The Mathematics of the Heavens and the Earth

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出版者:Princeton University Press
作者:Glen Van Brummelen
出品人:
页数:352
译者:
出版时间:2009-1-25
价格:USD 55.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780691129730
丛书系列:
图书标签:
  • Trigonometry
  • Math
  • 数学史
  • 天文学史
  • 科学史
  • 数学
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具体描述

"The Mathematics of the Heavens and the Earth" is the first major history in English of the origins and early development of trigonometry. Glen Van Brummelen identifies the earliest known trigonometric precursors in ancient Egypt, Babylon, and Greece, and he examines the revolutionary discoveries of Hipparchus, the Greek astronomer believed to have been the first to make systematic use of trigonometry in the second century BC while studying the motions of the stars. The book traces trigonometry's development into a full-fledged mathematical discipline in India and Islam; explores its applications to such areas as geography and seafaring navigation in the European Middle Ages and Renaissance; and, shows how trigonometry retained its ancient roots at the same time that it became an important part of the foundation of modern mathematics. "The Mathematics of the Heavens and the Earth" looks at the controversies as well, including disputes over whether Hipparchus was indeed the father of trigonometry, whether Indian trigonometry is original or derived from the Greeks, and the extent to which Western science is indebted to Islamic trigonometry and astronomy. The book also features extended excerpts of translations of original texts, and detailed yet accessible explanations of the mathematics in them. No other book on trigonometry offers the historical breadth, analytical depth, and coverage of non-Western mathematics that readers will find in "The Mathematics of the Heavens and the Earth".

