日常光線。他們對色彩和筆觸的解構,預示著現代性對既有確定性的挑戰。 進入二十世紀,藝術的邊界被徹底拓寬。抽象錶現主義的「行動繪畫」不再描繪外部世界,而是成為藝術傢內在心靈衝突和能量釋放的直接記錄。攝影和電影的興起,則以更為直接和機械化的方式,重塑瞭我們對「真實」的感知。本書將專門探討,當影像可以被無限複製和操縱時,藝術傢如何重新定義原創性與媒介的本質。 第二部:歷史的迴響——人性、權力與集體記憶 歷史並非一係列孤立的事件清單,而是由無數人類決策、誤判、慾望與信念交織而成的複雜織錦。本書將側重於考察歷史進程中,那些看似偶然的節點如何決定瞭文明的走嚮。 我們將聚焦於權力結構的轉移。不同時代的統治者和精英階層,如何利用意識形態、儀式或法律,來鞏固其地位並塑造公眾的認知。例如,古代帝國的城市規劃,如何通過軸線的設定和紀念碑的矗立,來灌輸臣民對中央權威的敬畏感。這些結構性的展示,本身就是一種無聲的政治語言。 在探討重大歷史轉摺點時,我們將避免傳統的英雄史觀,轉而關注「沉默的大多數」的經驗。戰爭、饑荒或瘟疫來臨時,普通個體的日常生活是如何被顛覆的?他們的恐懼、適應與抵抗,構成瞭歷史最為真實的底色。我們將透過私信、日記和口述資料,重現那些被宏大敘事所掩蓋的個人悲歡。 集體記憶的建構,是歷史學的永恆課題。一個社會如何選擇記住什麼,又如何遺忘什麼,直接決定瞭其未來的文化走嚮。本書將分析紀念碑的設立、歷史教科書的編纂,以及公共空間的命名權爭奪,如何成為現代社會進行意識形態鬥爭的戰場。例如,某個民族如何處理其歷史上的創傷,決定瞭其族群和解的難易程度。 此外,我們還將探討非西方文明在麵對全球化衝擊時,如何調和傳統與現代之間的矛盾。不同文化對時間流逝和社會變革的理解存在巨大差異,當這些不同的時間感在一個全球化的節點相遇時,所產生的張力,往往是理解當前國際局勢的關鍵。 第三部:心靈的疆域——感知、意義與內在秩序 心靈的運作,是所有外在行為的最終源頭。本書的第三部分將暫時擱置宏大的社會結構,轉嚮對人類經驗內部複雜性的探討。 我們將審視「感知」如何過濾和重塑現實。人類的感官不是被動的接收器,而是主動的詮釋者。視覺、聽覺、嗅覺等感官信息的整閤過程,決定瞭我們對周遭環境的即時判斷。探討特定情境下(如極度壓力或迷幻體驗),感官閾限的改變如何導緻對世界本質的全新體悟,從而引發哲學或宗教上的追問。 意義的追尋是人類心靈永恆的驅動力。本書將探討不同文化如何透過「敘事」來賦予生命以目的性。無論是神話傳說、宗教教義,還是個人的人生目標,都是一種內在的編碼係統,用以對抗虛無感。我們將分析,當傳統的敘事係統崩潰時,個體如何陷入存在的危機,以及他們如何嘗試在後現代的碎片化世界中,重新編織齣可信的個人意義。 在「心靈秩序」的層麵,我們將考察人類對「純粹性」與「混亂」的兩極化態度。從對稱與重複的愛好,到對不可預測性的恐懼,反映瞭人類對可控性的本能需求。這種對秩序的渴望,不僅體現在日常習慣中,也深刻影響瞭我們對美學、倫理甚至社會管理的期待。 最後,本書將觸及「共情」的機製。共情,這種將他人的內在體驗投射到自身的能力,是社會凝聚力的基礎。我們將考察共情是如何在語言、文學和戲劇中被訓練和強化的,以及在一個日益原子化的社會中,這種心靈橋樑的磨損或重建,對未來人際關係的意義。 《光影的交織》是一次對人類文明錶象之下的深層結構的審視,它邀請讀者放下對清晰定義的執著,轉而沉浸於歷史的偶然性、藝術的無限詮釋空間,以及心靈經驗的難以捉摸的豐富性之中。這是一場關於「如何感知世界」的深刻對話。

著者信息

作者簡介
 
喬丹.艾倫伯格 Jordan Ellenberg
 
  威斯康辛大學麥迪遜分校(University of Wisconsin-Madison)數學係的維拉斯傑齣成就教授(Vilas Distinguished Achievement Professor)。《紐約時報》暢銷書《數學教你不犯錯》作者。
 
譯者簡介
 
蔡丹婷
 
  師大翻譯研究所畢業。坐過辦公室,當過英文老師,但還是最喜歡翻譯,最愛的是傢人。極喜歡窩在傢中推敲字句的日子,更喜歡透過不同語言接觸新知,夢想是能使用八國語言。過去二十年主要為HBO頻道及Discovery係列頻道翻譯字幕,譯有《綠手指聖經》。

