庞加莱猜想

庞加莱猜想 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

☆☆☆☆☆
出版者:
作者:[日] 春日真人
出品人:
页数:224
译者:武晓宇
出版时间:2025-8
价格:59.00元
装帧:平装
isbn号码:9787513360814
丛书系列:
图书标签:
  • 数学
  • 拓扑学
  • 庞加莱猜想
  • 几何学
  • 定理
  • 证明
  • 历史
  • 科学
  • 普林斯顿奖
  • Perelman
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具体描述

◎日本数学会推荐的数学科普书

全景再现世纪难题“庞加莱猜想”的“百年魔咒”

用引人入胜的故事还原数学的本质与乐趣

◎日本数学会出版奖及第35届“日本赏”最优秀奖获奖作品

◎呈现数学与数学家的独特魅力

消解“应试数学”带来的数学恐惧感

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★内容介绍

本书用纪录片特有的叙事方式,生动呈现了破解“庞加莱猜想”的百年历程,描绘了数学这个看似难以接近却充满魅力的奇妙世界,以及数学家们的奇特人生。宇宙有没有尽头?宇宙到底是什么样的形状?人类长年不断追问的谜题,其重大线索却隐藏在困扰了数学界整整一个世纪的难题——庞加莱猜想中。破解这道世纪难题的,是俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼,他因此获得了数学界至高无上的荣誉——菲尔兹奖,但他拒绝了菲尔兹奖以及100万美元的奖金,并从公众视野中彻底消失。这一举动引发了无数猜测。魔咒般的“庞加莱猜想”曾吸引了无数天才为之倾尽一生,解决这一难题的佩雷尔曼为何放弃荣誉、销声匿迹?数学家们为何持续挑战这些难题?

本书适合对数学感兴趣的初高中生及成人阅读,也可作为了解数学、提升数学学习兴趣的科普读物。

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★编辑推荐

这本书不仅生动讲述了人类破解“庞加莱猜想”的百年历程,还呈现佩雷尔曼等数学家的思考方式与人生态度,并借此为读者展示了那个奇妙、纯粹的数学世界的一隅,即便是不懂数学的普通读者也会为此而感动,这才是真实的数学。

◎日本数学会出版奖、第35届“日本赏”最优秀奖获奖作品。在日本极大提升了公众对数学的认知,激发了学生对数学的兴趣与热情。

◎用故事化叙事呈现数学与数学家的独特魅力。本书的原型为日本NHK special记录片,以追踪解决了庞加莱猜想的神秘数学家佩雷尔曼为线索,逐步讲述了庞加莱猜想的内容与百年来数学家在解决该猜想上的尝试取得的意外成果。书中叙事还原了纪录片的叙事节奏,读来引人入胜、扣人心弦。

◎收录了诸多菲尔兹奖得主的独家采访,真实展现数学家的生活与思考方式。

◎以动人故事还原数学本质,消解“应试数学”带来的数学恐惧感。

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★名人推荐

与庞加莱猜想的战斗,随时可能让人“走火入魔”。

——沃尔夫冈·哈肯(Wolfgang Haken,四色定理证明者)

我曾经尝试过一些三维空间的庞加莱猜想研究,但很快放弃了。我觉得自己的方法或许行不通。解决这个难题,显然需要一些新的构想。

——史蒂文·斯梅尔(Steven Smale,1966年菲尔兹奖获得主)

庞加莱猜想中,如果宇宙不是球形的,那么可能会是什么形状呢?……不论宇宙是什么形状,都必定可以分解为最多8种各自不同的几何结构。

——威廉·瑟斯顿(William Thurston,1983年菲尔兹奖得主)

