重磅推荐
【编辑推荐】
















1.内容权威。美国卫斯理女子学院数学副教授奥斯卡·E.费尔南德斯撰写,其大学项目“新兴学者计划”获得美国数学协会资助。

2.关照生活。从人们*关心的话题入手,探讨健康、财富、爱情背后的数学。数学不再晦涩难懂,它渗透在咖啡厅、约会池中,与大众生活息息相关。

3.鬼才脑洞。用合作博弈论来巩固爱情?计算外星生物的方式也能计算幸福?书中涉及部分高深课题,作者将以风趣、惊喜的方式引领读者探索。

4.浅显实用。本书涉及的数学多为高中知识,将代数、几何、概率等用于解决生活的方方面面。如果想深入探究,书后的数学主题列表还会提供进阶学习的帮助。

5.培养兴趣。本书旨在引领读者重拾对数学的兴趣与好奇心,学会用数学改善生活方方面面,幸福将离你越来越近。


【内容简介】

"数字无处不在。人们用数字来描述商品价格、每天摄入的卡路里数,甚至和多少人约会、每段恋爱持续多长时间等。而你可能没有意识到的是,这些都是数据输入输出的结果。那么问题出现了:我们能够使用数学来改善生活的幸福度吗?

本书作者针对人们长期关心的健康、财富、爱情三方面问题,运用代数、几何、概率等数学家熟练掌握的强大工具,来改善生活的方方面面:不精确计算也能吃得健康又满足;用更少的钱可以还清债款;合理的投资配置助力早日实现财务自由;双方都满意的联合决定,能让恋人成为永不出轨的神仙眷侣等。书中涉及的部分高深课题,也将以风趣、惊喜的方式呈现:试试用合作博弈论来巩固爱情? 或者用计算外星生物的方式来计算幸福?

读者能从渗透在饮食、税收和幸福感的数学中,体会到它的普适易懂与其中蕴含的强大智慧。如果本书唤起你对数学的强烈兴趣,书后的数学主题列表还为你提供了进阶学习的帮助。

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【作者简介】

"奥斯卡·E. 费尔南德斯 著

美国卫斯理女子学院数学副教授,主要研究方向为几何力学,常年为《赫芬顿邮报》(The Huffington Post)撰写数学领域文章。在卫斯理女子学院与其他教授共同创立“卫斯理新兴学者计划”,带领学生常年挑战微积分问题,该项目获得美国数学协会资助。著有《日常微积分:发现隐藏在我们周围的数学》(Everyday Calculus: Discovering the Hidden Math All Around Us)。

孙佳雯 译

英法双语译者、自由撰稿人,擅长翻译科普类、社科类作品。拥有理学学士、社会学硕士学位。法国巴黎社会科学高等研究院博士候选人,旅居法国多年。

愿以翻译为桥梁,沟通古今上下东西文化,跨越知识与日常之鸿沟,让科学变得亲切,让眼界更加宽广,让心灵获得自由。

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【媒体评论】

"本书调查了数学可以用来改善决策和总体幸福感的各种方法。费尔南德斯相信,即使是一点点代数知识也能浓缩很多智慧。——《时代周刊》

本书阐明了数学如何对日常生活产生强大的洞察。对强烈希望生活有重大改变的人,或者对数学感兴趣的人,会从这本教你如何更好地减肥、如何建立合理的投资组合,甚至如何找到真爱的书中收获颇多。——《新科学家》

费尔南德斯通过思考人们一直想要了解更多的话题(食物、金钱和他人),并在这些话题中巧妙地编入扎实的数学概念,来激发读者学习数学的热情……他的策略旨在培养对数学的热爱,而不是恐惧。这是一种优雅的方法。——《数学评论》