《星辰的律动与尘世的测绘:古代天文学与地理学的交汇》 导言:仰望星空,丈量大地 自古以来,人类对头顶的星空和脚下的土地就怀有无尽的好奇与敬畏。这种探索的冲动,驱动着我们发展出两门密切相关的古老学科——天文学与地理学。它们并非孤立存在,而是在人类文明的早期,便在观测、记录和实践中相互渗透、彼此印证。《星辰的律动与尘世的测绘》旨在深入剖析古代文明中,天文学的原理是如何被应用于解决实际的地理学问题,以及地理学的需求又是如何反过来推动天文学观测的精确化。本书将跨越不同的古代文化圈,考察从美索不达米亚的泥板记录,到古希腊的几何模型,再到玛雅的复杂历法,探究这些文明如何构建起他们对宇宙秩序与地球形态的理解。 第一章:宇宙的秩序与时间的刻度——古代天文学的基石 天文学的诞生,首先是为了确定时间。季节的更迭、农耕的周期、祭祀的良辰,无不依赖于对日月星辰运动的精确把握。本章将追溯古代人如何通过肉眼观测,建立起对天体运行的初步模型。 1.1 观象授时:恒星、太阳与月亮的周期 我们将详述古代文明如何识别关键的恒星(如北极星、天狼星)作为指向工具。重点分析古埃及人如何利用天狼星的偕日升确定尼罗河泛滥的起始,以及巴比伦人如何通过对月相的细致记录,构建出复杂的多重历法系统。对太阳周期的追踪,不仅涉及夏至和冬至的确定,更在于对黄道带的划分和季节的划分,这些知识是早期历法中地理定位的基础。 1.2 浑天与地平:构建宇宙模型 古代天文学家需要一套工具来记录和预测天体位置。本节将详细考察浑天仪(或其早期雏形)的设计原理,以及它如何帮助观测者区分天球的运动与地面的相对静止。同时,我们将探讨地平坐标系(Azimuth-Altitude system)在古代实践中的应用,它如何直接关联到观测者的地理位置,为后续的地理测量提供理论框架。对地心说的早期哲学基础和数学模型的建立过程进行深入的考察。 1.3 行星的“漫游”:预测与神学意义 五大肉眼可见行星(水星、金星、火星、木星、土星)的逆行现象,是古代天文学中最具挑战性的难题之一。本章将剖析不同文化中对行星运动的解释,从早期的神谕,到希腊体系中复杂的本轮与均轮模型。这些复杂的几何模型虽然服务于预测,但其数学结构对后世的球面三角学和测绘学产生了深远的影响。 第二章:测地之术——地理学从经验到量化的飞跃 地理学的进步,是建立在对地球表面的有效描述和测量之上。古代地理学的核心任务,是将天空中的秩序投射到地面上,实现对地域的精确划分和描绘。 2.1 丈量世界:基于太阳高度的纬度测量 本章的核心在于探讨如何利用天文学原理来确定地球上的地理坐标。我们将详细介绍古希腊学者埃拉托斯特尼如何通过测量不同地点的正午太阳高度差,首次计算出地球的周长,并阐述这一计算对“地理学”概念的革命性意义。随后,我们将考察其他文化,如印度和中国,在不完全依赖于希腊几何体系下,如何通过观测北极高度或特定星体的高度角来估算地理位置。 2.2 经度的难题:时间与空间的两难 纬度易于测量,但经度的确定则构成了一个更为严峻的挑战,因为它要求精确的时间同步。我们将讨论古代地理学家如何尝试解决这一难题:通过同时观测特定天体经过特定地点的时刻差异(如月食观测),或者依赖于对已知地理点之间旅行时间的记录。这些早期尝试揭示了地理信息精确性的局限性,以及对建立标准时间参考的渴望。 2.3 投影与制图:从地图到天球的转化 古代地图的绘制,本质上是将三维的地球表面(或天球的一部分)投影到二维平面上。本节将分析托勒密的地图投影方法及其对后续中世纪制图学的影响。同时,也将探讨古代制图师如何将天文学数据(如恒星的位置和观测站的坐标)整合到他们的地理图谱中,使地图不再仅仅是景观的描绘,而是具有数学坐标的工具。 第三章:文明的交汇与知识的传播——实践中的整合 天文学与地理学的整合,并非纯粹的理论推导,而是在航海、工程和帝国治理的实践中完成的。 3.1 航海与定位:水手的星盘与方向的确定 在远洋航行中,天体是唯一的可靠向导。我们将考察从简单的方位指示到复杂的星盘(Astrolabe)在不同文化中的发展。星盘如何结合了球面几何和时间测量,使水手能够在没有陆地参照物的情况下,确定自己的纬度,这直接将抽象的天文学定律转化为实用的地理导航技术。 3.2 历法、历书与国家规划 古代帝国的扩张和基础设施建设(如运河、长城的修建)需要统一的地理和时间标准。本章分析了历法改革(例如儒略历的制定)如何服务于国家层面的规划,以及这些历书本身如何成为包含了重要的地理信息(如重要城市的坐标、日照时间等)的官方文献。 3.3 异域知识的碰撞:贸易路线与地理修正 丝绸之路和地中海贸易促进了不同文明地理知识的交流。我们将考察亚历山大港的地理学家如何吸收巴比伦的观测数据,以及阿拉伯学者如何将印度的天文数据与希腊的几何学相结合,修正和扩展了已知的世界地图。这种知识的融合,往往以地理测量为媒介,不断修正早期天文学模型对地球形态的假设。 结语:未竟的探索 《星辰的律动与尘世的测绘》描绘了一幅人类如何依靠对天空的深刻理解,逐步揭示脚下世界的面貌的宏伟图景。古代天文学家和地理学家们,用他们的观测和计算,为后世奠定了理解地球在宇宙中位置的基础。他们的工作不仅是科学史上的里程碑,更是人类理性精神不懈追求精确与秩序的永恒见证。

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读后感

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用户评价

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我之所以对《The Mathematics of the Heavens and the Earth》这个书名如此着迷,是因为它描绘了一个我一直以来都非常向往的知识领域——如何用数学的严谨去理解宇宙的壮丽。我尚未阅读这本书,但我的想象力已经在这书名所勾勒的蓝图上驰骋。我设想,这本书可能会从最基础的度量和测量开始,比如古人如何通过观察太阳的高度和影子的长度来估算地球的周长,这其中蕴含着朴素的几何学原理。随后,它会逐渐深入到更复杂的数学工具,比如三角学,它如何帮助我们测量星体的距离,或者如何绘制精确的星图。我期待着,书中能够生动地解释那些描述天体运行的运动学方程,也许会详细讲解如何从描述直线运动的方程,过渡到描述曲线运动的方程,并最终解释行星为何会围绕太阳旋转。我特别好奇,书中是否会涉及一些概率论和统计学的内容,毕竟在观测遥远的宇宙时,数据的处理和分析至关重要。比如,如何通过统计分析来推断暗物质的存在,或者如何利用概率模型来预测星系的演化。我希望这本书能够让我们感受到,数学不仅仅是抽象的符号,更是探索宇宙奥秘的有力武器,它能够帮助我们量化、预测、甚至预见宇宙的未来。