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★媒体评论

这本书描绘了挑战庞加莱猜想的数学家群像,呈现了数学研究的本质,并通过纪录片与图书的形式,让更多的人了解到数学研究者的热情与数学的魅力。

——日本数学会出版奖评语

宇宙的几何与拓扑:形变下的不变量 本书内容简介 本书深入探讨了现代数学中几何学与拓扑学两大核心分支的交汇点,聚焦于空间结构在连续形变下的基本属性与不变量。我们旨在为读者构建一个清晰的脉络,理解如何从直观的几何直觉过渡到严谨的代数与拓扑工具,从而描述和区分不同维度的空间。 第一部分:欧几里得的遗产与非欧几何的诞生 本书伊始,我们将回顾经典欧几里得几何的基石——公理体系,并详细剖析第五公设(平行线公设)的地位及其对整个几何学体系的决定性作用。 第一章:公理体系的脆弱性 欧几里得体系的完备性与局限性: 讨论历代数学家对第五公设的证明尝试,揭示其独立性在逻辑上的必然性。 罗巴切夫斯基与黎曼的革命: 详尽阐述非欧几何的构建过程。罗巴切夫斯基几何(双曲几何)如何通过否定平行线唯一性来重塑空间结构,以及黎曼几何(椭圆几何)如何通过修改“直线”的定义来构建弯曲的有限空间。 几何化的物理意义: 分析这些抽象的几何模型如何成为描述我们宇宙几何性质的候选框架。 第二章:曲率的概念与度量 内蕴几何与外在嵌入: 区分描述一个空间“自身”的属性(内蕴几何)与该空间如何嵌入到更高维空间中的视角(外在嵌入)。重点强调高斯关于曲面的开创性工作,即“唯有曲率测量可以从物体内部测得”。 高斯绝妙定理的深度剖析: 详细解释高斯曲率如何仅依赖于度量张量,并将其推广至更高维流形的概念基础。 测地线:空间中的“直线”: 定义测地线作为两点间最短路径,并研究其在不同曲率空间中的行为差异(如双曲空间中无穷多平行线,椭圆空间中所有线相交)。 第二部分:拓扑学的诞生:关注不变性 随着对几何的理解深入,数学家们意识到许多几何性质在拉伸、扭曲、弯曲(但不撕裂、不粘合)的过程中保持不变。这催生了拓扑学这一分支。 第三章:连续形变与拓扑等价 拓扑学的核心任务: 定义“同胚”这一等价关系,区分拓扑学与传统几何学的关注点。一个甜甜圈和一个咖啡杯为何是拓扑等价的? 拓扑不变量的初步探索: 介绍最早期的拓扑不变量,如连通分支数。 孔洞与洞眼: 引入“属”(Genus)的概念,作为衡量一个二维流形上“洞”的数量的拓扑量度。 第四章:代数工具的引入:同调群与同伦群 链复形与边界算子: 介绍如何将几何对象分解为更简单的组件(点、边、面),并使用代数结构(链群)来编码这些信息。 同调群的构建: 详细解释如何利用边界算子定义的“零边界”循环来捕获空间中的“洞”。同调群如何区分球面和环面? 同伦群:更精细的结构: 讨论同伦群(特别是基本群 $pi_1$)如何捕捉循环的“缠绕”方式,并展示如何利用它来证明某些重要的几何结论(例如,单位圆的任何连续自映射至少有一个不动点)。 第三部分:流形的分类与高维空间 本书的后半部分将重点讨论更高维度空间的研究方法,以及数学家们试图对所有流形进行系统性分类的努力。 第五章:流形的概念与嵌入理论 局部欧几里得性: 严格定义$n$维流形的数学概念,强调其在局部上无限接近于欧几里得空间 $mathbb{R}^n$ 的特性。 嵌入定理的复杂性: 探讨将一个低维流形嵌入到更高维空间中的难度。例如,理解一个三维的非嵌入曲面如何“自相交”。 向量丛与切空间: 引入切空间的概念,作为研究流形上“局部方向”的工具,并解释向量丛如何帮助我们理解流形的整体几何结构。 第六章:纤维丛理论与联络 联络的几何意义: 解释如何在流形上定义“平行移动”,即如何在不平坦的空间中保持向量的方向一致性。联络是黎曼几何与微分拓扑的桥梁。 曲率形式的泛化: 将高斯的曲率概念推广到任意维度的流形上,通过“曲率形式”来量化空间弯曲的程度。 第四部分:不变量的终极追求 本部分将聚焦于那些描述流形本质,并且在所有可能的形变下保持不变的深层代数结构,这是现代几何拓扑学的核心目标之一。 第七章:特征类与示性式 拓扑与几何的结合点: 介绍示性式(Characteristic Classes),它们是连接拓扑结构(如流形的内在孔洞)与几何结构(如流形上的向量丛的曲率)的桥梁。 陈类与示性数的计算: 详细讲解陈类(Chern Classes)的定义及其在向量丛分类中的核心作用。讨论如何利用这些拓扑量度来限制一个流形可能拥有的几何结构。 黎曼-霍奇理论的预示: 简要介绍如何通过研究微分形式在流形上的积分性质来提取关于流形拓扑结构的深刻见解。 第八章:拓扑分类的挑战与展望 纽结理论的回顾: 即使在三维空间中,对纽结(一维环嵌入三维空间)的分类仍极具挑战性,本书将简要概述纽结不变量(如琼斯多项式)的意义。 高维拓扑的飞跃: 讨论在四维及以上流形分类中遇到的独特困难,以及诸如斯穆尔定理(Smale’s Work)等关键成果如何颠覆了人们对高维空间的认知。 本书旨在为读者提供一个坚实的数学工具箱,使他们能够以严谨的、代数化的方式去理解和区分复杂空间的不同“形状”与“结构”,超越了单纯的视觉想象,进入了纯粹的形变不变性的数学领域。

