數學‧科學與藝術（簡體書）

張順燕，北大數學學院教授，在北大、清華和首都師范大學講授數學素質教育課，深知大學生對數學素質課的期望，因而他的授課多次被學生熱烈的掌聲打斷，深受好評。

《數學·科學與藝術》通過綜觀、名變、鑒評的寫作手法清楚地講述了數學與科學、藝術之間的內在聯系以及相互的滲透、促進和發展。其內容帶有很強的文藝色彩，又不乏科學性。它對讀者有很好的啟迪或啟蒙作用，可以加強讀者對數學文化的理解，增進其數學素養。

目錄

第1章 緒論——縱觀古今，面向未來
§1 數學的重要性
1.數學與對知識的探求
2.數學的重要性
3.兩種文化的融合
4.指導思想
§2 數學史上的關鍵時期
1.五個質不同的時期
2.四個高峰期
3.七次飛躍
§3 數學的特點與教育價值
1.數學的特點
2.數學的教育價值 目錄

第1章 緒論——縱觀古今，面向未來
§1 數學的重要性
1.數學與對知識的探求
2.數學的重要性
3.兩種文化的融合
4.指導思想
§2 數學史上的關鍵時期
1.五個質不同的時期
2.四個高峰期
3.七次飛躍
§3 數學的特點與教育價值
1.數學的特點
2.數學的教育價值
§4如何學
1.鑒賞力
2.致廣大而盡精微
3.澄其源而清其流
4.循序漸進
5.笛卡兒的方法論
6.以簡馭繁
7.從師、讀書與討論
8.驗證與總結
9.刻苦努力——不受一番冰霜苦，哪有梅花放清香
第2 章數學文化的源頭
§1 數學文化的源頭
§2 希臘人的哲學觀及其影響
1.數學的真理性
2.柏拉圖與亞里士多德
3.柏拉圖、亞里士多德與西方文化
§3 古代希臘的天文學
1.早期的地心說
2.日心說的提出
3.第一次科學大綜合
§4 從經驗數學到演繹數學
1.經驗數學
2.希臘人對數學思想的貢獻
3.演繹幾何的誕生
§5 演繹數學
1.演繹法的結構
2.演繹推理的地位
3.合情推理與論證推理
§6 希臘數學的重要成果
1.畢達哥拉斯學派發現無理數
2.正多邊形作圖
3.圓錐曲線
4.阿基米德的數學成就
5.三角術的創立
§7 留給后人的難題
1.關于無理數
2.幾何作圖三大問題
第3 章現代科學的發端
§1 科學方法
1.培根與歸納法
2.笛卡兒與演繹法
3.歸納法與演繹法
4.伽利略的科學規劃
5.三大要素
§2 科學的數學化
1.宇宙的和諧
2.近代科學的黎明——哥白尼革命
3.哥白尼體系的真理性
§3 天體力學的誕生
1.開普勒的三定律
2.開普勒的天文學與正多面體
§4 牛頓力學的建立
1.牛頓面臨的問題
2.蘋果﹑月亮和萬有引力
3.奇妙的預測
第4章 繪畫藝術與幾何學
§1 科學與藝術
1.美與真
2.異同比較
3.相互依存
§2 繪畫與數學
1.繪畫與科學
2.新的時代,新的藝術
3.引入第三維
4.數學的引入
5.藝術家丟勒
6.數學定理
7.從藝術中誕生的科學
§3 完美的結合,藝術的頂峰
1.文藝復興早期的繪畫
2.盛期文藝復興三杰
3.風景畫
第5章 數的擴充史
§1 數的基本知識
1.兩種知識
2.數的用途
3.五個主要階段
4.十進位制
5.印度—阿拉伯記數法
6.數的幾何表示——數軸與復平面
§2 關鍵進展
1.新的語言
2.無理數的誕生
3.0的發現
4.負數的引入
5.數與代數方程
6.復數
7.代數數與超越數
8.希爾伯特第七問題
§3 新的數系
1.四元數的誕生
2.四元數的性質
3.矩陣
4.超限數
§4 可數集
1.勢的概念
2.有理數集是可數的
§5 數系的公理化
