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幾何學的力量 封面

幾何學的力量

喬丹·艾倫伯格

1852人在讀
25.4萬字總字數
¥55.3定價

內容簡介

在這本書中,《魔鬼數學》作者、數學家喬丹·艾倫伯格帶領我們展開了一場海闊天空的探索之旅,旅程的終 極意義是:通過發現幾何學的力量,我們能夠更好地思考每一個現實問題,重新認識我們身邊的世界。 一根吸管有幾個洞?尼姆遊戲的必勝玩法是什麼?數字貨幣交易中的公鑰和私鑰是怎麼生成的?我們如何做才能阻止一場流行病肆虐世界?人工智能在學下國際象棋方面得心應手,而在學習朗讀句子方面卻力不從心,這是爲什麼?古希臘的黃金分割比能用來預測股票市場的走勢嗎?如果你的孩子真想學會思考的方法,他們應該在學校學些什麼?所有這些問題都跟幾何學有關,千真萬確。 對大多數人來說,幾何學是一門充斥着枯燥刻板習題的課程,高中一畢業,它就和你的牙套、你曾經追過的流行歌曲一起,被扔進了“故紙堆”。當提起幾何學時,如果你首先想到的是如何通過一系列步驟證明關於三角形的某個顯而易見的性質,那麼這並不是幾何學,而只是幾何學的很小一部分。打個比方,三角形之於幾何學,就好比一個動詞之於一部精彩的小說。 這本書揭示了一些重要的科學、政治、經濟、哲學、醫學、信息技術、生物學等問題背後的幾何原理,而這些問題都是我們在工作和生活中無法視而不見的。“幾何學”一詞的最初含義是“丈量世界”,但經過漫長的發展歷程,它的含義包羅萬象,可以解釋世間萬物的運行機制。 我們生活在一座蓬勃生長、欣欣向榮的“幾何城市”中。幾何學並未超越時空,它就在我們身邊,與日常生活中的各種推理交織在一起。打開這本書,你會在手不釋卷的同時連連驚歎於幾何學的偉大力量。

讀者書評

★★★★★

高鐵短途中,望着書架上十幾本,想要選擇一本適合的讀物,就讓豆包給我做決定,它推薦了這本,理由是:碎片化閱讀神器,每一節都是一個獨立的知識點,不怕連接不上上下文。 而我也正覺得,自己缺乏由數學、理科知識所帶來的理科思維。 立刻翻開書,結果看一路查了一路,卻又覺得有趣🤔纔有了一次又一次途中閱讀。看到後面樹狀圖分析,我直接懵了,反應不過來啊……心想,我也看不懂,看了這些概念也還是不理解,只是看完流程和專有名詞,得到一些感受,甚至有時感受都沒有。要不算了,可能是我的理解能力有問題,完全可能,畢竟我從高中數學就開始迷迷瞪瞪,物理更是一竅不通,我本就缺乏這類思維…… 正想放棄時,朋友分享來翁家翌的訪談視頻。我帶着挫敗感,先給自己設限:我完全不瞭解這個領域能搞得懂嗎?朋友直言:只是語言濃縮成了一個名詞,這與理解能力有什麼關係呢?我一瞬間恍然大悟,是啊,數學也是一樣啊,推導的過程本身就是濃縮的過程啊。抱着這樣的心態,看完了這個視頻,且對AI有了一些認識,也從翁家翌的經歷和他的態度中有所感悟。更讓我驚喜的是視頻最後提到馬爾可夫過程,哇,和我在書中看到的內容聯動了,正向的成就感撲面而來。 後又在某個小節,小小複習了一下烷烴。中間某一次的途中讀書時,隔壁一中年男子由此書跟我聊了起來,算是一次小小的奇遇。 最後一章美國選舉,我還是一頭霧水,藉助豆包理解,又增長了一點點知識。書裏寫到司法放棄干預“格里蠑螈”行爲,而作者不認爲投機者會得勢,他相信隨着數學工具的普及、民衆認知的覺醒,這種政治黑魔法也在慢慢失效,這一節,也讓我對公平有了新的理解。 讀到最後我也明白,幾何學的精髓,是把形式證明作爲梯子,藉助它抵達更高的地方。 幾何學是衡量世界的方式,也是審視自我的方式。這一路從困惑到頓悟,不僅讀懂了書裏的道理,更讀懂了自己看待世界的眼光。至於幾何學的知識嘛,嘿嘿😁

