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《微积分的力量》的读后感大全

2021-01-27 02:32:41 来源:文章吧 阅读:载入中…

《微积分的力量》的读后感大全

  《微积分的力量》是一本由【美】史蒂夫·斯托加茨(Steven Strogatz)著作,中信出版集团出版的平装图书,本书定价:69.00元,页数:380,特精心从网络上整理的一些读者的读后感,希望对大家能有帮助。

  《微积分的力量》读后感(一):非常的浪漫,超级感慨!

  

好看!开篇第一章节讲到”圆“的时候就直接抓住心智,可以说是非常迷人了,措辞也非常的浪漫,超级感慨!几何能被描述的又精彩又可爱!

这本书真的是好看的!哪怕单纯从阅读的角度,没有任何上课听讲的感觉,真的是超好看的!本不爱听课选手直呼比上学可过瘾多了!

并且看到讲“提出无穷的概念作为曲直间桥梁”这样的内容和当时的情况那一段,简直是五味杂陈。很多理论和学说的演变不仅仅是在脑子里成型就能够撼动一时的,牵扯了那么多社会中的认知冲突和思想斗争,甚至有人为此一生穷困潦倒,有敬畏也有辛酸还有坚持的东西,几句话分分钟能把那个时代背景和螺旋演进的人事百态都用简单易懂的方式描述出来,绝了。

  《微积分的力量》读后感(二):从新认识微积分,发现微积分之美

  

  不管是学过还是没有学过微积分的人都对它充满敬畏与好奇,我也很好奇,然后读了这本《微积分的力量》一书,作者是史蒂夫·斯托加茨,他将深奥的微积分知识以一种新颖独特和接地气的方式来讲述,使读者们读起来不会那么晦涩难懂。   引言中费曼问作家沃克是否了解微积分,沃克说他并不了解,于是费曼对沃克说:“你最好学学微积分,它是上帝的语言。”可见微积分的存在是多么重要了,这之后沃克真的就去尝试用不同的方式去学习微积分,他翻阅教科书,请家教,甚至还去旁听高中的微积分课程,但其效果并不显著,最后不得不放弃。那么像沃克这么知识渊博的人学起来也感到困难,更何况是我们呢?所以我们很有必要读一读作者的这本书来了解关于微积分的知识,首先我们本来也不必学习微积分是如何做运算,毕竟没有那样的本事,但我们可以从这本书中了解到生活中有哪些发明与微积分有关,从而不在对微积分敬而远之。   现在我们的生活越来越趋向智能化,生活中我们最常用到电脑、手机等等都与微积分有关。这些创造都与一代代科学家的发明息息相关,首先是麦克斯韦证明了电磁波的存在;然后尼古拉·特斯拉建造了第一个无限电通信系统;伽利尔摩·马可尼发送了第一份跨越大西洋的无限电报。之后就有了电视、电脑、手机和其他设备的现世。这些发明都存在着微积分的运算,这是我们看不见的地方,毕竟我们只会用这些伟大的发明,并不知道它们是怎么被创造出来。读这本书我们会多知道一些关于微积分的故事,作者用通俗的举例和一些数学知识来讲解生活中的现象与科学的联系。正文中包含11章共96小节循序渐进的讲解,我们最早接触的应该是无穷的故事里0.333...的故事,是学习除法(1÷3=0.333...)时老师给我们提到的无穷,但也只是一个概念;其他还有芝诺悖论、圆周率之道、立体主义与微积分、阿基米德方法、从摆动的吊灯到GPS(摆动的吊灯是伽利略对钟摆及其摆动的等时性所做的思考)、微分、CT与脑成像等等诸多例子说明微积分无处不在,只是我们看不见,它就像是作为一个重要配角的存在宇宙中。   通读一遍全书估计我也还是做不到了解微积分,至少可以把一些我们生活中及数学知识里与微积分有关联的发明联系起来了。读这本书更像是回顾了一遍上学时期学习的知识及更多我们没有想到的知识的结合,更全面一些,作为新手阅读适合多读几遍。

  《微积分的力量》读后感(三):神秘的微积分

  

微积分相信对于很多人来说,是既陌生又熟悉。熟悉是因为现在的人们经常会提级这个词汇,尤其是对于上过大学的人们来说,微积分就是一门基础课程,但是这门学科相信让很多人都忘而却步,因为它真的太抽象了,真的太不容易理解了。能够说出这样的话语,也是因为这是我亲身的经历,曾经的我也是非常喜欢理科的,而且高中的时候,数理化也是成绩非常优秀的,但是到了大学的时候,虽然也想好好学习,但是由于环境的影响和自身的懈怠,开始失去了学习的动力。虽然也想好好学习微积分这门课程,可是就是找不到方法,始终摸不到门道,面对着一系列的方程符号,不知如何是好。这也是我最为困惑的事情,虽然觉得自己也是很聪明的,但是却对于微积分无能为力,不知道是方法不对,还是怎样,总之渐渐的放弃了,也失去了兴趣。并且也觉得学习微积分没有任何用途,直到今天阅读了这本书,才有了一定的改观。

