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《科学美国人趣味数学集锦:没有尽头的任务》一书从马丁·加德纳为《科学美国人》杂志撰写的专栏文章中精选而成。这些文章均系趣味数学问题,内容涉及:平面宇宙的奇迹、保加利亚单人牌戏以及其他一些似乎没有尽头的任务、纽结的拓扑学、有向图与吃人者等。主要供青少年阅读。
内容简介
有3位传教士与3个食人者在河的右岸,打算利用一只小划子摆渡到左岸去。划子很小,一次至多只能搭载2个人。食人者毫无人性,不论在左岸还是右岸,只要人数占优(多出一人就行),传教士就会被他们杀死吃掉。所有人都能安然渡河吗?如果能,试问最少要渡几次?
《科学美国人趣味数学集锦:没有尽头的任务》一书为我们讲解的就是此类趣味数学知识,主要供青少年阅读。
目录
序言
第1章 平面宇宙的奇迹
第2章 保加利亚单人牌戏以及其他一些似乎没有尽头的任务
第3章 鸡蛋趣话,第一部分
第4章 鸡蛋趣话,第二部分
第5章 纽结的拓扑学
第6章 帝国的地图
第7章 有向图与吃人者
第8章 晚宴客人,女中学生与戴手铐的囚犯
第9章 大魔群与其他散在单群
第10章 出租车几何学
第11章 鸽巢的力量
进阶读物
精彩书摘
假如你手头有个篮子,装着100只鸡蛋,另外还有许许多多盛放鸡蛋的纸板箱。你的任务是要把所有的鸡蛋放进纸板箱里。每一步(每一次动作)或者是把一只鸡蛋放进纸板箱,或者是把一只鸡蛋从纸板箱里拿出来重新放回篮子里。规则是:接连两次把鸡蛋放进纸板箱之后,就必须从纸板箱里取出一只鸡蛋,重新放回到篮子里。尽管这种方法效率极低,荒谬透顶,但显然,最后所有的鸡蛋都能装进纸板箱里去。
现在假定篮子里可以盛放任意多个有限数的鸡蛋。如果一开始你要了许许多多鸡蛋,那么完成这个任务就将变得十分艰巨。不过,最初的鸡蛋数一旦确定下来,完成这个任务的所需步数也就有了一个有限数的确定上限。
如果规则允许你在任何时候都可以把任意数目的鸡蛋放回篮子里,情况就会发生根本的变化。这时,完成这一任务所需的步数就不再有一个上限,甚至开始时篮子里只有两个鸡蛋,也是如此。所以,把有限数的鸡蛋进行装箱的任务将会按照规则的不同,或必定可以完成,或没完没了。也可以由你选择,使这个任务在有限步数内完成,或无限地进行下去。
我们现在来考虑几个有趣的数学游戏,它们有以下特点。从直观上看,你似乎能够把完成任务之日永远地拖延下去,但实际上在有限多步之后任务必然完成,这个结局无法避免。
我们的第一个例子是从哲学家兼作家和逻辑学家斯穆扬(Raymond M.Smu11yan)的一篇文章里找来的。设想你有无穷多个打落袋用的台球,每个球上都标有一个正整数,而且对于每一个正整数,都有无穷多个台球以此数作其标号。你还有一只箱子,其中盛有有限多个标记着数字的台球。你的目标是要把箱子出空。每一步要求你从箱子里取出一只台球,同时换上任意有限多只标号比它小的台球。1号台球是唯一的例外,因为没有比1更小的号码,所以对每个1号台球来说,没有台球来替换它,只能是有出无人了。
不难用有限多步就把箱子出空。这只要把每个标号比1大的台球用一个1号台球来替换,直到箱子里剩下来的全是1号台球,然后再每次取出一个1号台球就行了。不过,规则允许你用任意有限数目标号较小的台球来替换一个标号大于1的台球。譬如说,你可以取出一个标号为1000的台球,而换上十亿个标号为999的台球,再加上一百亿个标号为998的台球,再加上一百亿亿个标号为997的台球,再加上……。这样一来,箱子里台球的总数在每一步都增加得超乎你的想象。试问,你是否能够永远拖延下去,使箱子不会出空呢?实际上,箱子终有出空之日,这个结局是无法避免的,尽管乍看起来这似乎令人难以置信。
请注意,比起鸡蛋游戏来,出空箱子所需的步数要庞大得多,不仅是开始时的台球数没有限制,而且每次取出一个标号大于1的台球之后,用来替换它的台球的数目也没有限制。借用康韦(John Horton Conway)的话来说,这个过程乃是“无界的无界”。在此游戏的每一个阶段,只要箱子里还有着一个标号大于1的台球,就不可能预见要把箱子里1号台球之外的台球全部取出究竟需要多少步。(如果所有台球的标号全都是1,出空箱子的步数当然就和1号台球的个数一样多。)不过,无论你替换台球的办法多么高明,在经历了有限多步之后,箱子终究是会出空的。当然,我们必须假设,尽管不一定要求你长生不老,然而也需要你活得足够长来完成这项任务。
斯穆扬将这个惊人结果发表在他的一篇论文《树图与台球游戏》中,此文刊载于《纽约科学院年报》(第321卷,86—90页,1979年)上,文中给出了好几个证明,其中有一个是用归纳法来简单论证的。斯穆扬的论述好得无以复加,我没有本事改进,还是照用他的原话为好:
如果箱子里的台球全是标号1,那么显然我们输定了。假设箱子里台球的标号最大是2,那么,一开始我们有着有限多个2号台球和有限多个1号台球。我们不可能一直老是把1号球扔出去,因而迟早我们总要把其中的一个2号球拿走。这样一来,箱子里的2号球就少了一个(不过,箱子里却可能包含比开始时要多得多的1号台球)。现在,我们还是不能老是在把1号球扔出去,因此迟早我们总还是要扔出另一个2号球。可以看出,经过有限多步之后,我们必然要扔出最后一只2号台球,这时我们又回到了箱子里只有1号台球的情形。我们已经知道,这种情形肯定是要失败的。这就证明了,当台球的最大标号为2时,过程必将中止。那么,最大标号为3时又如何呢?我们不能一直不断地把标号为2的球扔出去(我们刚刚证明了这一点),因此我们迟早总要扔出去一个3号球。所以,到头来我们必定要扔出去最后一个3号球。这就把问题归结到上面的、最大标号为2的情形,而这种情形我们已经解决了。
斯穆扬还用树图作为这个游戏的模型来证明它必定终止。所谓“树”就是指一组线段,每条线段联结两个点,而且每一个点都通过唯一的一串线段联结到某一点,该点称为树的根。台球游戏的第一步(用台球装箱)可通过模型来刻画:把每只球表示为一个点,点的号码等同于球的号码,再用一根线段通向树根。当一只球被许多只标号较低的球替换时,球上的原有标号将被抹去,而代之以号数较大的点,然后这些点都联结到那个被移去的球所代表的点。就这样,树图将会逐步地向上增长,而其“端点”(不是“根”、而且只是用一根线段与别的点相联结的点)就表示在该阶段箱子里的台球。
……
前言/序言
我的最大乐趣之一是为《科学美国人》杂志撰写专栏文章,这几乎成了我的专利,从1956年12月有关六边形折纸的一篇文章开始,直到1986年5月刊出的最小斯坦纳树,长达30年之久。
对我来说,撰写这一专栏是个了不起的学习过程。我毕业于芝加哥大学,主攻哲学,并没有读过数学专业,但我一贯热爱数学,当时没有把它作为专业,时常后悔不已。读者只要对这个专栏早期刊出的文章粗略地瞥上一眼,就不难看出,随着我的数学知识不断长进,后期的文章显得更加成熟得多。令我更难忘怀的是因此而认识了许多真正杰出的数学家,他们慷慨无私地提供了宝贵资料,成为我的终生至交。
本书是第15本,也是最后一本集子。同这系列的其他各本书一样,我已尽了最大努力去改正错误,扩展知识,在本书结尾处增添补充材料,追加插图,力求跟上时代步伐,并提供更详尽而充实的、经过郑重选择的参考文献。
马丁·加德纳
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对於金钱,你十分节俭,甚至显得有些吝啬而在这方面给你带来痛苦。对於摩羯座的人,你大可以信任他们会将钱花在刀口上,绝不浪费一分钱。只想将少量的金钱做稳健的应用,而不会在商业上做大量的投机炒作。
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送了一本给学生,可是担心他们看不懂~~~
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《最后的消遣:九头蛇、鸡蛋与其他数学之谜》被拆成了《没有尽头的任务/科学美国人趣味数学集锦》和《科学美国人趣味数学集锦:最后的消遣》。一本几年前的老书要换个封面拆成两本来。这些文章均系趣味数学问题,内容涉及:平面宇宙的奇迹、保加利亚单人牌戏以及其他一些似乎没有尽头的任务、纽结的拓扑学、有向图与吃人者等。
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好书
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《最后的消遣:九头蛇、鸡蛋与其他数学之谜》被拆成了《没有尽头的任务/科学美国人趣味数学集锦》和《科学美国人趣味数学集锦:最后的消遣》。一本几年前的老书要换个封面拆成两本来。这些文章均系趣味数学问题,内容涉及:平面宇宙的奇迹、保加利亚单人牌戏以及其他一些似乎没有尽头的任务、纽结的拓扑学、有向图与吃人者等。
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非常满意,物流超级快。
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寄来的书有残页,虽然不是很影响阅读,但你们的旺旺一直处于忙碌状态,所以一直无法沟通,所以说你们的服务环节还是有问题的,希望加强,谢谢!