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当我第一次看到《The Mathematics of the Heavens and the Earth》这个书名时,一种莫名的激动涌上心头。它仿佛是一扇通往知识殿堂的大门,而这本书就是开启这扇大门的钥匙。尽管我还没有开始阅读,但仅凭书名,我已经在脑海中勾勒出了它可能蕴含的精彩内容。我猜想,这本书或许会从人类最古老的对天空的敬畏与好奇出发,讲述那些早期文明是如何通过观察星辰的轨迹,来确定季节、导航方向,并在此过程中萌生出最初的数学思想。然后,它会沿着历史的脉络,逐步深入到更为精密的数学工具的出现,例如,我会期待书中能够详尽地介绍,几何学如何在测量大地、绘制地图,甚至理解我们所居住的地球的曲率方面发挥了至关重要的作用。我尤其希望,书中能够生动地阐释牛顿是如何运用他的微积分和万有引力定律,将天上和地下的运动规律统一起来,从而彻底改变了我们对宇宙的认知。我渴望在这本书中找到一种连接,一种能够让我从最朴素的生活现象,上升到对宇宙运行规律的深刻理解,让我感受到数学作为一种普适性的语言,是如何描绘出宇宙的宏伟图景的。

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我对《The Mathematics of the Heavens and the Earth》的兴趣,很大程度上源于我对宇宙奥秘的孩童般的着迷,以及对数学作为一种抽象 yet 强大工具的好奇。我设想,这本书或许会带我踏上一段穿越历史的旅程,去探寻人类是如何一步步从仰望星空,到理解星空的。我期待着,作者能够以一种极其清晰且引人入胜的方式,阐释那些支撑着我们理解宇宙的数学概念。我想象着,在讲解天体运动规律时,书中会不会详细介绍牛顿是如何从苹果落地这一日常现象中,提炼出万有引力的普适性原理,并用优雅的数学公式来表达。我渴望了解,那些描述行星轨道的椭圆方程,以及它们是如何被推导出来的。同时,我也对书中可能涉及的概率论和统计学在天文学中的应用感到好奇。例如,在估算遥远星系的距离时,或者在分析宇宙微波背景辐射时,数学统计是如何发挥作用的?我期望这本书能够提供一些具体的案例,让我们能够直观地感受到数学在解决天文学难题时的力量。更重要的是,我希望这本书能够唤醒我对科学探索精神的敬畏。那些伟大的科学家们,他们是如何在无数次的实验和计算中,逐步揭开宇宙的面纱?他们的思维方式,他们的探索路径,是否能在书中得到体现?我期待着,这本书能够让我不仅仅是学习知识,更能从中汲取灵感,去思考我们人类在浩瀚宇宙中的位置,以及我们对未知的永恒追求。

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说实话,我最初被《The Mathematics of the Heavens and the Earth》这个名字吸引,是因为它唤起了一种古老而崇高的联想,仿佛那是古代哲人观察星辰、思考世界时的智慧结晶。我没有深入阅读,但仅凭书名,我就开始构思书中可能包含的内容。我设想,这本书或许会从最基础的几何概念讲起,比如如何用三角形来测量遥不可及的山峰高度,或者如何用圆的周长来估算我们所生活的星球的大小。然后,它会逐渐过渡到更复杂的概念,比如微积分,用来描述天体运动的加速度和速度变化。我想象着,当作者谈及行星轨道时,是否会详细解释那些支撑着开普勒定律的数学推导,以及牛顿如何在此基础上发展出万有引力定律。我尤其期待书中是否会探讨一些跨学科的领域,例如,数学如何在导航、测绘、甚至古老的占星术中扮演过角色。当然,我也希望作者能够避免过度枯燥的数学公式堆砌,而是用生动有趣的语言,将抽象的数学概念与我们可见的宇宙现象联系起来。比如,当讲解欧几里得几何时,是否会用建筑、城市规划的例子来阐释;当讲解微积分时,是否会用自然界中物体运动的例子来比喻?我渴望在这本书中找到一种连接,一种能够让我从日常生活的角度,去理解天空中闪烁的星辰,以及它们背后隐藏着的深刻的数学规律。

