了得網自然科學_數字前沿——科學圖書館數學先鋒

編輯推薦

        “數學先鋒”5卷本繫列叢書收錄了從古至今的50位享譽世界的著名數學家，他們都對數學的發展作出了突出的貢獻，是面對挑戰，克服前行道路上的障礙的新技術、新觀念和數學理論的代表。
    本書收錄了10位20世紀後半葉的數學家，他們每個人都在數學史上留下了自己的足跡。每章都有一位數學家的豐富信息，包括個人研究、發現和對該領域作出的持久貢獻等，並附有總結和相關出版物與在線參考文獻列表。
    本書包含了近20張黑自照片和線條插圖，同時還有出版物、網絡資源和相關協會的列表等參考文獻。“數學先鋒”是一套基礎讀物，適合學生、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對數學作出過巨大貢獻但並不為人們所熟知的那些個人的信息。

內容簡介

《數學前沿 1950年—現在》作為“數學先鋒”叢書的第五本，收錄了10位20世紀後半葉的數學家，他們每個人都在數學史上留下了自己的足跡。在美國成為數學研究中心的時代裡，他們是化的國際數學大家庭的成員，構成了這個大家庭的橫截面。在這個時期內，很多長期以來開放性的問題得到了解決，純數學和應用數學得到了大發展，新的數學思想的引入使得主要技術進步成為可能。
這本書中收錄的數學家反映了數學大家庭越化的趨勢。數學知識的進步是所有民族、種族、國家和性別的天纔共同智慧的結晶。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，他們是國際數學界的代表。

作者簡介

邁克爾·J.布拉德利（Michael·J.Bradley）是聖母大學（University of Notre Dame）的數學博士，現為梅裡馬克學院數學繫教授兼主任。是《離散數學導論》和《商業微積分》的作者，同時在《學院數學期刊與數學雜志》上發表文章。邁克爾·J.布拉德利教授擁有23年大學水平的數學教學、寫作和研究經驗，並持續20年為4-12年級學生講授暑期數學。

前言
鳴謝
簡介
1.朱麗亞•羅賓遜（1919—1985）
數論和數學邏輯的發現
數學學子
代數中的決策問題
博弈論與政治學
希爾伯特第十個問題
專業領域中的榮譽和貢獻
結語
擴展閱讀
2.恩內斯特•威爾金斯（1923—）
數學家、科學家和工程師

前言
鳴謝
簡介
1.朱麗亞•羅賓遜（1919—1985）
數論和數學邏輯的發現
數學學子
代數中的決策問題
博弈論與政治學
希爾伯特第十個問題
專業領域中的榮譽和貢獻
結語
擴展閱讀
2.恩內斯特•威爾金斯（1923—）
數學家、科學家和工程師
早期成就
數學教授
科學家和工程師
伽馬射線
重返教授崗位
暫時退休
結語
擴展閱讀
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鬥爭
獲得諾貝爾獎
結語
擴展閱讀
4.約翰•H•康威（1937—）
“生命遊戲”的創造者
幾何難題和有限群
“生命遊戲”
數字分析
球體、點陣和編碼
結語
擴展閱讀
5.斯蒂芬•霍金（1942—）
關於黑洞的數學
早期教育
對黑洞的研究
霍金輻射和信息悖論
物理學的終結和無界猜想so
普及科學
科學家的科學
結語
擴展閱讀
6.丘成桐（1949—）
微分幾何的表面
莘莘學子
微分幾何開放性問題的解決
多面屬性分析
近期的幾何學研究
結語
擴展閱讀
7.金芳蓉（1949—）
網絡數學教授
求學數學
應用數學家
電信網絡和算法
學術研究員
光譜圖論和網絡數學
結語
擴展閱讀
8.安德魯•懷爾斯（1953—）
證明費馬大定理的數論理論家
對數學的早期興趣
對橢圓曲線的研究
模型和伊瓦薩瓦理論
證明費馬大定理
費馬之後的研究
結語
擴展閱讀
9.英格利德•多比希（1954—）
用小波建立圖像模型
早期經歷和教育
對量子物理的研究
多比希小波
數字圖像的壓縮
對波表達的繼續研究
結語
擴展閱讀
10.莎拉•弗朗納瑞（1982—）
編譯密碼學的新算法
解智力題
參加科學展覽的密碼項目
凱勒一普爾瑟密碼算法
愛爾蘭年度青年科學家
大學和職業生活
結語
擴展閱讀
譯者感言