★★★★★

《幾何學的力量》核心幾何模式與思維提煉 本書最核心的價值,是把幾何從“紙上圖形計算”升級爲一套描述世界底層結構的通用認知範式。全書橫跨物理、生物、計算機、政治、金融等領域,看似案例分散,實則反覆複用7種穩定的幾何結構模式,並沉澱出6種可直接遷移到現實決策的幾何思維。 一、幾何思維通用框架 全書的幾何方法可濃縮爲一套五步標準流程,可複用在絕大多數複雜問題上: 1. 點化:把問題中的核心實體抽象爲獨立的“點”; 2. 建空間:明確系統邊界,定義空間的基本規則; 3. 定度量:選擇適配目標的距離/聯結規則,描述點與點的關係; 4. 識模式:判斷問題屬於拓撲、曲率、極值、邊界中的哪一類; 5. 幾何求解:用對應幾何原理給出方案(最短路徑、剪枝、跳出局部最優、重構邊界等)。 這套思維的本質,是從“關注事物是什麼”轉向“關注事物之間是什麼關係”,從“零散經驗判斷”轉向“基於結構規則的推導”——這也是幾何能從丈量土地的工具,成爲打通所有學科通用語言的根本原因。 二、全書共通的7種核心幾何模式 這是作者在所有學科中反覆驗證的、世界底層的幾何原型,是萬事萬物共通的結構規律。 1. 點集空間模式 - 核心定義:任何由獨立要素構成的系統,都可抽象爲「要素=點,全體要素=空間」的點集模型,每個點對應一組座標(屬性)。 - 本質:把異質、不可比的事物放進統一座標系,讓模糊的關係變得可量化、可計算。 - 書中示例 第14章 選區劃分與格里蠑螈:選民構成選舉空間、投票意向映射爲空間座標 第6章 試錯法的神祕力量:基因序列構成性狀空間、生物性狀對應空間中的點 第8章 距離、家譜圖和單詞地圖:英語單詞構成語義高維空間、詞義遠近對應空間距離 第11章 可怕的增長定律:投資標的構成收益-風險空間、資產組合對應空間點位 - 第7章 機器學習如同登山、第8章 距離、家譜圖和單詞地圖:大數據與機器學習本質是在超高維空間處理點雲,高維空間存在“體積集中在外殼”的反直覺特性:體積高度集中在表層、任意兩點差異被放大,這也是“維度災難”的幾何根源。 2. 度量距離模式 - 核心定義:“距離”不是天然的直線長度,而是對「差異程度、關聯強度」的自定義量化規則;不同場景對應不同的距離定義。 - 本質:關係的遠近由規則定義,規則變了,整個空間的親疏、異同、優劣判斷會全部重構。 - 書中示例: - 第8章 距離、家譜圖和單詞地圖:城市通勤用曼哈頓距離、文本相似度用餘弦距離,不同場景自定義距離規則 - 第1章 我投歐幾里得一票:物理空間的歐氏距離、兩點之間線段最短的基礎路徑邏輯 - 第4章 獅身人面像的碎片(非歐幾何與曲率):彎曲空間中的最短路徑(測地線)是對應度量下的天然最優解 3. 網絡拓撲模式 - 核心定義:忽略點的大小、形狀、距離,只保留「點與點是否連接、如何連接」的聯結結構,拉伸、扭曲不改變拓撲本質。 - 本質:系統的功能由結構決定,而非由元素本身的屬性決定。 - 書中示例: - 第2章 一根吸管上有多少個洞?:咖啡杯與甜甜圈拓撲等價(均爲1個孔洞),拉伸扭曲不改變核心結構 - 第7章 機器學習如同登山:神經網絡的聯結結構是典型的拓撲系統 - 第10章 今天發生的事明天還會發生:病毒傳播鏈、社交網絡、城市路網均爲拓撲結構,功能由聯結方式決定,超級傳播者是拓撲中的高度數節點,切斷關鍵連線即可壓制疫情擴散 4. 