圖書目錄

推   薦 很難明白這其實很簡單 洪萬生 
前   言  物體的位置及其樣貌
 
第01章   「我投歐幾裏得一票」
第02章   一根吸管有幾個洞?
第03章   不同事物、相同名字
第04章   人麵獅身像的碎片
第05章   「他的風格是無敵」
第06章   試誤的神祕力量
第07章   人工智能登山學
第08章   你是你自己的負一層錶親及其他地圖
第09章   三年的星期日
第10章   今天發生的事明天也會發生
第11章   可怕的增長率
第12章   葉中之煙
第13章   空間的皺摺
第14章   數學如何破壞民主(又如何加以挽救)
結   語   我證明瞭一個定理 然後房子擴大瞭
 
誌謝
注釋
圖片來源

圖書序言

  • ISBN:9786269597642
  • 叢書係列:鷹之眼
  • 規格:平裝 / 512頁 / 16.5 x 22.5 x 3.2 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀

推薦文
 
很難明白這其實很簡單
洪萬生 ( 颱灣數學史學會理事長 )
 
  本書作者喬丹.艾倫伯格在他的前一本普及書籍中,深入淺齣地說明「數學教你不犯錯」,現在他的科普對象擴大成無所不在的「幾何學」,譬如「流行病傳播的幾何學、美國混亂政治過程的幾何學、職業棋士的幾何學、人工智慧的幾何學、英語的幾何學、財金的幾何學、物理的幾何學、甚至詩的幾何學」。儘管這些都是資訊、生物、策略、民主和所有事物背後隱藏的材料,就其繽紛多元的錶麵現象來看,的確有令人難以下手之處。然而,艾倫伯格在本書的論述與敘事,卻足以印證他對於「機器學習」vs.「人類學習」的(「先天」)強烈對比所給齣的評論:「很難明白這其實很簡單」。當然,這句話是針對機器學習而發。
  
  以著名的奇偶問題—也就是判斷X與O組成的字串中X的數量是奇數還是偶數為例,「標準的神經網路建構都把這題目學得很糟」。還有,如將機器學習應用在目前極夯的自駕車上,那也讓我們不無憂心。艾倫伯格的評論值得引述如下:「自駕車也許有95%的機率能做齣正確選擇,但這不代錶它在往永遠做齣正確選擇的路上已走瞭95%;剩下的5%,也就是那些異常情況,也許正是人類散漫的大腦,比任何當前或近期可能齣現的機器,更善於解決的問題。」
    
  或許散漫的大腦更有品味,至於專擅演算法的機器則是完全「不解風情」。這應該也部分解釋瞭何以本書所引述的西洋棋冠軍拒絕與機器下棋。這是因為儘管「樹形幾何告訴你如何能贏;但不能告訴你是什麼讓一場遊戲變得美麗。那是更奧妙的幾何學,目前還不是電腦能依靠短短幾條規則一步步推齣來的」。
    
  當然,奉機器學習為圭臬者可能懷疑莫非艾倫伯格這個數學書呆子之淺見。不過,他就學哈佛大學期間,師承名師馬祖爾(Barry Mazur)主修代數數論,但是卻在研一下學期,選修瞭從魔術師變成哈佛數學係教授的戴康尼斯(Persi Diaconis)之「洗牌幾何」課程,可見他並非不食「人間煙火」。事實上,在本書第十四章,我們看到他發現「數學如何破壞民主(又如何加以挽救)」,其中更值得注意的,是他對於民主(或反民主)運作的投入瞭解,試圖運用很簡單的數學,解剖政黨競爭的爾虞我詐(他教職所在的威斯康辛州恰好就是「惡名昭彰」的搖擺州)。另一方麵,在本書中,他也使用瞭許多篇幅,說明諾貝爾獎得主羅斯醫生如何利用隨機漫步過程來模擬蚊子的飛行,從而類比到疫病的傳播時間與路徑。「隻要蚊子的密度夠低,魔法數字R0就會降到1以下,也就代錶病例數會一週比一週少,疫情也會呈指數衰減。
    
  你不必防止所有的傳播;隻要防止足夠的傳播就行瞭。」因此,針對目前還正在肆虐全球的 COVID-19,他的建議與許多專傢的看法一緻:「我們不需要追求零擴散,雖然這樣當然很好,但不太可能。流行病的控製並不追求完美主義。」
    
  最後,迴到本文的主題。我想數學普及作傢嚮讀者介紹很多高度抽象數學甚至隻是一般數學知識時,也經常「很難 ( 讓人 ) 明白這其實很簡單」。這個難度涉及作傢的數學洞識,有時還需輔以數學史洞識,至於敘事素養則更是不可或缺。本書作者學養博雅,又常能在卑之無甚高論的大眾問題日常中,發現極有意義的數學問題(譬如氣球戳破後有幾個洞?),再加上他擁有創意寫作的專業訓練,同時又十分關注數教育改革議題,因此他在書中總能適時地分享極有價值的點滴心得。譬如,論及海龍公式(本書譯成希羅公式)時強調:「長度的守恆暗示瞭三角形麵積的守恆,因為兩個三角形如果邊長相等,就意謂著這兩個三角形全等,因此有同樣的麵積;或者你可以運用亞力山卓的希羅那道優美古老的公式,那告訴你如何以邊長錶示麵積。」類似這樣的觀察,當然也可充實中學數學及通識教學內容。
    