现在阅读的这本书叫做《微积分的力量》,看到这样的书,其实心理还是有一定压力的,毕竟大学的时候的困惑还是一直存在,也是对于数学方面自信的一种毁灭性打击。因此本来不打算阅读这样的书籍,但是还是有一种好奇的心理在作怪,并且这本书并不是真正的微积分教材,而是一种类似的科普读物,在阅读起来的时候没有太大的压力。

微积分作为一门学科在大学出现,一定是有道理的,这些可能对于很大一部分学生没有意识到,这门抽象学科确实难到了相当多的学子,学了很久,也对于那些符号感觉到更加的恐惧,甚至是不知所云。直到多年后的今天,看到了这本《微积分的力量》才知道,原来微积分是如此有用,而且解决了如此多的难题。也由此知道了微积分主要解决的就是曲线,运动和变化。而这些和高中的数学的直线,平面,立体,虽然有着一定的联系,但是却更加概括,抽象,所以思维的改变也是必须的,还用原来的思维方式学习微积分,也确实是不太适合。

《微积分的力量》的作者是美国的数学家史蒂夫·斯托加茨的一本作品,作者是美国康奈尔大学应用数学系教授、也是一位知名教师。作者为一些报刊写作数学博客,也是美国科普电台、《科学星期五》的常驻嘉宾。作者对于数学教学研究有着丰富的经验,在作者的笔下,可以轻松的书写出干涩的数字符号,便于人们阅读理解。

《微积分的力量》是一本非常精彩的科普读物,书中作者深入浅出的介绍了微积分的用途,还有微积分的发展历史,同时在书中也讲述了一些知名的物理数学学者,这些都是我们比较熟悉的人物,因此本书不仅让我们认识理解了微积分,同时也对于那些知名的学者有了更加深刻清晰的认识。很不错的一本书,很喜欢。

  《微积分的力量》读后感(四):人类如何接近“宇宙无限”?

  

新年档期,皮克斯工作室出品的动画电影《心灵奇旅》成了朋友圈的热门话题,豆瓣网友更是毫不吝啬地给出了8.9的高分,踊跃贡献14万+条短评。

除了立意新、歌好听,同样经常被观众提起的,是圆润光滑的动画线条和丝丝入扣的细节效果。精致的画面,已经成了皮克斯工作室的标签之一。

早在1994年,皮克斯工作室就制作了《玩具总动员》(Toy Story),一经上映便引起电影界的强烈震动。作为影史首部完全使用电脑动画技术的动画长片,《玩具总动员》制造出完全不同于传统手绘动画的立体观感,成为了无数观众心中的动画电影里程碑,当然也成了皮克斯工作室最闪亮的名片。

《心灵奇旅》剧照(图源Disney+)

《玩具总动员》剧照(图源movie-empire)

计算机是如何模拟人手创造出立体逼真的动画形象的呢?

答案可能会令你意想不到——微积分。

无穷之“罪”

相信每一位小学数学老师都曾这样提醒过刚学习除法的我们:0一定不可以作为除数,因为没有数乘以零会得出非零数。我们从此将其奉为圭臬。

可真的如此吗?

在实无穷条件下,如果一个无限接近0的数被累计无穷次,结果可以等于任何数。

微积分,便是把复杂的问题分解为无穷个小问题(微分),再将它们组合在一起(积分)。组合多少次呢?无穷次。

“无穷”是一个奇妙的封印。数学家史蒂夫·斯托加茨(Steve Strogatz)在著作《微积分的力量》中将无穷称作“被通灵术召唤的灵魂”,这可不是恭维。例如,如果一段很短的线段被分为实无穷段,则每一段的长度为0。亚里士多德认为这会招致谬论,所以,他不允许在数学和哲学中使用实无穷,只能使用潜无穷。在接下来的2 200年里,他的这条“法令”得到了数学家的支持。

在史前时期的黑暗角落里,有人意识到数字是无尽的。伴随着这样的想法,无穷诞生了,它是我们心灵深处、无底噩梦和永生愿望中的某些东西的数字对应物。无穷也是我们的很多梦想、恐惧和未解之谜的核心:宇宙有多大?永远是多久?上帝有多强大?几千年来,在人类思想的每一个分支,从宗教、哲学、科学到数学,无穷一直困扰着世界上最优秀的大脑,始终被视为一个危险的概念。