曲率非線性模式 - 核心定義:空間並非天然平直,局部可近似爲直線,但全局存在曲率,會讓線性預測完全失效。 - 本質:所有系統都存在邊際遞減/遞增的非線性效應,“平直直覺”是人類天生的認知錯覺。 - 書中體現: - 第3章 給不同的事物賦予相同的名稱(對稱與相對論基礎)、第4章 獅身人面像的碎片(黎曼幾何與彎曲空間):廣義相對論引力本質是時空的幾何曲率 - 第6章 試錯法的神祕力量:生物演化適應度地形的坡度變化,非線性的收益邊際遞減 - 第11章 可怕的增長定律:金融市場的指數增長與收益曲率,線性外推必然失效 - 第4章 獅身人面像的碎片:局部平直、全局彎曲:小範圍成立的線性規律,放大到全局尺度就會出錯 5. 對稱同構模式 - 核心定義:經過特定變換後仍保持不變的結構,就是對稱;不同領域的問題若核心結構完全一致,就是同構。 - 本質:世界的秩序藏在不變性裏,同構問題可以共享同一套解法,是跨學科遷移的底層依據。 - 書中體現: - 第3章 給不同的事物賦予相同的名稱:諾特定理:每一種連續對稱對應一條守恆定律;麥克斯韋方程組的對稱性直接催生相對論 - 第10章 今天發生的事明天還會發生:熱擴散方程與病毒傳播方程結構同構,防控邏輯可跨領域複用 - 第1章 我投歐幾里得一票:三角形全等是最簡單的幾何同構,變換後核心結構不變 6. 地形極值模式 - 核心定義:任何帶“優劣、高低”評價的系統,都可構建爲高低起伏的“地形”;最優解是山峯,最差解是山谷,優化過程就是爬山。 - 本質:所有選擇與優化問題,都是地形上的尋路;局部最優陷阱是所有系統的普遍困境。 - 書中體現: - 第6章 試錯法的神祕力量:生物演化的適應度地形,演化只能爬到局部山頂,無法跨越山谷抵達全局最優 - 第7章 機器學習如同登山:機器學習的損失函數曲面,訓練過程就是“爬山”尋優,同樣存在局部最優陷阱,企業戰略、人生選擇的機會成本地形,所有優化問題本質都是地形尋路 7. 邊界劃分模式 - 核心定義:空間中的閉合邊界,決定了點的歸屬、資源的分配與權力的範圍。 - 本質:邊界是人爲的幾何切割,直接定義公平與利益分配;邊界越扭曲,利益傾斜越嚴重。 - 書中體現: - 第14章 選區劃分與格里蠑螈:格里蠑螈:政客通過扭曲選區邊界操縱選舉結果 - 第7章 機器學習如同登山:AI分類算法的決策邊界,邊界位置直接決定分類準確率 - 第2章 一根吸管上有多少個洞?(拓撲邊界)、第14章 選區劃分與格里蠑螈:細胞、行政區域、產權的閉合邊界,直接決定資源分配與權力範圍 ;很多不公與低效,根源不是要素本身,而是邊界畫錯了。   二、6種可遷移的幾何思維範式 這是從數學規律中提煉出的心智工具,可直接用於解決現實中的複雜問題,也是本書最具實用價值的部分。 1. 空間轉譯思維:把非空間問題“幾何化” - 核心邏輯:遇到複雜問題,先不糾結具體屬性,而是將其轉譯爲空間問題,用成熟的幾何工具求解。這是全書最核心的元思維。 - 操作方法:①提取核心要素 → ②映射爲空間中的點 → ③定義要素關係爲空間規則(距離/聯結/曲率)→ ④用幾何定理推導結論。 - 應用示例: - 第14章 選區劃分與格里蠑螈:把“民主公平”轉譯爲選區邊界的緊緻度、規整度問題 - 第7章 機器學習如同登山:把“AI圖像識別”轉譯爲高維特徵空間的劃界問題 -第10章 今天發生的事明天還會發生: 把“疫情防控”轉譯爲傳播網絡的拓撲剪枝問題 2. 等價抽象思維:抓結構,棄細節 - 核心邏輯:忽略表面差異,只保留最核心的關係結構,就能實現跨領域的解法遷移。拓撲是這種思維的極致體現。 - 操作方法:持續追問“這個問題的本質結構是什麼?”,過濾掉所有不影響核心關係的屬性。 - 應用示例: - 第10章 今天發生的事明天還會發生:流行病傳播與信息擴散的網絡結構同構,防控方法可跨場景複用 - 第2章 一根吸管上有多少個洞?(拓撲等價思維):不同行業的商業模式,只要拓撲結構一致,底層運行規律就相同 3. 度量自定義思維:不默認唯一標準 - 核心邏輯:沒有天然正確的“距離”,只有適配問題的距離。很多分歧和低效,本質是用錯了度量標準。 - 操作方法:根據目標重新定義“遠近/優劣”,而非默認使用線性、直觀的單一標準。 - 應用示例: - 第8章 距離、家譜圖和單詞地圖:評價文本相似度不用字數差,而用語義向量的夾角(餘弦距離);評價城市通勤不用直線距離,而用道路實際里程(曼哈頓距離);評價人才不用單一分數,而用多維度能力的匹配距離 4. 局部分辨思維:區分局部與全局規律 - 核心邏輯:局部平直≠全局平直,局部最優≠全局最優,局部合理≠全局公平。人類直覺天然偏向局部,幾何思維強制你做二階判斷。 - 操作方法:得出結論後追加兩個問題:“這是局部成立還是全局成立?”“放大尺度後,曲率/邊界會不會發生變化?” - 應用示例: - 第4章 獅身人面像的碎片:牛頓力學是宏觀低速下的局部近似,廣義相對論纔是更全局的時空規律 - 第6章 試錯法的神祕力量:生物演化只能抵達局部最優山頂,無法跨越山谷抵達全局更高峰 - 第14章 選區劃分與格里蠑螈:單個選區看似比例合理,全局視角下可能存在嚴重的選舉不公 5. 不變量思維:在變化中抓恆定結構 - 核心邏輯:形態可以千變萬化,但核心拓撲不變量(孔洞數、連通性、核心節點)不會變,這是判斷事物本質的錨點。 - 操作方法:面對複雜變化時,先找“什麼不會變”,比如聯結關係、核心結構、數量不變量。 - 應用示例: - 第2章 一根吸管上有多少個洞?:無論怎麼拉伸橡皮,孔洞數量這個拓撲不變量始終不變;無論公司架構如何調整,核心業務流的拓撲聯結關係不變 - 第11章 可怕的增長定律:無論市場價格如何波動,底層的風險-收益結構不變 6. 邊界重構思維:換一條線,換一個結果 - 核心邏輯:很多問題的根源不是要素本身不好,而是邊界劃分不合理。重構邊界是成本極低的解法。 - 操作方法:當系統出現不公、低效、分類錯誤時,先檢查“邊界是不是畫錯了”,而非先調整要素。 - 應用示例: - 第14章 選區劃分與格里蠑螈:格里蠑螈通過扭曲選區邊界,直接改變選舉結果與權力分配;調整部門權責邊界,比替換員工更能提升組織效率 - 第7章 機器學習如同登山:優化AI模型準確率,核心是調整分類決策邊界的位置