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《The Mathematics of the Heavens and the Earth》这个书名,对我来说,不仅仅是一本书的名字,更像是一个邀请,邀请我去探索数学与宇宙之间那深刻而迷人的联系。我还没有深入阅读,但仅仅是这个名字,就足以让我展开无尽的遐想。我设想,这本书可能会从一个非常宏观的视角出发,讲述人类文明早期是如何通过对天空的观测,来理解时间、季节和方向的,而这些观测背后,都离不开最初的数学思考。然后,它可能会逐渐深入到一些关键的历史时刻,比如古希腊几何学的辉煌,毕达哥拉斯学派对数字和宇宙和谐的追求,以及艾拉托色尼如何用几何学精确地测量地球的周长。我渴望了解,书中是否会详细阐述牛顿是如何利用数学的语言,将地面物体的运动规律和天体的运行规律统一起来,从而提出万有引力定律的。我尤其希望,作者能够用一种既能激发人兴趣,又不失严谨的方式,来解释那些描述行星轨道的微分方程,以及它们如何揭示出宇宙的精确运行机制。更重要的是,我期待这本书能够让我感受到,数学不仅仅是一种学术工具,它更是理解宇宙秩序和规律的语言,是连接我们与宏大宇宙的桥梁,能够帮助我们拓展视野,深化对自然界的认识。

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我对“The Mathematics of the Heavens and the Earth”这本书的期待,更多地集中在它能否提供一种全新的叙事方式,将看似遥不可及的宇宙现象与我们日常生活中的数学概念巧妙地联系起来。我脑海中浮现出这样一种画面:书中可能不会直接给出复杂的数学推导,而是通过生动形象的比喻和类比,来解释那些支撑着我们对宇宙理解的数学原理。比如,在讲解欧几里得几何在测量地球曲率上的应用时,作者是否会让我们想象一下,在远古时期,人们是如何利用简单的工具和几何知识来绘制地图,从而理解我们所居住星球的形状?或者,在探讨引力波时,是否会用一种我们能理解的方式,来形容时空的涟漪,以及这些涟漪如何传递着宇宙中最剧烈事件的信息?我非常希望书中能有一些“aha moment”,那些让人豁然开朗的瞬间,能够瞬间点亮我们对某个数学概念的理解,并立刻将其与宏大的宇宙景象联系起来。例如,当作者在解释泊松比或者应力应变关系时,他是否会将其与行星的形成,或者恒星的演化联系起来?我坚信,数学并非只是冰冷的符号和公式,它更是描述宇宙运行规律的语言,是连接微观粒子与宏观宇宙的桥梁。如果这本书能够成功地展现这一点,那么它将不仅仅是一本关于数学和天文学的书,更是一本关于我们如何理解和认知宇宙的书。我期待着,在阅读过程中,我能感受到一种源源不断的惊奇感,仿佛每一次翻页,都能打开一扇通往全新认知世界的大门。

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我第一次看到《The Mathematics of the Heavens and the Earth》这个书名时,脑海中立刻浮现出一种古典而又充满力量的画面。我至今尚未展开阅读,但仅凭这个名字,我就已经对书中内容充满了期待。我猜想,这本书可能会从最基础的测量和几何学入手,讲述人类是如何从观察日影、星辰,到发展出测量工具和数学模型来理解我们所处的空间。我设想,书中可能会详细介绍古人如何利用简单的几何原理,来估算地球的半径,或者如何绘制精确的地图。然后,这种数学的探索会沿着历史的长河继续前进,或许会重点讲解牛顿在天体力学上的贡献,以及他如何用微积分和万有引力定律来解释行星的运动。我特别期待,书中能够用通俗易懂的语言,来阐释那些描述行星轨道形状的数学方程,以及它们如何揭示出宇宙的精准运行规律。我希望,这本书能够让我感受到,数学并非是孤立存在的抽象概念,而是宇宙内在的语言,它能够帮助我们理解那些最宏大的现象,比如星系的形成、黑洞的奥秘,甚至宇宙的起源。我期待这本书能够带给我一种全新的视角,让我能够以数学的眼光去审视和理解我所看到的一切。