本书用通俗、浅近的数学剖析了日常中容易被忽略的重要问题。一旦你意识到这一切都归结为数学,明天早上醒来时你会更快乐,更富有,更健康。——《工程与技术》

我非常喜欢这本书。它描述出的数学美丽且容易理解,更重要的是,它是真正有意义并且与生活相关的。——詹姆斯·坦顿 著有《无言:困惑与快乐的数学难题》

与其被看作生活用书,不如将本书看作一本会激发你思考自身健康、财富、爱情生活的数学书,也许只因看了它一眼,你的生活便会有所改变。——安妮·霍沃思《数学公报》

作为指导读者如何提高财务素养的书,本书语言平易近人且极为风趣幽默,这也是我见到的*本针对大众读者的金融数学书。成功写作这一主题的经历十分宝贵,相信会成为作者的终身资源。——约翰·A. 亚当 著有《数学自然漫步》

本书以风趣魅力的写作语言、从日常获取灵感的主题选择,以及相关数学概念与方法的延伸,为读者清晰展示了数学如何提高一个人的生活质量。从健康饮食到每月预算管理,你将以从未想过的角度来看待日常生活。——马克斯·阿列克谢耶夫,乔治·华盛顿大学

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【目录】

"前言

涉及数学主题索引

*部分:若干方程式打造更健康的自己

*章 我们每天应该摄入多少卡路里

饮食中隐藏的线性函数

新陈代谢的数学

燃烧多余卡路里!解读二次多项式!

消化食物所需要的卡路里

第1章摘要

第二章 吃对的食物,活得更长寿(且更健康)

一场关于营养素的“抢椅子”游戏

身体脂肪与甘油三酯:动态二重奏

为什么蛋白质效果出众

降低碳水化合物摄入的好处

膳食脂肪:是友还是敌

纤维素:被埋没的英雄

如何吃得痛快又健康:能量密度

把握腰围身高比,活得长寿又活力四射

第2章摘要

第二部分:来自数学家的理财指南

第三章 解读你的每月预算

国王归来(线性函数)

买买买,以及以后!

关于金钱,一个19美分的芝士汉堡能教会你的

驯服通货膨胀的猛兽

如何快速解决债务问题

你需要多少年才能达到经济独立

第3章摘要

第四章 如何以华尔街之矛、攻华尔街之盾

如何确保每年15%的收益

*安全的投资

量化投资风险与回报

股票、债券与“全天候式”投资组合

第4章摘要

第三部分 寻找真爱?一个可能的方程式

第五章 寻找“真命之人”

“寻找外星人”如何教会你找到灵魂伴侣

为什么说雇用秘书就像一场约会

稳定匹配问题

第5章摘要

第六章 与“真命之人”开心幸福地生活

好比动态系统的恋爱关系

需要做出联合决定?有个方程式能帮忙

心理学家如何使用数学来预测离婚

第6章摘要

结语

致谢

附录A:背景内容

参考文献

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【前言】

"前 言

数字——它们无处不在。人们用数字来描述商品的价格,描述我们每天摄入的卡路里数,甚至是恋爱生活。(和多少人约会过?每段恋爱持续多长时间?)而你可能没有意识到的是,很多我们所关注的数据 ——比如上述问题的答案——都是各种数据输入(input)的输出(output)结果。例如,我们每天消耗的卡路里——输出结果,就取决于我们所食用的每样食物的卡路里——输入数据。一旦我们这样想,那么一个有趣的问题就出现了:我们能够使用数学来改善我们的生活吗?

本书将致力于回答我们一直不断思考的、关于生活的三个方面的问题:健康、财富与爱情。幸运的是,关于这三者的很多输入-输出关系都可以通过函数来表示,即已经被数学家们熟练掌握的特殊类型的方程。在本书的各个章节中,我将引导读者们了解隐藏在健康、财富和爱情背后的数学公式。我们会看到,通过对日常生活经验的仔细观察,这些公式将会自然而然地出现在我们面前,而我们将会学习如何从中提取有价值、有影响力的见解。下面就是一系列结论的“取样”,我想读者们应该能看出我的意思。