★★★★★

幾何是數學的一部分,幾何不僅僅是形狀與空間的形式,而是存在和變形的一部分,當然幾何也算是比較直接的建立起來聯繫,比如羣和分析幾何,總之幾何學的力量應該是數學的力量。數學問題最爲擅長的就是相互之間的轉換過程與分析,這個本身就是我們對數學問題的不斷認識,對於這個比較典型的就是歐幾里得幾何第五公設的表達形式變化,也算是幾何之中對於平面的定義,或者說我們對於空間的認識,在不斷轉換過程誕生非歐幾何,從最近費馬大定理證明過程中也可以看到問題轉化過程,就是問題具有等價性,同時爲真或者爲假,一旦一個問題得到了證明,就會出現一堆問題得到證明,最近本來抽象但又大火的黎曼猜想,據說有上千問題,依靠黎曼猜想的真假。對於數學另外一個非常有意思的事情就是變形,以映射的方式來完成變化,本身就是等價。統計學或者概率也算是幾何學內容就比較有意思的話題,因爲涉及到政治如何把離散的數據變成了大衆可以接受的模式,是一直在爭吵的狀態,特別是川總和拜總之爭是不是存在陰謀,大衆作爲參與者與喫瓜羣衆,是我們一直在關注的狀態,這裏面已經不能完全按照數學分析來進行了。

★★★★★

作者新鮮出爐的這本書也沒讓人失望,大多數人從中學畢業後就再也沒碰過幾何,作者並不給大家重複溫習那些知識,或者老生常談地講幾何學的應用,比如什麼建築啦,作者科普了幾何學的新進展,最後幾章寫美國的選舉制度,看着很複雜,美國人每四年要受一次有關科學和民主的教育。就象這三年的疫情,給我們國人普及了病毒、疫苗和供應鏈的知識。作者的另一本書《魔鬼數學》也很值得讀。

★★★☆☆

掛着個幾何學的名頭,但裏面有很多內容都和幾何沒多大關係,又不是有圖和有線段就和幾何有關,作者對幾何學的定義還是太泛化了。(尤其是第10章)

★★★★★

人生之敗,非傲即墮,二者必居其一,然,勤則百弊皆除。 勤分六種: 身勤:路雖遠,行則必至,事雖難,做則必成。 眼勤:遇一人,必詳細觀察,看一文,必反覆審閱。 手勤:易丟之物,隨手拾之,易忘之事,隨筆記之。 口勤:他人之長,多誇多贊,自己之短,多學多問。 心勤:精誠所至,金石爲開,苦思所至,諸事皆通。 腦勤:謀定而後動,知之而有得,萬事皆有法,道正事則通。

★★★☆☆

從《微積分的力量》看過來,完全是不同的類型。和我的預期相差較遠。 組織方式並不出彩。最後部分倒是對美國的選舉制度有了點深入的瞭解。 但這些就是“幾何的力量”?

★★★☆☆

沒看完,棄了。主題有點無聊,行文也囉裏八嗦。 吸管有幾個洞,這個問題在於每個人對洞的定義不一樣。 主要是作者講述幾何學的方式無法吸引我的興趣。

★★★★★

!!!屏蔽負能量就是不接近負能量的人事物!刪除所有的負能量記憶!!!清空重啓 接納多元思維!!!不再固執己見 妄下定論!!!

★★★☆☆

預期看的是幾何的歷史演進 話題卻有些雜亂 不過有不少新視角 和微積分的力量差別很大

書籍信息

作者喬丹·艾倫伯格
出版社中信出版集團
出版時間2023-03-01
ISBN9787521752847
分類科學技術-科學科普
格式EPUB
完結狀態連載中
章節數94