作者简介

春日真人

日本东京大学力学系研究科理化学毕业。1993年加入日本NHK电视台,曾任职于长野放送局、节目制作部教养节目组、节目开发部等,现担任经济、社会情报节目导演、制作人。作品有《生命再临:生命科学家柳泽桂子》《认识父母》《流产婴儿去向的冲击》《论文捏造:梦幻医疗为何崩溃》等,主要制作前沿医疗与生命伦理类节目。

目录信息

第1章 追踪佩雷尔曼  1
佩雷尔曼的故乡——圣彼得堡  3
名利非所愿  9
沧桑巨变的天才少年  13
第2章 庞加莱猜想的诞生  17
热爱自由数学的天才——庞加莱  19
庞加莱猜想——追寻“形状之谜”  24
地球的形状  27
宇宙的形状  34
第3章 古典数学与拓扑学  41
数学的新艺术运动  43
拓扑学的魔法  46
庞加莱猜想之噩梦  52
第4章 20 世纪50 年代 被“白鲸”吞食的数学家们  55
来自希腊的苦行僧  57
来自德国的年轻的对手  62
无声的对决  67
某位年迈数学家的述怀  76
第5章 20 世纪60 年代 忘掉古典来摇滚吧  81
席卷时代的数学之王——拓扑学  83
史蒂文·斯梅尔的奇袭  86
通往高维空间的旅行  93
天才少年的诞生  99
天才数学家的“素颜”  104
拓扑学已死?  107
第6章 20 世纪80 年代 天才瑟斯顿的光与影  111
魔术师的登场  113
宇宙真的是球形吗?——苹果和树叶的魔术  119
震惊世人的新猜想——宇宙有八种形状?  126
天才瑟斯顿的烦恼  130
第7章 20世纪90年代 开启通往成功的大门  139
俄罗斯人在美国  141
不为人知的“转机”  148
世界七大数学难题  153
百年一遇的奇迹  160
破解世纪难题  171
为什么是佩雷尔曼?  178
终章 永无止境的挑战  182
后记  192
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

2小时时间看完本书,却走过了百年的证明过程。 一开始有很多人认为证明了猜想,却总是发现有问题,这就是所谓庞加莱猜想的陷阱:刚开始,证明的99%的部分总是能很简单完成,但是最后一步却失败了。不过在这个过程中,你可能又发现了其它解决的办法,于是很快又专注于研究这个新...  

评分☆☆☆☆☆

看完全运会武术套路的比赛,路上突然明白了为什么佩雷尔曼会放弃掉如许多的东西,甘心当个苦行僧。 能明白这些,完全是个机缘。看比赛的时候旁边坐的正是我们的科研秘书,跟我说群里又发了申基金的通知,这当然是好事。可是我对无穷无尽地申基金还是有一些保留意见的,因为实...  

评分☆☆☆☆☆

看完全运会武术套路的比赛,路上突然明白了为什么佩雷尔曼会放弃掉如许多的东西,甘心当个苦行僧。 能明白这些,完全是个机缘。看比赛的时候旁边坐的正是我们的科研秘书,跟我说群里又发了申基金的通知,这当然是好事。可是我对无穷无尽地申基金还是有一些保留意见的,因为实...  

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我必须承认,这本书的阅读体验是极其“磨人”的,但这种“磨人”恰恰是它最迷人的地方。它不是那种能让你轻松合上的闲书,每一次翻页都需要你调动起百分之一百的注意力。作者对细节的执着近乎偏执,每一个引用的公式、每一次概念的引入,都经过了严密的考证和反复的打磨。我感觉自己像是在跟着一位经验极其丰富的向导,走过一条布满荆棘却风景绝美的山路。有些章节,我不得不停下来,拿起笔在草稿纸上演算,试图跟上作者的思维跳跃。这种强迫自己主动思考和探索的过程,极大地提升了阅读的质量。它挑战了我对“理解”的传统定义——不再是简单的接受信息,而是主动参与到知识的建构中。对于那些寻求真正硬核知识的读者来说,这本书无疑是一座宝库,但同时也是一座需要付出汗水才能开启的宝库。