l *章:一项有研究支持的方程式,该方程式能决定在一定的前提指标下—包括年龄、体重,你每天应该摄入多少卡路里。

l 第二章:一种有研究支持的饮食方式,能够降低你体内坏胆固醇的含量,提升体内好胆固醇的含量,降低患心脏病和糖尿病的风险,并且还能减肥。

l 第二章:一项有研究支持的方程式,该方程式能够估算出你将失去未来多少年的生命(然后告诉你怎么把这些时间找回来)。

l 第三章:一些有数学理论支撑的策略,能够帮助你增加每个月的实得工资。

l 第三章:一项能够估算出你何时能够退休的方程式。

l 第四章:一项自 1926 年以来,在经济衰退期间的年平均收益为 8%,在经济扩张期间的年平均收益为 10%的投资组合。

l 第五章:从一群男女中建构成就夫妻的算法,并且保证在这群人中没有人会出轨其他群内成员。

l 第六章:一种有数学理论支撑的,在恋爱关系中做出联合决定的方式,恋爱双方都会认为这种方法公平并且透明。

为了让本书更“接地气”一些,我精心安排了以下一些特色:

l 具体的计算过程被安排在附录之中。数学需要计算。但是我并不希望强迫读者们阅读这些计算过程,所以我将它们分别放入了每章对应的附录中。(计算过程用星号标出,比如 *1。)当然也有一些例外,这是因为在这些计算的细节包含有价值的见解。本书的主体部分描述了数学的应用和主要概念,每章的附录详细介绍了实际的计算过程。顺带一提,就算你不看所有的附录,其实也不影响整体的阅读!

l 从书中内容出发,可以获得在线定制的方程式。在一些方程式旁边有一个计算机图标(正如下图所示),这表明我已经创建了基于该方程式的在线可定制计算器。通过访问我的网站就可以试用这些交互式计算器:

http://press.princeton.edu/titles/10952.html

l 多种呈现信息的方式。本书中充斥着大量的信息。为了帮助读者能够更好地理解和接收这些信息,我用各种各样的方式来呈现结论,包括图形、表格、方程式,以及总结列表。但凡是我认为的特别重要的信息,我都会用粗体字标识出来。*后,一些以粗体字显示的词或者短语会在它们出现的段落中被定义。

l 章节摘要和小贴士。在每章的末尾,我都总结了本章中数学和非数学的结论。我还列举了一些与讨论内容相关的实用小贴士。

l 非常简短的、关于数学与符号背景知识的 “快速回顾”。附录 A 包含了你将在本书中遇到的一些(数学的)背景概念的快速回顾,以及一些常用数学符号的术语表。

l 注重简洁。我希望读者们能够从*页读到*后一页。这就是为什么我要尽我所能地把本书写得简明扼要。

l 文献注释。我在书中所引用的许多参考文献都能够免费阅读(我将其在参考文献书目中标注了出来)。对于一些参考文献,我对其研究的局限性做了简要的评论。

l 涉及的数学主题列表。在这篇序言的后面,你会发现一个数学主题的列表,本书中涉及的所有数学主题都会按照章节(包括附录)标注而出。正如你们将会看到的,按照我的写作设计,我们在书中使用到的数学将会变得越来越复杂,越来越高级。之所以这样做,是因为我希望读者们能够循序渐进地适应数学。你还会发现,在本书中,我主要使用的都是高中水平的数学知识(即预科微积分)。*的例外出现在第六章,我使用了基本的微积分概念来描述爱情动态(在这一章的附录中,我简要地介绍了这些概念背后的数学知识)。这意味着,在某种程度上说,只要你具备高中及其以上学历,你就几乎学过本书中提到的全部数学知识。

尽管我已经尽我所能,但是有的时候这些内容(数学)看上去还是会变得很有挑战性。我请读者们不要放弃。如果你遇到难懂的地方,我建议重新阅读几次该段落,每次阅读之前都认真思考一下我写的内容。我也建议你随时与我联系。“什么?联系作者?”是的。这是我的电子邮箱:math@surroundedbymath.com(当然如果调戏作者的人数太多,那我可能无法在*时间回复你)。