前言

人類孜孜不倦地探索數學。在數字、公式和公理背後，是那些開拓人類數學知識前沿的先驅者的故事。他們中有一些人是天纔兒童；有一些人在數學領域大器晚成。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，也有自學成纔者。他們中有教授、天文學家、哲學家、工程師；也有職員、護士和農民。他們多樣的背景證明了數學天賦與國籍、民族、宗教、階級、性別和是否殘疾無關。
“數學先鋒”是一套5卷本的叢書。它記錄了50位在數學發展史上扮演過重要角色的數學家的生平。這些數學家並不是為顯赫的數學家，但是他們的生平事跡和所作的貢獻對初高中學生很有意義。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，這些數學家都在面對挑戰和克服障礙的同時，不斷發明新技術，發現新觀念，擴展已知的數學理論。
“數學先鋒”叢書的每一本書都介紹了生活在一定歷史時期的10位數學家的生平和成就。《數學的誕生》記錄前701300年古希臘、印度、阿拉伯和中世紀意大利的數學家。《天纔的時代》介紹了14—18世紀的數學家，他們來自伊朗、法國、英國、德國、瑞士和美國。《數學的奠基》展現了19世紀歐洲各國的數學家。《現代數學》與《數學前沿》分別記錄了20世紀早期和20世紀晚期各國的數學家。
“數學先鋒”叢書講述了人類試圖用數字、圖案和等式去理解世界的故事。其中一些人創造性的觀點催生了數學新的分支；另一些人解決了困擾人類很多個世紀的數學疑團；也有一些人撰寫了影響數學教學幾百年的教科書。還有一些人是他們的種族、性別或者國家中先因為數學成就獲得肯定的先驅。每位數學家都是突破已有的基礎，使後繼者走得更遠的創造者。
從10進制的引入到對數、微積分和計算機的發展，數學歷史中重要的思想經歷了逐步的發展，每一步都是無數個人的貢獻。很多數學思想在被地理和時間分割的不同文明中獨立的發展。在同一文明中，一些學者的名字常常遺失在歷史中，但是他作出的某一個發明卻融入了後來數學家的著述中。因此，要準確地記錄誰是某一個定理或者某一個確切思想的首創者總是很難的。數學並不是由一個人創造，或者為一個人創造，而是整個人類的求索。

