如果你是一個有"數學焦慮癥"的人,你可能不會相信有24小時你會愛上數學。
原因在于,我們在學校所學的數學知識看上去不過是一堆沉悶的規則、定律和公理,都是前人傳下來的,而且是不容置疑的。在本書中,世界知名數學家喬丹 艾倫伯格告訴我們這樣的認識是錯誤的。數學與我們所做的每一件事都息息相關,可以幫助我們洞見在混沌和嘈雜的表象之下日常生活的隱性結構和秩序。數學是一門告訴我們"如何做才不會犯錯"的科學,是經年累月的努力、爭論所錘煉出來的。
你應該提前多長時間到達機場?民意調查的結果真的能代表人們的意愿嗎?為什么父母都是高個子,孩子的身高卻比較矮?用什么策略買才能中大獎?本書運用數學方法分析和解決了很多的日常生活問題,幫助數學門外漢習得用數學思維思考問題的技能。
作者用數學這條主線穿起了時空,從每時每刻到宇宙空間,中間還穿插了很多人和事物,比如棒球、里根經濟學、伏爾泰、意大利文藝復興時期的繪畫、人造語言等。
本書帶領我們踏上了一段精彩絕倫的數學思維之旅,旅行過后,相信你可以成為一個更棒的思考者。作者從歷史及近的理論發展中汲取精華,向我們展示了數學知識的魅力和力量。數學可以讓我們更好地思考:它可以磨練我們的直覺,讓我們的判斷更敏銳,它還可以馴服不確定性,讓我們更深入地了解世界的結構和邏輯。
擁有了數學工具,我們就可以把那些我們想當然的事情看得更透徹,從而做出更正確的決策。
一個數學界的重磅明星為你揭示混沌的世界表象之下隱藏的數學思維之美,教你運用數學思維的力量,做出更的工作與生活決策。《魔鬼數學》運用數學方法分析和解決了很多的日常生活問題,幫助數學門外漢習得用數學思維思考問題的技能。
《紐約時報》和亞馬遜暢銷書,幫你發掘出你的"數學超能力",讓你瘋狂地愛上"魔鬼數學"!艾倫伯格運用數學原則解決現實生活問題的能力,會讓所有數學老師嫉妒不已。他將這些內容娓娓道來,就像在一家精致的餐廳里授課,任何一個門外漢讀起來都不會有障礙。
讓本書充滿智慧和樂趣的原因之一在于,作者談論了各種各樣的話題,從多頭絨泡菌到犯罪學再到《貝多芬第九交響曲》,讓你在閱讀的過程中,可以體驗醫生、經濟學家、股票經紀人、數學家、藝術家、偵探、數據科學家、玩家等各種角色,與伯努利、歐幾里得、阿基米德、牛頓、伏爾泰、貝葉斯、帕斯卡、布封、香農等歷目前的大人物一起感受數學思維的力量。
有了數學,便有了智慧,然后是街頭智慧。《魔鬼經濟學》和《信號與噪聲》的粉絲都會愛上艾倫伯格的出人意料的故事、精彩的寫作和很好的數學思維課。
本書可讀性強,且充滿幽默感,可以避免你掉入錯誤的陷阱,并認識到數學推理與我們的生活息息相關。就像艾倫伯格寫的那樣,數學知識"就像一雙X光透視眼,可以洞見在混沌和嘈雜的表象之下世界的隱性結構"。
作者摒棄了復雜的專業術語,用現實世界中的逸事、基礎的方程式和簡單的圖表,向我們展示即使簡單的數學知識也可以是一種有力的工具。
喬丹 艾倫伯格(Jordan Ellenberg),美國威斯康星大學數學系的杰出成就教授。他在世界范圍內做關于他的數論研究的演講,并于2013年在世界大程度的數學會議——數學聯合會議上發表主題演講。他的文章主要發表在《連線》《紐約時報》《華盛頓郵報》《華爾街日報》《波士頓環球報》等媒體上,他還為《石板》雜志寫作"Do the Math"專欄文章,十分受歡迎。
引言數學知識什么時候能派上用場呢?XI
及時部分線性
第1章要不要學習瑞典模式?003
"巫術"經濟學與拉弗曲線002
第2章不是所有的線都是直線009
窮竭法與圓的面積009
微積分與牛頓016
永遠無法到達的冰激凌商店018
第3章到2048年,人人都是胖子?027
學生應該從數學課上學些什么?032
關于肥胖問題的荒謬研究035
