科普书单新书推荐:非凡之数 9个神奇数字里的宇宙真相解读

如果你随手刷过社交媒体上的数学冷知识,应该见过这种说法:0.999循环其实等于1。每次说这个结论,评论区都会吵翻,有人说这明显差了0.000...1啊,怎么会相等?还有人说,这不就是数学家玩的文字游戏吗?

如果你也对这种数字背后的秘密感兴趣,今天这本刚出的科普新书《非凡之数:9个神奇数字里的宇宙真相》,刚好能解决你对这些神奇数字的所有好奇。

这本书的作者是英国粒子物理学家布莱恩·克莱格,他本身就写过不少给普通人看的科普作品,不会像学院派那样满页公式劝退读者。整本书就挑了9个我们多多少少听过,但从来没搞清楚背后门道的数字,一个个讲透它们藏着的秘密,小到日常买菜算价格,大到整个宇宙的运行规律,都能和这几个数字扯上关系。

很多人对数学科普的印象就是枯燥,全是看不懂的推导,但这本书不一样。它从我们最熟悉,也最容易引发争论的0开始讲起。你可能觉得0不就是代表没有吗?有什么好说的?其实你不知道,0是人类很晚才发明出来的数字。早在几千年前,古巴比伦人就有了数字系统,但是他们一直没搞出0的概念,遇到空位就直接空着,写出来的数字经常让人看错。

后来一直到公元7世纪左右,印度数学家才正式把0当作一个独立的数字来用,还传入了欧洲,当时的罗马教会还觉得0是“异端邪说”,禁止人们使用。现在我们都知道,0不只是代表“没有”,它是整个十进制系统能正常运转的基础,没有0,我们连多大的数都写不出来,更别说负数、微积分这些现代数学了。

讲完0,书里接着讲了前面提到的那个引发争论的0.999...,哦不对,是1。很多人想破头也不理解,为什么0.999无限循环就等于1。书里没有甩出来一堆ε-δ定义吓唬人,而是用很简单的方式给你讲清楚:如果两个数不相等,那它们中间肯定能放下另一个数对不对?那0.999...和1之间,能找出任何一个数吗?找不出来。所以它们就是相等的。

你看,就这么简单一句话,把很多人学了好几年高数都没弄明白的事儿说透了。而且书里还说了,1作为第一个正整数,可不只是用来数第一个苹果这么简单。整个自然界里,很多规律都和1分不开,比如从万有引力的平方反比,到量子力学里的基本粒子,都能找到1的影子,甚至你每次用手机导航,里面的算法都离不开对1这个基础数字的运用。

除了0和1,书里还讲了很多我们日常经常碰到,却没仔细想过的数字。比如π,我们都知道圆周率是圆周长和直径的比,现在已经算出了小数点后几十万亿位,但是你知道吗?π不只是用来算圆的面积周长,它藏在很多你想不到的地方。比如概率里的布丰投针问题,扔一堆针到画了平行线的纸上,针压线的概率居然和π有关。甚至你去翻所有自然数,任意两个自然数互质的概率,也刚好是6除以π的平方,是不是特别神奇?

书里还说了φ,也就是黄金分割比,很多人说黄金分割是艺术家的骗局,说什么符合黄金分割的建筑就好看,符合黄金分割的脸就美,都是营销出来的。那这本书里怎么说?它其实拆穿了很多关于黄金分割的谣言,同时也告诉你,黄金分割真的藏在自然界里,比如向日葵种子的排列,菠萝表皮的纹路,都刚好和黄金分割有关,这可不是人类编出来的,是植物生长过程中自然形成的最优结果。

还有我们经常听说的i,也就是虚数单位,虚数这个名字听起来就很玄乎,很多人学的时候就觉得,这就是数学家编出来的东西,现实生活里根本不存在吧?其实你错了,没有虚数,你现在用的手机、电脑,连你看的核磁共振,都做不出来。所有和电磁波、电子信号有关的东西,计算的时候都离不开虚数。这本书讲虚数的时候,也不用复杂公式,就是从解方程讲起,告诉你为什么必须要有虚数,它又是怎么改变我们现在的生活的。