在線試讀

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）郊區的家庭。他的父親弗朗克·霍金是一位研究熱帶疾病的醫學研究員，母親伊索貝拉·霍金是一位物理學家的女兒。霍金還有3個兄妹，瑪麗、菲利巴和愛德華。父母親都畢業於牛津大學，為霍金和他的兄妹提供了發展智力的良好環境。20世紀40年代末，霍金的父親成為英國國家醫學研究院寄生蟲研究部學科帶頭人，霍金一家隨父親遷離了倫敦，搬到赫特福德郡的聖奧爾本斯居住，離父親上班的地方密爾山不遠。
1952—1957年，霍金在聖奧爾本斯上學，3門學科的成績都是秀的。他表現出對數學的見解和天賦，對課堂所學遊刃有餘。他對化學也產生了興趣，還寫出了獲獎的神學論文。1958年，他與同學和數學老師一起，設計和制造了一種原始的計算機，名叫邏輯旋轉式計算器（LUCE）。校外，他很喜歡做飛機模型，制造電子設備。他還發明了規則復雜、相當成熟的遊戲。
1959年，霍金獲得了在牛津大學學習的獎學金。雖然父親希望他學習醫學和生物，但他作為自然科學的學生，學習的是物理和數學。年他隻聽了數學課和研究班，然後通過了數學學院的考試。第二年結束，他獲得了牛津大學的物理獎，獲得了布萊克威爾·布克（Blackwell Book）物理學習優秀獎。他作為舵手參加了院繫間的劃船比賽。1962年，他作為優秀畢業生獲得自然科學學士學位，成績優異。
離開牛津後，霍金繼續在劍橋大學應用數學和理論物理繫進行4年的研究生學習。在丹尼斯·希亞馬（Dennis Sciama）教授的指導下，他開始宇宙學和廣義相對論的研究。宇宙學作為研究宇宙起源和演化的學科，是物理學中與數學聯繫很緊密的學科。廣義相對論是20世紀初在德國出生的物理學家愛因斯坦提出的。它解釋了重力的規律和宇宙的普遍行為。量子力學是物理學的另一個分支，解釋原子、分子、光的性質和小微粒放射。霍金進人研究生院的時候，相對論和量子理論是現代物理兩個相互獨立的主要分支，它們和艾薩克·牛頓的經典物理學構成了物理教學的基礎。
1963年1月，霍金出現了說話和行走困難的情形，接受了兩個星期的醫學檢查。醫生診斷他患有運動神經疾病，是肌肉繫統退化的紊亂狀態，也被稱為肌萎縮性（脊髓）側索硬化（ALS）癥。醫生認為，他的健康狀況會讓身體迅速退化，但是大腦不會受到影響。醫生估計他活不過兩年半。
霍金沒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）結婚。簡是在倫敦維斯特費爾德學院學習現代語言的本科學生，後來獲得了中世紀葡萄牙文學的博士學位。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，霍金的活動就隻能限制在輪椅上，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去學習。