第4章觸目驚心的數字游戲039
拋硬幣與法國警察的帽子044
評判暴行的數學方法050
第5章比盤子還大的餅狀圖053
第二部分推理
第6章圣經密碼與股市預測063
選股必漲的巴爾的摩股票經紀人069
那些古老預言的真相073
第7章大西洋鮭魚不會讀心術077
代數為什么那么難學?079
推翻零假設084
并不顯著的顯著性090
籃球比賽中真的存在"手熱效應"嗎?094
第8章美麗又神秘的隨機性103
關于素數的猜想108
素數是不是隨機數?111
第9章腸卜術與科學研究115
贏家詛咒與文件柜問題118
顯著性檢驗是調查員,不是審判員126
第10章大數據與精準預測133
臉譜網能預測出誰會成為恐怖分子嗎?136
心靈感應研究與貝葉斯推理140
戴帽子的貓與學校里最不講衛生的人152
第三部分期望值
第11章中彩票大獎與期望值理論161
期望值并不是我們所期望的價值164
如何為終身年金保險定價?165
這不是顯而易見的事嗎?166
別玩強力球166
麻省理工學院學生買彩票的故事171
布封的硬幣、縫衣針與面條問題177
海洋與炸藥185
數學家與精神病人185
想辦法促使累積獎金向下分配186
誰是的贏家?189
第12章效用理論、風險與不確定性195
帕斯卡的賭注與無窮多的快樂198
圣彼得堡悖論與期望效用理論203
第13章祝你下一張彩票中大獎!213
平行線也可以相交220
射影幾何學與彩票中獎225
信號與噪聲227
非理性行為為什么會存在?243
第四部分回歸
第14章我們為什么無法拒絕平庸?249
"有望如何如何"與"本壘打大賽的詛咒"256
霍林特與西克里斯特的論戰259
糠麩對腸道消化真的有幫助嗎?260
第15章父母高,孩子不一定也高263
數學的復雜與簡單273
誰偷走了世界名畫《蒙娜麗莎》?275
相關性、《歡樂頌》與數字壓縮技術277
寒冷的城市與炎熱的城市279
相關性與十維空間的探險之旅283
不存在相關性不代表沒有任何關系292
第16章因為患了肺癌你才吸煙的嗎?295
錯誤未必總是錯的301
相貌英俊的男性為什么不友善呢?304
第五部分存在
第17章所謂民意,純屬子虛烏有311
提高稅收還是削減政府開支?312
死刑是否應該被廢除?316
單身漢如何成為女性心儀的約會對象?325
澳大利亞選舉制度與美國選舉制度,孰優孰劣?331
"瘋狂的綿羊"與悖論的較量334
第18章一個憑空創造出來的新奇世界341
形式主義被自相矛盾的陰影籠罩350
偉大的數學家并不都是天才357
政治的邏輯360
人類的未來362
結語如何做出正確的決策?365
致謝381
非理性行為為什么會存在?
到目前為止,我們已經不厭其煩地證明了一個結論:從獎金期望值的角度看,買幾乎在所有情況下都是錯誤的選擇;即使在某些罕見的個案中,的獎金期望值高于其售價,我們也必須小心,才能從中盡可能多的獲得期望效用。
這個結論讓擁有數學思維的經濟學家,很難解釋銷售火爆的事實。200多年前,這個事實也讓亞當 斯密困惑不已。埃爾斯伯格研究的是人們針對未知概率或者無法預測的概率做決策的情況,而購買并不包含在內,因為所有人都已經被告知的中獎概率小。人們在做決策時往往會追求效用大程度化,這個原則是經濟學家開展研究的基礎,在為包括經營決策與愛情決策在內的所有行為建模時,給他們提供了有效的幫助。但是,這些行為并不包括彈力球游戲。就像畢達哥拉斯的門徒無法接受三角形的斜邊長度是無理數一樣,某些經濟學家也無法接受彈力球游戲這種非理性的行為。彈力球游戲不適合他們的所有模型,但卻是一種真實存在的事物。
