矢量是什么 羅賓·阿里安羅德 著 矢量在GPS 搜索引擎 人工智能中的現代應用 矢量向量張量微積分數學科學
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數學起源于五千年前的美索不達米亞,但作為將大小和方向融于一體的矢量概念,則直到19世紀才得到正式的命名。在它的輔助下,麥克斯韋的電磁理論、狄拉克的量子場論、諾特關于數學對稱性與能量守恒的關聯等重大發(fā)現不斷突破了人們的認知。直至今日,全球定位系統、搜索引擎、人工智能生成文本等技術依然要仰仗矢量的強大作用。矢量和張量以及微積分提供了一種優(yōu)雅的語言,用于表達事物在空間和時間中的行為方式。在這本書中,作者向我們展示了物理學家和數學家如何用這種全新的方式思考。這些物理學家和數學家包括開啟無限電磁時代的詹姆斯·克拉克·麥克斯韋,預測了時空彎曲和引力波的存在的愛因斯坦,建立量子場論的保羅·狄拉克,以及將數學對稱性與能量守恒聯系起來的埃米·諾特。矢量和張量不僅可以代表物理量和維度,還可以代表其他維度和其他類型的信息。這就是為什么物理學家和數學家可以談論四維時空和其他更高維度的空間,以及為什么當你使用搜索引擎、GPS或手機等數字應用時,很可能依賴于矢量或張量。在探索向量和張量的演變過程中,作者帶領讀者踏上了一次歷時五千年的想象力之旅。她為我們呈現了這段歷史中熠熠生輝的天才數學家的有趣故事,以及一個巧妙的數學概念是如何主宰科學發(fā)現的方向的。
#美國國家科學院院士肖恩·卡羅爾、耶魯大學數學家查爾斯·塞弗、《數學信使》主編瑪喬麗·塞內夏爾以及科普作家亞當·斯賓塞、約瑟夫·馬祖爾、阿米爾·亞歷山大等推薦好評,《新科學家》《衛(wèi)報》《自然》《物理教育》《科學紀事》《拋物線》《澳大利亞每日電訊報》《澳大利亞書評》《新西蘭聽眾》等主流媒體和科學媒體一致好評!#矢量和張量,以及微積分,作為高等數學中重要的物理量,支撐著現代社會的多項科技創(chuàng)新。作者梳理了矢量和張量的歷史發(fā)展進程,從數學史、科學史角度,為我們呈現了這段歷史中熠熠生輝的天才數學家的有趣故事。我們中大學數學課上認為理所當然的概念,實際上花費了漫長的時間才呈現這人們眼前。而重讀這段歷史不但可以幫助我們回顧科學家曾經走過的路,也可以未未來的科學和數學發(fā)展給出一點的啟示。#今天關乎人們日常生活的很多技術,比如導航定位、搜索引擎排名、醫(yī)學影像技術、圖像壓縮、人工智能技術等都涉及矢量的概念。這本書可以幫助讀者了解矢量在這些領域的應用。#邀請北京航空航天大學張旭成老師審校。
羅賓·阿里安霍德(Robyn Arianthod) 澳大利亞莫納什大學數學學院的一名科學作家和數學家,致力于研究廣義相對論,著有《愛因斯坦的英雄:通過數學語言想象世界》《科學人生》等著作。
李永學
中國科學院大連化學物理研究所博士、英國利物浦大學博士后,從事科研、教學工作多年,2016年退休后成為自由譯者,現居英國。譯著:《旅途:布萊爾回憶錄》《無言的宇宙》《民主的勝利》《愛國的獨裁者佛朗哥傳》等。
序言 III第1章 代數的強勢崛起 001第2章 微積分的誕生 016第3章 有關矢量的想法 037第4章 理解空間和存儲 061第5章 一個出人意料的新玩家和漫長的接納 089第6章 泰特和麥克斯韋:電磁矢量場觀念的孕育 103第7章 從四元數到矢量的緩慢征程 129第8章 矢量分析終于到來,以及關于四元數的戰(zhàn)爭 149第9章 從空間到時空:矢量的新轉折 167第 10 章 彎曲空間與不變距離:走向張量 193第 11 章 張量的發(fā)明及其重要性 214第 12 章 大結局:張量與廣義相對論 244第 13 章 后面發(fā)生了什么 271
跋 285時間線 291致謝 299注釋 303