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速度好快就收到货了“我只要在搜索框内输入书名、作者,就会有好多书摆在我面前供我挑选,价格方面还可以打折,这样便捷与优惠的购书方式我怎么可能不选择呢!”经常在网上购物的弟弟幸福的告诉我。据调查统计,当前网上书店做得较好的的网站有京东等。现在大街小巷很多人都会互相问候道:“今天你京东了吗?”,因为网络购书已经得到了众多书本爱好者的信任,也越来越流行。基于此,我打开网页,开始在京东狂挑书。好大一本书,是正版!各种不错!只是插图太多,有占篇符之嫌。故事很精彩,女儿很喜欢。书写的不错,能消除人的心瘾。目前已经戒烟第三天了,书拿到手挺有分量的,包装完好。还会继续来,一直就想买这本书,太谢谢京东了,发货神速,两天就到了,超给力的!5分!好了,我现在来说说这本书的观感吧,网络文学融入主流文学之难,在于文学批评家的缺席,在于衡量标准的混乱,很长一段时间,文学批评家对网络文学集体失语,直到最近一两年来,诸多活跃于文学批评领域的评论家,才开始着手建立网络文学的评价体系,很难得的是,他们迅速掌握了网络文学的魅力内核,并对网络文学给予了高度评价、寄予了很深的厚望。随着网络文学理论体系的建立,以及网络文学在创作水准上的不断提高,网络文学成为主流文学中的主流已是清晰可见的事情,下一届的“五个一工程奖”,我们期待看到更多网络文学作品的入选。现在,京东域名正式更换为JDCOM。其中的“JD”是京东汉语拼音(JING DON|G)首字母组合。从此,您不用再特意记忆京东的域名,也无需先搜索再点击,只要在浏览器输入JD.COM,即可方便快捷地访问京东,实现轻松购物。名为“Joy”的京东吉祥物我很喜欢,TA承载着京东对我们的承诺和努力。狗以对主人忠诚而著称,同时也拥有正直的品行,和快捷的奔跑速度。太喜爱京东了。|好了,现在给大家介绍两本好书:被美国学界誉为“思想巨匠”和“最具前瞻性的管理思想家”的史蒂芬·柯维博士,他的集大成之作《高效能人士的七个习惯》已成为中国企事业单位和政府机关必备的最经典、最著名的一部培训教材;在美国乃至全世界,史蒂芬·柯维的思想和成就,与拿破仑·希尔、戴尔·卡耐基比肩。《高效能人士的7个习惯(20周年纪念版)》在每一章最后增加了一个“付诸行动”版块,精选柯维培训课程中的实践训练习题,以帮助读者加深对“七个习惯”的理解和掌握,使“七个习惯”成为属于每个人自己的行动指南,价值堪比18000元的柯维现场培训课。史蒂芬·柯维被美国《时代周刊》评为“20世纪影响美国历史进程的25位人物”之一,他是前总统克林顿倚重的顾问,《财富》杂志100强中的90%和500强中的75%的企业是他的直接受教者,AT&T、通用电子、全禄、可口可乐等大公司的高级主管都是他的学生,李开复等中国顶尖的企业家和管理者也深受其思想的启发。每年,来自全球的个人、家庭、企业、教育界及政府领导者的受教生更是高达百万人之多。东东枪和地下天鹅绒是两位在博客、微博、专栏里都非常受读者喜爱的作家,两人思维跳跃,观点奇特新颖,对待感情,他们也细细琢磨,也插科打诨。同在滚滚红尘中摸爬滚打,两位勇士将他们对两性情感的所感所悟一一精彩呈现,得此《鸳鸯谱》,闪着智慧幽默的光。鸳鸯谱,靠谱。
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封面设计好玩