    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）郊區的家庭。他的父親弗朗克·霍金是一位研究熱帶疾病的醫學研究員，母親伊索貝拉·霍金是一位物理學家的女兒。霍金還有3個兄妹，瑪麗、菲利巴和愛德華。父母親都畢業於牛津大學，為霍金和他的兄妹提供了發展智力的良好環境。20世紀40年代末，霍金的父親成為英國國家醫學研究院寄生蟲研究部學科帶頭人，霍金一家隨父親遷離了倫敦，搬到赫特福德郡的聖奧爾本斯居住，離父親上班的地方密爾山不遠。
    1952—1957年，霍金在聖奧爾本斯上學，3門學科的成績都是秀的。他表現出對數學的見解和天賦，對課堂所學遊刃有餘。他對化學也產生了興趣，還寫出了獲獎的神學論文。1958年，他與同學和數學老師一起，設計和制造了一種原始的計算機，名叫邏輯旋轉式計算器（LUCE）。校外，他很喜歡做飛機模型，制造電子設備。他還發明了規則復雜、相當成熟的遊戲。
    1959年，霍金獲得了在牛津大學學習的獎學金。雖然父親希望他學習醫學和生物，但他作為自然科學的學生，學習的是物理和數學。年他隻聽了數學課和研究班，然後通過了數學學院的考試。第二年結束，他獲得了牛津大學的物理獎，獲得了布萊克威爾·布克（Blackwell Book）物理學習優秀獎。他作為舵手參加了院繫間的劃船比賽。1962年，他作為優秀畢業生獲得自然科學學士學位，成績優異。
    離開牛津後，霍金繼續在劍橋大學應用數學和理論物理繫進行4年的研究生學習。在丹尼斯·希亞馬（Dennis Sciama）教授的指導下，他開始宇宙學和廣義相對論的研究。宇宙學作為研究宇宙起源和演化的學科，是物理學中與數學聯繫很緊密的學科。廣義相對論是20世紀初在德國出生的物理學家愛因斯坦提出的。它解釋了重力的規律和宇宙的普遍行為。量子力學是物理學的另一個分支，解釋原子、分子、光的性質和小微粒放射。霍金進人研究生院的時候，相對論和量子理論是現代物理兩個相互獨立的主要分支，它們和艾薩克·牛頓的經典物理學構成了物理教學的基礎。
    1963年1月，霍金出現了說話和行走困難的情形，接受了兩個星期的醫學檢查。醫生診斷他患有運動神經疾病，是肌肉繫統退化的紊亂狀態，也被稱為肌萎縮性（脊髓）側索硬化（ALS）癥。醫生認為，他的健康狀況會讓身體迅速退化，但是大腦不會受到影響。醫生估計他活不過兩年半。
    霍金沒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）結婚。簡是在倫敦維斯特費爾德學院學習現代語言的本科學生，後來獲得了中世紀葡萄牙文學的博士學位。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，霍金的活動就隻能限制在輪椅上，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去學習。
    對黑洞的研究
    霍金很快成為宇宙學研究圈子的活躍分子。1965年，在倫敦舉行的皇家學會會議上，劍橋大學宇宙學教授弗雷德·霍伊勒爵士（Fred Hoyle）和他的研究生雅揚特·納爾利卡（Jayant Narlikar）作了關於宇宙穩定狀態理論的報告，霍金對此提出了質疑。霍金觀察到，有一個等式的數學量是離散的，不能相加進後的有限總量中。他在論文《論霍伊勒一納爾利卡重力理論》（On the hoyle-Narlikar theory ofGravitation）中，總結了他提出質疑的數學發現，發表在《倫敦皇家學會報告》（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。
    1966年，霍金獲得了物理學博士學位。他的博士論文《宇宙學中異常值的出現》（Occurrence of Singularities in Cosmology），在次年分3部分發表在《倫敦皇家學會報告》上。他的博士研究是以別克貝克學院應用數學教授羅傑·彭羅斯（Roger Penrose）對黑洞的研究為基礎的。美國物理學家約翰·惠勒（John Wheeler）用“黑洞”“這個詞來描述高密度聚集的質量，其重力場如此巨大，使得重力或能量，包括光，都無法逃逸。彭羅斯用數學理論來解釋空間一時問的異常值，這些異常值位於黑洞的中心，是當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大到解釋整個宇宙。他未發表的論文《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研究，該論文獲得了1966年劍橋大學亞當斯獎。
    取得博士學位後，霍金獲得了在劍橋大學貢威爾和凱伍思理論物理學院任研究員的職位。1968年，他加入了大學天文研究所，和彭羅斯一起合作，繼續研究宇宙的異常點和起源。他們拓展了拓撲學和幾何學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，那麼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學方法證明了大爆炸理論，即宇宙開始於一個黑洞的爆炸。在他們1970年的論文《重力塌陷和宇宙學的異常點》（The Sigularities of Gravivitational Collapse and Cosmology）中解釋了他們的研究，發表在《倫敦皇家學會報告》上，是對黑洞理論的重大貢獻。
    在研究黑洞理論的過程中，霍金還發表了一些不完整的想法，後來被他自己否定了。其中一項是關於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）發表在《物理學評論》（Proceedings of the Royal Society of London）上，提出了黑洞平滑水平線的表面積永遠都不會減少。1973年，題為《黑洞機制的四個定律》（The Four Laws of B1ack Hole Mechanics）的論文發表在《數學物理通訊））（Communications in Mathematical Physics）上。在這篇論文中，他和美國物理學家詹姆士·巴爾蒂恩（James Bardeen），英國理論物理學家布蘭登·卡爾特（Brandon Carter）試圖解釋為什麼黑洞不遵循熱動力學（研究熱和運動的學科）的規律。兩年內，霍金否定TNN個觀點，用相反的觀點來進一步發展理論。
    1973年，霍金離開了天文研究所，成為劍橋大學應用數學和理論物理繫的研究工作人員。同年，也就是他參加工作後的第六年，他和南非的宇宙學家喬治·伊利斯（George E1lis）一起完成了著作《大規模空間一時間的結構》（The Large-ScaleStructure of Space-Time）。雖然這本書是向相關專家介紹古典宇宙學理論，而且也沒有包括黑洞理論的發現，但是卻售出了1.6萬本，成為劍橋大學出版社歷史上銷售量的專著之一。
    P46-48

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