1.皮亞諾的五條公理
2.有理數的定義
3.有理數的兩條重要性質
4.實數的定義
第6章 解析幾何概要
§1 兩個基本概念
1.解析幾何的誕生
2.兩個基本概念
§2 圓錐曲線
1.希臘數學的頂峰
2.橢圓、雙曲線、拋物線
3.二次曲線的光學性質
4.觀測宇宙
§3 化二次方程為標準形
1.9種標準形
2.坐標變換
3.化二次方程為標準形
§4 向量代數
1.向量
2.向量的加減法與數乘
3.向量的坐標表示
4.數量積和它的性質
§5應用與意義
1.解析幾何解決的主要問題
2.解析幾何的偉大意義
第7 章微積分發展史
引言
1.目的
2.概觀
3.分期
§1 希臘時期
1.數的學問
2.芝諾的四個悖論
3.歐多克蘇斯和比例
4.面積與窮竭法
5.阿基米德的平衡法
§2 醞釀時期
1.方法的變革
2.開普勒的工作
3.不可分素方法
4.微分學的早期史
5.巴羅的貢獻
6.前期史小結
§3 誕生和發展時期
1.發現和洞見
2.牛頓對微積分的主要貢獻
3.萊布尼茨對微積分的主要貢獻
4.18世紀的進展
5.第二次數學危機
6.待解決的問題
§4 嚴格化時期
1.函數概念
2.布爾查諾的貢獻
3.柯西的工作
4.分析的算術化
第8章 傅里葉分析與音樂
§1 音律的確定
1.引言
2.古希臘音律的確定
3.古代中國對音律的貢獻
4.十二平均律
§2 數學與音樂的進一步聯系
1.梅森的定律
2.偉大的傅里葉
3.簡諧振動
4.彈簧的振動
5.傅里葉定理
6.大自然的統一性
7.麥克斯韋的功績
8.小結
第9章 非歐幾何的誕生及影響
§1 歐氏幾何回顧
1.歐氏幾何的內容
2.歐氏幾何的歷史地位
3.《幾何原本》在中國
§2 非歐幾何的緣起
1.平行公設引起的思考
2.從《幾何原本》的誕生到18世紀
3.非歐幾何的孕育時期
§3 非歐幾何的確立
1.非歐幾何的誕生
2.羅巴切夫斯基的解答
3.一個全新的世界
4.雙曲幾何的相容性
§4 橢圓幾何
1.黎曼的非歐幾何
2.球面幾何
3.歐氏幾何與非歐幾何比較
§5 新的里程碑
1.非歐幾何誕生的意義
2.微分幾何
3.愛爾蘭根綱領
4.幾何學的進一步發展
§6 非歐幾何學與藝術
1.藝術中的數學家
2.雙曲幾何學與藝術
第10 章重溫代數學
§1 符號代數的發展
1.文字階段
2.簡寫階段
3.符號階段
§2 代數學發展的三個不同時期
1.代數學的誕生
2.代數方程式論
3.代數結構
§3 代數方程式論
1.方程式論
2.代數基本定理
3.根與系數的關系——韋達定理
4.五次以上的代數方程
§4 三次代數方程與四次代數方程
1.單位根
2.化為缺項的方程
3.三次方程的解
4.解的確定
5.三次代數方程解法小結
6.四次代數方程解法概要
§5 群和域
1.群的定義
2.置換群
3.對稱中的對稱——子群
4.域的概念
5.伽羅瓦理論
§6 代數與古典幾何名題
1.幾何中的三大經典問題
2.化為代數問題
3.三大經典問題不可解的證明
第11章 數學的廣闊用場
§1 數學與自然科學
1.電磁現象
2.物理學新的里程碑
3.概率論與太空旅行
4.化學
5.生物科學
§2 數學與人文科學
1.人文科學與數學教育的歷史
2.數學和人文科學之間的橋梁
3.數理語言學
4.選票分配問題
5.文學與統計學
6.諾貝爾經濟獎與數學
7 數學與西方政治

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