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这本书的名字,"The Mathematics of the Heavens and the Earth",本身就带着一种宏大而神秘的气息,仿佛预示着一场穿越时空、探索宇宙奥秘的智力冒险。我至今仍清晰地记得第一次在书店看到它时的感受,封面设计有一种古典的优雅,又透露着一丝现代的严谨,让我立刻被吸引住了。虽然我还没来得及深入阅读,但仅凭书名和目录的初步浏览,我就能感受到作者在其中倾注的心血。它似乎不是那种仅仅罗列公式和定理的枯燥教科书,而更像是试图用数学的语言来解读宇宙的宏伟图景,连接抽象的符号与我们触手可及的现实。我设想着,书中或许会从古人如何通过观测星辰来丈量大地开始,逐步深入到牛顿万有引力定律的诞生,再到现代天体物理学中复杂的计算模型。我想象着,当作者谈及行星轨道时,是否会引用开普勒定律,并用代数方程来描述其椭圆的轨迹;当他谈及宇宙的膨胀时,是否会引出爱因斯坦的广义相对论,以及那些让人目眩神迷的黎曼几何?我尤其好奇,书中是否会涉及一些历史上著名的数学家和天文学家,比如哥白尼、伽利略、开普勒、牛顿、哈勃,甚至是现代的霍金。他们的人生故事,他们的探索历程,他们的思想火花,如果能穿插在数学的讲解中,那将是一场多么精彩的智慧盛宴!我期待着,这本书能让我不仅仅是学习数学知识,更能体会到数学作为一种认识世界、改造世界的力量。它能否让我用一种全新的视角去审视天空中的星星,脚下的土地,甚至宇宙的无限可能?我渴望在这本书中找到答案。

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《The Mathematics of the Heavens and the Earth》这个书名,如同一个古老的启示,在我心中播下了对知识的渴望。我尚未翻阅这本书,但它的名字本身就预示着一场关于宇宙奥秘的数学探索之旅。我设想,书中或许会从最古老的观测天象的文明讲起,比如古埃及人如何利用星辰来指导农业生产,或者巴比伦人如何通过精确的数学计算来预测天体的运行。然后,它可能会深入到古希腊时期,那里涌现了许多伟大的数学家和天文学家,他们用几何学和逻辑推理,为我们揭示了宇宙的和谐之美。我特别期待,书中是否会详细阐述牛顿是如何将地面上的力学原理,推广到天体运动上,从而建立起万有引力定律的。我想象着,作者会如何用生动的语言,解释那些描述行星椭圆轨道的数学方程,以及这些方程背后所蕴含的宇宙规律。我希望,这本书能够让我深刻地体会到,数学并非只是冰冷的符号和枯燥的公式,而是理解宇宙万物的深刻洞见,是连接我们与浩瀚宇宙之间的逻辑桥梁,能够帮助我们更加深入地认识我们所处的世界。

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坦白说,《The Mathematics of the Heavens and the Earth》这个书名,瞬间就抓住了我的好奇心。它仿佛承诺了一种宏大的叙事,将我们脚下的土地与头顶的星空,用数学的逻辑串联起来。我尚未翻开这本书,但我的脑海中已经构建出了一幅幅画面。我猜想,书中或许会从古代文明如何通过观测天象来确定时间、制定历法开始,一步步揭示数学在其中扮演的关键角色。也许会讲述巴比伦人如何利用代数来预测行星的位置,或者古希腊人如何用几何学来计算日食和月食。然后,这种数学的探索精神,可能会沿着历史的河流,一路流淌到文艺复兴时期,在那里,我们见证了哥白尼的日心说,以及开普勒对行星轨道的精妙描述,这一切都离不开严谨的数学计算。我期待着,书中能够详细解释那些描述椭圆轨道的数学方程,以及它们是如何揭示宇宙的和谐之美的。我更希望,作者能够将那些抽象的数学公式,转化为能够引起我们共鸣的宇宙故事。比如说,当讲到牛顿的万有引力定律时,是否会穿插牛顿本人发现这个定律时的思考过程,以及他如何用数学来统一地解释天体的运动和地面的物体下落?我期待这本书能让我感受到,数学不仅仅是冰冷的符号,更是理解宇宙运行规律的钥匙,是连接我们与浩瀚宇宙的桥梁。

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