我们在四维空间可以做什么
[澳] 马特·帕克
献给我的祖父祖母——基思(Keith)和诺娜·帕洛
(Nona Pallot),是他们引导我爱上数学和研究数学 推荐序
写一本数学书很难。数学是一个很大的学科,里面包含了算术、代数、数论、图论、几何、拓扑等一大堆分支。如果是一本科普性质的数学书,只专注于某一个具体的数学分支,很难让读者对整座数学大厦有一个宏观的了解。那就在众多分支里各选一些最有趣的话题,把它们串成一本书吧?这事儿就更麻烦了。每个数学分支里都有很多极其有意思的话题,究竟选择哪些,对于稍微有些选择困难症的作者来说,就已经是一件非常头疼的事情了。用一条漂亮的线索将所有的话题衔接起来,让每个新话题的出现都不要太过突兀,给人一种一气呵成的感觉,就更需要精心构思了。而且,话题的前后顺序也需要引起格外的注意,因为后面的话题可以用到前面讲过的知识,但前面的话题没法提前使用后面才会讲到的知识。你知道吗,这一切就好比是,叫你用一个故事把你所有的亲戚朋友都介绍一遍。
写一本讲解数学的数学书就更难了。对的,你没看错。很多所谓的数学书,根本没有在讲数学——讲一讲数学家的生平和逸事,讲一讲数学发现的背景和影响,再罗列一些相关的数据,结果一本数学书活生生地变成了一本历史故事书,里面没有什么让人陷入深思的数学问题,没有什么让人拍案叫绝的数学思想,没有什么让人瞠目结舌的数学结论,也没有说明它们在数学或者生活中的重要意义。这很难让人体会到真正数学的乐趣。
写一本能生动直观地讲解数学的数学书,那更是难上加难。有一个数学定理说的是:给定空间中的任意三个立体图形,则一定能作出一个平面,使得每个立体图形的体积都被该平面分成相等的两份。给出严谨的数学表达后,再给出一个形象的例子方便众人理解,这不仅仅是数学科普作者喜欢干的事情,也是看似严肃的数学家们自己爱干的事情。在数学中,上述结论经常被说成是:在两个面包片中间夹了一层火腿,做成一个火腿三明治,即…