經濟學家比畢達哥拉斯的門徒更懂得變通。在有人告訴他們壞消息時,他們不會勃然大怒,把送信人扔進大海淹死,而是對模型做出修正,以適應這種現實。我們的老朋友米爾頓 弗里德曼與倫納德 薩維奇給出的一個解釋得到了普遍認可。他們認為,玩家遵循的是一種不規則的效用曲線,該曲線表明人們在買時考慮的是階級地位,而不是數量多少。如果你是中產階級,每周在上投入5美元并且沒有中獎,那么這個決策會讓你損失一點兒錢,但是不會改變你的階級地位。而且,盡管你損失了一點兒錢,但是這個效用與零接近。不過,一旦中獎,就會讓你步入一個新的社會階層。我們可以使用"臨終"模型來考慮這個問題:你都快要死了,如果因為買而導致你臨死時的錢變少了,你還會在乎嗎?你可能一點兒都不在乎。如果中了彈力球游戲的大獎之后,你可以在35歲退休,盡情享受生活,比如去圣盧卡斯海角潛水,那么你會為之心動嗎?是的,你肯定向往它。
丹尼爾 卡尼曼(DanielKahnemann)與阿莫斯 特沃斯基在偏離經典理論的方向上走得更遠。他們認為,一般來說,人們不僅僅是在丹尼爾 埃爾斯伯格把一只甕放到他們面前時才會背棄效用曲線,而是在大多數情況下都會這樣做。他們提出的"前景理論"(prospecttheory)現在被視為行為經濟學的基礎理論,后來卡尼曼還因此獲得了諾貝爾經濟學獎。該理論的目的是,以盡可能逼真的模型展現人們實際的行為方式,而不是運用抽象的理性去推測他們應該采取的行為方式。卡尼曼–特沃斯基理論認為,人們對小概率事件的重視程度,往往超過馮 諾依曼公理認為我們應當賦予它們的重視程度;因此,大獎的誘惑力會大于我們根據期望效用理論計算得出的結果。
但是,我們甚至根本不需要費力地開展理論研究,就可以給出一個簡單的解釋:無論輸贏,買都可以給我們帶來一些樂趣。與加勒比度假之旅或者參加通宵舞會的樂趣不同,這種樂趣也許只值一兩美元吧。我們有理由不相信它(例如,玩家自己往往認為中獎的前景是他們買的首要原因),但是它的確可以很好地解釋人們買的行為。
經濟學家不是物理學家,效用與能量也不同。效用無法儲存,相互作用的結果有可能使雙方都獲得更多的效用,這是樂觀的自由市場論者的觀。不是遞減稅,而是一個游戲。人們向政府支付一小筆錢,參與政府廉價提供的幾分鐘娛樂活動,政府也因此獲得維持公立圖書館、街道照明所需要的資金。有貿易往來的兩個國家在交易之后都會成為贏家,也是一樣的道理。
因此,如果你覺得彈力球游戲好玩,就盡管去玩吧,無須考慮數學問題!
一本精彩絕倫的書,艾倫伯格運用數學原則解決現實生活問題的能力,會讓所有數學老師嫉妒不已。他將這些內容娓娓道來,就像在一家精致的餐廳里授課,任何一個門外漢讀起來都不會有障礙。讓本書充滿智慧和樂趣的原因之一在于,作者談論了各種各樣的話題,從多頭絨泡菌到《貝多芬第九交響曲》,其終效果是一幅巨大的用數學知識拼合在一起的美麗圖畫。
——《華盛頓郵報》
本書可讀性強,且充滿幽默感,可以避免你掉入錯誤的陷阱,并認識到數學推理與我們的生活息息相關。正如艾倫伯格所說,數學知識"就像一雙X光透視眼,可以幫助我們洞見在混沌和嘈雜的表象之下日常生活的隱性結構和秩序"。
——《華爾街日報》
詼諧,充滿吸引力,而且讀起來很有趣,本書可以幫你發掘出你的數學超能力。
——《科學美國人》
從劉易斯 卡羅爾到史蒂夫 斯托加茨,數學家們充分展示了數學的力量。現在,喬丹 艾倫伯格也加入了他們的隊伍,在書中引領我們踏上了一段愉快的探索數學之美的旅程。
——《自然》
如果你在即將到來的8月份有一個假期,你又正在尋找一本能在假期里閱讀并且對你有所啟發的書籍,艾倫伯格的這本書對是你很難拒絕的選擇。
——《彭博視點》
作者摒棄了復雜的專業術語,用現實世界中的逸事、基礎的方程式和簡單的圖表,向我們展示即使簡單的數學知識也可以是一種有力的工具。
——《科克斯書評》