再往后说,还有无穷大,这个数字更玄乎了,很多人觉得无穷大就是一个很大很大的数,其实不对,无穷大不是一个具体的数,它是一个概念。而且你知道吗,无穷大也分大小,有些无穷大就比另一些无穷大更大,这个结论刚出来的时候,连很多数学家都接受不了。书里把这个过程讲得清清楚楚,甚至把当年数学家吵架的过程都写出来了,读起来像看故事一样,一点都不枯燥。

最后,书里还讲了最出名的无理数e,还有让无数人着迷的质数7,以及混沌理论里神奇的δ,每个数字都讲得很有意思,每个数字背后都串起了从古代数学到现代科学的发展,你能看到人类为了搞懂这些数字,到底走了多少弯路,又有哪些意想不到的发现。

其实很多人对数字有误解,觉得数字就是人类发明出来算帐的工具,就是干巴巴的符号,没什么意思。但看完这本书你会发现,不是这样的。这些神奇的数字,其实早就藏在宇宙的运行规律里,人类只是一步步把它们找出来而已。从我们日常生活用的手机,到探索宇宙的望远镜,再到解释整个世界运行的物理规律,都离不开这几个看起来平平无奇的数字。

如果你之前对数学感兴趣,但是又怕看不懂太专业的内容,这本书完全适合你。它没有复杂的公式,就算你只有高中数学基础,也能顺顺当当下完整本,看完之后你再看这些数字,肯定会有不一样的感觉。原来我们天天见的数字背后,居然藏着这么多宇宙的秘密。

现在很多科普都喜欢往猎奇了写,要么就堆一堆专业术语*,这本书不一样,它就是安安稳稳给你讲好9个数字的故事,把复杂的道理讲得人人都能听懂,这其实就是最好的科普了。如果你最近想找一本轻松又涨知识的科普书,这本《非凡之数》真的可以试试。

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[Q]:《非凡之数》是一本什么类型的书?
[A]:《非凡之数》是面向普通读者的数学科普新书,全书讲解9个神奇数字背后的知识,串联起数学和物理科学的发展,内容通俗易懂,没有复杂的公式推导。
[Q]:这本书适合什么人群阅读?
[A]:只要对数字、数学知识感兴趣,拥有高中及以上数学基础的读者都能阅读,不需要专业的学术背景就能看懂内容。
[Q]:《非凡之数》的作者是谁?
[A]:作者是英国粒子物理学家布莱恩·克莱格,他擅长创作面向普通大众的科普作品,不会用复杂内容劝退读者。
[Q]:0只是代表“没有”吗?
[A]:不是,0不只是代表“没有”,它是整个十进制数字系统正常运转的基础,也是负数、微积分等现代数学发展的基础,而且0其实是人类很晚才正式发明确立的数字。
[Q]:0.999无限循环真的等于1吗?
[A]:从数学逻辑上来说,0.999无限循环确实等于1,如果两个数字不相等,中间一定能插入其他数字,但0.999无限循环和1之间不存在任何其他数字,因此二者相等。
[Q]:黄金分割真的是营销出来的骗局吗?
[A]:很多关于黄金分割的美学营销确实是夸大的,但黄金分割真实存在于自然界中,比如向日葵种子排列、菠萝表皮纹路,都是自然生长形成的符合黄金分割的结果。
[Q]:虚数在现实生活中真的有用吗?
[A]:非常有用,虚数不只是数学家编造的概念,现在所有和电子信号、电磁波相关的设备,比如手机、核磁共振仪器,它们的设计计算都离不开虚数。
[Q]:无穷大是世界上最大的数字吗?
[A]:不是,无穷大不是一个具体的数字,它是一个数学概念,而且不同的无穷大也有大小之分,部分无穷大比另一些无穷大更大。

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