《微积分的力量》中信出版·鹦鹉螺2021年1月封面高阶细格纹纸,浮雕质感,绝美偏光

而正如《微积分的力量》的引文原书名Infinite Powers(无穷的力量)所暗示的,无穷拥有力量,但只有在被“驯化”后才能够发挥它惊人而奇妙的能量,这种“驯化”实则是一场壮丽的天才接力。在书中,斯托加茨本人成了一位优雅从容的引路者,将天才们的生命之链徐徐展开。

“我们之后的世代”

如何用素描技法画出一个圆?首先要画一个方形,再将它一步步切成多边形,边越多,看起来越像一个完美的圆。

阿基米德运用了类似的思路计算圆周率。但圆并不是由直线组成的,而是由弯曲的弧组成的。当我们用直线来代替每一段弧时,就相当于走了点儿捷径。因此,近似值肯定小于圆形路径的实际长度。但至少在理论上,通过走足够多的步数,并且每一步的步长足够短,我们就可以尽可能精确地估算出圆形路径的长度。

阿基米德从由6条线组成的路径开始,6是一个非常小的步数,六边形显然也不太像一个圆,但对阿基米德来说一切才刚开始。当从六边形中得出结论之后,他缩短了步长,并将步数翻倍。他的做法是,绕路到每段弧的中点处,用两小步取代之前的横跨弧的一大步。

之后他不断重复这一做法。从6步到12 步,24 步、48 步、96 步,并以令人头痛不已的精密度算出了这些不断缩小的步长。

阿基米德徒步切圆示意图(《微积分的力量》:驾驭无穷的勇士)

无论是在逻辑上还是在算术上,阿基米德计算π值的行为都堪称壮举。借助圆内接96边形和圆外接96边形,他最终证明π大于3 + 10/71 而小于3 + 10/70。

人们崇拜阿基米德,是因为他在自己的论著中做了鲜有天才会做的事情:邀请我们参与其中,向我们展示他是如何思考的。他冒着受到攻击的风险,分享了自己的直觉,希望未来的数学家也能够用它去解决他不理解的问题。今天,这个秘诀被称为阿基米德方法。

阿基米德复写本(图源:top.zhan.com)

阿基米德坦承,尽管他的方法“并没有真正证明”他感兴趣的结果,但他提出了自己的希望:

“在现在和未来的几个世代中,某些人会利用这种方法,找到我们尚未掌握的其他定理。”

这位无与伦比的天才在数学的无限性面前感到了自己生命的有限性,他认识到还有很多事情要做。所有数学家都有这样的感觉,我们的研究课题永无止境,就连阿基米德本人也要俯首称臣。

阿基米德的遗产直到今天仍然熠熠生辉。《玩具总动员》中的角色之所以看起来栩栩如生,部分原因在于它们体现了阿基米德的一个洞见:任何平滑表面都可以令人信服地用三角形来逼近。我们使用的三角形越小和越多,逼近效果就越好。这一思路一直持续到制作《心灵奇旅》的年代。

阿基米德之后1800年,伽利略和开普勒将目光望向宇宙,如果没有他们,我们或许还不知全球定位系统和航天器为何物。微积分故事中的关键时刻出现在17世纪中叶,曲线之谜、运动之谜和变化之谜在二维网格——费马和笛卡儿的xy平面——上发生了碰撞。我们今天已经对他们创造出的坐标轴习以为常了。

到了下一代,在费马、笛卡儿、伽利略和开普勒的研究成果的基础之上,英国的牛顿和德国的莱布尼茨彻底改变了数学的进程。他们把关于运动和曲线的思想松散地拼凑在一起,创立了微积分。

内页80g月白纸,丝滑手感,柔和护眼

1673年,当莱布尼茨在这样的背景下引入“微积分”一词时,他的原话是“a calculus”(一个微积分),有时还会更亲切地称它为“my calculus”(我的微积分)。遗憾的是,现在它的冠词和所有格全都消失了,只剩下单调苍白的“calculus”。

撇开冠词不谈,calculus这个词本身就有很多故事。它源自拉丁词根calx,意指一块小石头,医生也会用这个词来指代结石。讽刺的是,牛顿和莱布尼茨这两位微积分先驱都死于给他们造成极大痛苦的结石:牛顿患有膀胱结石,而莱布尼茨患有肾结石。

牛顿和莱布尼茨通过两条不同的途径各自得出了微积分基本定理。牛顿的方法是思考运动与流动问题,也就是数学连续性的一面。而莱布尼茨的方法正相反,尽管他是一个未受过正规训练的数学家,但他年轻时花了些时间思考离散数学问题,比如整数与计数、组合与排列,以及分数与特定类型的和。

比如,经典的惠更斯谜题:

如果你看不出其中的技巧,它就是一个冗长而直接的计算过程。只要有足够的耐心(或者一台计算机),我们就可以逐一地加总这99项。而莱布尼茨的简洁解法很快就指引他得出了自己的核心定理。