评分☆☆☆☆☆

说实话,我原本以为这会是一本读起来比较“冷”的书,毕竟主题是抽象的几何拓扑。然而,作者的文笔出乎意料地充满了一种近乎诗意的精准。他对于“空间”、“维度”和“连续性”这些基本概念的阐释,采用了许多非常新鲜且极具画面感的描述。这使得即便是在讨论那些最深奥的数学结构时,我的脑海中也能浮现出清晰的图像,而不是一团模糊的符号。这本书的排版和插图设计也值得称赞,它们并非简单的示意图,而是经过精心设计的视觉辅助工具,有效弥补了语言在描述高维结构时的局限性。阅读过程中,我多次停下来欣赏那些图表——它们本身就是艺术品。这本书让我重新认识到,严肃的科学写作,同样可以拥有极高的审美价值。它给我的感觉是,作者不仅精通数学,更是一位出色的文字雕塑家。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得非常巧妙,有一种张弛有度的美感。它没有一味地沉溺于枯燥的数学证明,而是穿插了大量与猜想提出者及其后继者相关的人物轶事和时代背景。比如,书中对二十世纪初欧洲知识分子圈子的描绘,让我得以一窥那个时代思想碰撞的火花。这种人文关怀使得冰冷的数学命题变得有血有肉,充满了戏剧张力。我特别喜欢作者在描述重大突破时所营造的紧张气氛,那种感觉就像是体育比赛中最后几秒钟的绝杀。它让你屏住呼吸,期待着那个迟来的、却又是注定会到来的逻辑高潮。虽然最终的证明过程复杂到我只能选择性地“敬畏”而非“完全理解”,但这种氛围的营造,已经足够震撼人心。它成功地将一个纯粹的理性问题,转化成了一场关于信念与毅力的动人故事。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到震撼的,是它所展现出的科学社群的“集体智慧”的构建过程。它不仅仅记录了一个个体解决一个难题的历史,更细致地描绘了数学家群体之间长达百年的对话、质疑、启发与传承。每一次的错误尝试、每一次新的视角引入,都被清晰地记录下来,这让人看到了科学进步的真实面貌——它不是一蹴而就的灵光乍现,而是无数代人接力跑的结果。这本书成功地打破了“天才”叙事的迷思,转而强调协作、批判性思维以及对既有范式的挑战精神。对于任何身处知识领域工作的人来说,这都是一堂生动的关于如何对待学术传承和创新的课程。它让人由衷地敬佩那些默默无闻、在前辈的肩膀上站得更高的人们,这种对“连续性”的强调,比最终的证明本身更具教育意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是数学世界的史诗!我带着一种朝圣般的心情翻开了第一页,原以为会是一场艰涩的学术之旅,但作者的叙述功力实在令人惊叹。他巧妙地将一个看似高不可攀的数学难题,描绘成了一场跨越世纪的智力探险。读完后,我感觉自己不仅仅是了解了一个猜想的来龙去脉,更是深刻体会到了人类好奇心和求知欲的伟大。书中对早期数学家们在那个时代背景下的思考方式的描摹,尤其让我印象深刻。那些精妙的推理过程,仿佛就在我眼前上演,那些卡住研究者的瓶颈,也让我感同身受。虽然我对高等几何和拓扑学知之甚少,但作者通过生动的比喻和历史轶事,成功地构建了一座通往复杂概念的桥梁。这本书的价值,远超出一本普通的科普读物,它更像是一部关于人类智慧如何突破自身局限的伟大叙事诗。那种在无数次失败中孕育出最终证明的历程,读起来充满了振奋人心的力量。

评分☆☆☆☆☆

做个数学家挺好呀 可以过的这么纯粹

评分☆☆☆☆☆

用NHK纪录片转写风格做数学科普,效果还挺不错,放在译文纪实里也是一本好书。读者有两个理由降低本书的评分:1.数学内容过于浅显,基本不涉及对数学推理和解释的介绍;2.节目制作者常常发言打断节奏,例如哀叹“哎呀,我们终究还是没有理解”。但是,本书只要除去这两个缺点就是一部非常精彩优秀的科学传记。外在的主角是庞加莱猜想和证明猜想的俄罗斯数学家佩雷尔曼,内在的主角是诸多数学同道与佩雷尔曼从多个角度共同呈现出来的数学精神和数学家人格魅力。书中也涉及“数学作为一门语言”的观点,数学家怎样使用直觉和推理开展工作,数学共同体的合作与分享,以及数学本身的极致之美等等。总之,本书非常适合向公众和青少年展示数学魅力、破除数学恐惧,最好搭配纪录片《追寻宇宙的形状》一齐观看。

评分☆☆☆☆☆

日本数学会出版奖及第35届“日本赏”最优秀奖获奖作品,全景再现世纪难题“庞加莱猜想”的“百年魔咒”,用引人入胜的故事还原数学的本质与乐趣!呈现数学与数学家的独特魅力,消解“应试数学”带来的数学恐惧感。

评分☆☆☆☆☆

日本数学会出版奖及第35届“日本赏”最优秀奖获奖作品,全景再现世纪难题“庞加莱猜想”的“百年魔咒”,用引人入胜的故事还原数学的本质与乐趣!呈现数学与数学家的独特魅力,消解“应试数学”带来的数学恐惧感。

评分☆☆☆☆☆

做个数学家挺好呀 可以过的这么纯粹

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