  再有,本書有關美國選舉製度及疫病(特別是 COVID-19)的數學問題(本書歸類為「幾何學」)之說明,一定可以讓關注或參與類似活動的博雅君子「感同身受」。中學教師也可以在課堂上引進這些例子及其說明,來強調數學並非遠在天邊的彩虹,而是就在我們身邊,與日常生活的推論密不可分。
   
   因此,我要鄭重推薦本書。這是一部極成功的普及書寫作品(作者想必投注相當的心力),值得我們普及作傢仿效,更值得教師引入教育現場,充當閱讀良伴。最後,我要引述作者對〈美國獨立宣言〉的備註,作為我這篇「掛一漏萬」的推薦文之結語:
 
  「我們認為下麵這些真理是不證自明的」不是傑佛遜的話;他的獨立宣言第一版草稿寫的是「我們認為下麵這些真理是神聖而無可否認的」。
 
  是富蘭剋林刪去幾個字後換成「不證自明」,使得這份宣言少瞭些聖經味,多瞭點歐幾裏得味。富蘭剋林刪得好!「神聖而無可否認」vs.「不證自明」當然有著強烈對比,然而,「細節」之於風雅,或許就是本書作者關注之所在。

用戶評價

评分

坦白說,我一開始對這類型的書有點卻步,總覺得會不會太過艱澀難懂,充滿瞭艱深的理論。結果翻開之後纔發現,作者的敘事功力實在是太厲害瞭。他能夠把那些看似深奧的數學概念,用非常生活化的例子來解釋,就像是在跟朋友聊天一樣輕鬆。像是提到某種生物的演化過程,他可以自然地連結到某個幾何模型,讀起來一點都不吃力,反而會讓人忍不住想一探究竟。這種「化繁為簡」的能力,真的很不容易,也讓這本書的閱讀門檻大大降低瞭。對於我這種對數學不甚精通的讀者來說,這本書簡直是打開瞭一扇新的窗戶,讓我看到知識的廣闊性。

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整本書的論述邏輯非常嚴謹,雖然主題跳躍性很大,但作者總能巧妙地將它們串聯起來,讓人覺得一切都是水到渠成。這種行雲流水的寫作風格,讓我在閱讀過程中保持著高度的專注力。而且,書中引用的例子都很恰到 વિ.,不會讓人覺得是為瞭套用理論而硬拗的感覺。我覺得這本書非常適閤推薦給那些喜歡深度思考、不滿足於錶麵答案的朋友們。它不隻是一本知識書,更像是一本引導思考的工具書,教會我們如何用更宏觀的視野去看待這個複雜的世界。

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這本書的封麵設計,說真的,第一眼看到就覺得很有意思。那個排版,用瞭很多幾何圖形作為點綴,但又不會讓人覺得太過花俏,反而有種規律的美感。我特別喜歡那種把不同主題用一種看似不相關的方式串聯起來的感覺,就像是作者想告訴我們,這個世界上的所有事情,其實都有某種底層的結構在支撐著。讀完之後,我常常會在日常生活中不自覺地觀察周遭的事物,從一片葉子的脈絡到城市街道的規劃,都會想著裡麵有沒有隱藏著什麼數學的邏輯。這種思維方式的轉變,對我來說是很有收穫的。它讓我對「秩序」這個概念有瞭更深層的理解,不再隻是停留在錶麵的整齊劃一,而是更深入到本質的結構性。

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這本書最讓我驚艷的地方,就是它跨足的領域之廣。從自然科學到社會學,幾乎無所不包,每一個章節都能提供一個全新的視角。有時候,我會覺得這本書就像是一本百科全書,但它給的不是死闆的知識,而是關於「模式」和「結構」的洞察力。特別是關於「民主」那部分的論述,我從來沒想過可以用幾何學的角度來分析政治體製,這種跨學科的對話,讓我對現有的社會結構有瞭很不一樣的思考。這種多維度的解析,讓我覺得自己的知識體係被大大豐富瞭,不再是單一麵嚮的思考者瞭。

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我個人認為,這本書的價值不隻在於它提供瞭多少資訊,更在於它如何改變瞭讀者的認知框架。讀完之後,我發現自己看待問題的方式變得更具彈性瞭。以前可能隻會從單一角度切入,現在會下意識地去尋找背後的結構和關係。這是一種潛移默化的影響,慢慢地,我在工作和生活中遇到的難題,似乎也都能找到一些新的解決思路。它讓我體會到,無論是自然界的美,還是人類社會的運作,底層似乎都有一套共通的「語言」,而這本書就是一本優秀的翻譯本。

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