假设一个人正在爬一段很长且不太规则的楼梯,

如果攀登者想测量从楼梯底部到顶部的垂直高度,他如何才能做到呢?把每个台阶的垂直高度全部加起来,这种毫无创意的方法和前文中提到的把99项逐一加起来求S的做法是一样的。这样做虽然没什么问题,但因为楼梯太不规则了,所以算起来会很麻烦。

更好的方法就是使用高度计。如果图中的攀登者有一个高度计,他就可以用楼梯顶部的高度减去楼梯底部的高度来解决这个问题,不管楼梯有多么不规则,这个方法都行之有效。

我们要把这个算式的每一项都改写成两个数字之差的形式,这就好比每个台阶的垂直高度等于它的顶部高度减去底部高度。第一个“台阶”可改写为:

同样地,我们可以把S中的其他项都改写成连续单位分数之差的形式:

当我们把所有这些连续单位分数之差加总时,S 就会变为:

所以,结果是:

莱布尼茨意识到,他可以用同样的技巧计算任意多项分数的和。如果求和算式包含N项而不是99项,那么结果将是:

这样一来,惠更斯的无穷级数求和问题的答案就变得很清楚了:当N趋于无穷时,1/(N + 1)会趋于0,S则会趋于1。所以,极限值1就是惠更斯谜题的答案。

这一切就是莱布尼茨版本的反向问题和微积分基本定理。正如他说的那样,“求图形面积的运算过程可以简化为:已知一个级数,去求和;或者已知一个级数,去找另一个级数,后者的连续数之差与前者的各项一致。”就这样,差与伸缩和引导莱布尼茨创立了微分和积分,并得出了基本定理,正如流数术与扩张的面积引领牛顿到达同一个隐秘源泉一样。

思维的虚构产物

尽管微分是思维的虚构产物,但自从莱布尼茨发明微分以来,它们就以非虚构的方式深刻地影响着我们的世界、社会和生活。

通常情况下,微积分都是在我们日常生活的背后默默地发挥着作用。就GPS而言,这个系统的几乎所有功能都取决于微积分。

想想卫星和接收器之间的无线通信,通过麦克斯韦所做的研究,微积分预言了电磁波的存在,从而使无线通信成为可能。所以,没有微积分,就不会有无线通信和GPS。同样地,GPS卫星上的原子钟利用的是铯原子的量子力学振动,而微积分是量子力学方程及其求解方法的基础。所以,没有微积分,就不会有原子钟。

微积分还是计算卫星轨道和控制卫星位置的数学方法的基础,当原子钟高速运动或在弱引力场中运动时,微积分也是把爱因斯坦的相对论改正与原子钟时间结合在一起的数学方法的基础,但我希望把重点说清楚。微积分为很多使GPS成为可能的技术研发创造了条件,当然,微积分并不能独立做到这一切。尽管它是一个配角,却是一个重要的配角。和电气工程学、量子物理学、航空航天工程学等学科一样,微积分也是这个团队中不可或缺的一部分。

微积分是用于研究任何事物的想法与方法的庞杂集合,这些事物的变化平稳而连续,符合无穷原则。该定义的范畴囊括了牛-莱的微积分理论及其子孙后代:多变量微积分,常微分方程,偏微分方程,傅里叶分析,复分析,以及高等数学中涉及极限、导数和积分的所有其他分支。由此可见,微积分还没有完结,它和以前一样求知若渴。

从阿基米德后的世代,到我们之后的世代,走向无穷。

史蒂夫•斯托加茨

Steven Strogatz

♠康奈尔大学应用数学系教授,研究文章主要发表在《自然》《科学》《科学美国人》《新闻周刊》《纽约客》《发现》《美国科学家》等主流媒体上。

♦美国国家科学基金会颁发的“美国总统奖”得主,2012年当选美国文理科学院院士,当选为其院士一直被视为美国的最高荣誉之一。

♣著有《X的奇幻之旅》,该书获得2014年度的“欧拉图书奖”。TED演讲者,也是美国科普电台、《科学星期五》的主要嘉宾。

图书评价

如果微积分是宇宙的语言,史蒂夫·斯托加茨就是荷马。凭借着他的激情、洞察力和质朴,斯托加茨解释了人类诸多伟大的智力成果背后的深刻思想。这本书读起来令人心生愉悦。

——丹尼尔·吉尔伯特,《哈佛幸福课》作者

高能预警:这是一本“危险”的书。它会让你爱上数学,甚至有可能把你变成一位数学家。

——纳西姆·尼古拉斯·塔勒布,《黑天鹅》作者

斯托加茨是了不起的数学家,也是了不起的科学作家。他出色地将深奥的微积分知识打造成一部史诗般的大片,深入浅出地讲述了微积分如何改变了世界的故事,当然,这个故事还在继续。

——亚历克斯·贝洛斯,《迷人的逻辑题》作者

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