我*后想要告诉读者们的是:如果你受到本书启发,想要对自己的生活进行重大改变,请首先咨询一下你身边的相关专家们(比如你的医生)。这些人知道你具体情况的细节(比如你的病史),并且可以帮助你评估在本书中的发现可能会如何影响你的生活。

读者们,你们即将踏上一段数学的旅程,这段旅程可能是你们从来不曾预想过的。正如你们很快就会发现的那样,数学隐藏在日常生活的大小事务之中。此外,用一些时间和精力来理解数学会带给你巨大的回报,包括得到可能会显著改善生活质量的重要见解。我希望本书能够激发读者们采用数学的方式来生活,并且能够让你们相信,数学是值得探究和玩味的。那么,让我们开始吧。

奥斯卡· E.费尔南德斯

韦尔斯利,马萨诸塞州

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【免费在线读】

"*章

我们每天应该摄入多少卡路里

几年前,我曾经很喜欢去一家连锁餐厅—我们不妨称之为“托斯卡纳之家”吧——而且总是点我*喜欢的一道菜:阿尔费雷多意大利面。奶油状的芝士酱包裹着温暖的意大利面,我这样一个自诩为碳水化合物爱好者的人无疑会非常喜欢这道菜,曾有一度,我每个月都要去“托斯卡纳之家”吃两顿,而且还在家里做这道菜。有一天,我在餐厅等餐桌的时候,无意间发现了餐厅提供的营养信息的小册子。我知道在这本册子里写的肯定不是什么让人愉悦的消息。我想装作什么也没看见,继续我的美食幻梦。但是我不能,我必须要知道。于是在这本册子的第三页,我找到了我想知道的信息 —阿尔费雷多意大利面含有1,100卡路里,41克饱和脂肪。

我很震惊。我所有的医生都曾经提醒过我,每日摄入饱和脂肪的含量应该低于 10 克。他们倒是没有告诉我为了达成这一目的,每天应该限制摄入多少卡路里,但是我非常确定,每餐 1,100 卡路里的热量确实有点儿多。于是我开始琢磨:不管怎么说,我应该摄入多少卡路里才合适呢?我应该避免吃哪些食物,以及应该多吃哪些食物?涉及这些问题的关于饮食、营养和运动的书,恐怕有成百上千。但是仔细阅读这些书的参考书目中提到的研究成果,你很快会注意到一件事情:数学是这一切的核心。从计算数据的*拟合(best fit)到确定误差棒(error bar),数学帮助健康研究人员从他们的数据中得出结论。如果你能理解数学,你就有更多理解研究结果(及其局限性)的机会。

这是本书这一部分的前提。我想向读者们解释,如何将营养和运动的研究转化为数学语言,以及为什么说这样做会获得以其他方式无法获得的宝贵洞见。特别地,正如我们将在下一章中所看到的,这种方法将帮助我们建立以研究为基础的饮食习惯,能够改善胆固醇含量、减轻体重甚至延长寿命(我可没有在开玩笑—详情可见第二章把握腰围身高比,活得长寿又活力四射)。

在正式开始之前,我们需要一些营养学(和数学)的基础背景知识。这正是本章的目标。这一章将帮助我们理解

每天应该摄入多少卡路里的热量,这对于我们所有人来说都是非常宝贵的信息。而在我看来,没有比以下场所更适合开始我们这段旅程了,毕竟这是数学家们*喜欢的地方——咖啡馆。

饮食中隐藏的线性函数

“加点儿奶精和糖?”我相信你之前听过侍者问这句话。我总是说好的(几乎是本能的)。但是今天我会放慢速度,因为加入奶精和糖的决定所包含的数学知识,将会为本章剩余部分的内容奠定基础。但首先,我们需要一些基本的营养学知识。

糖是一种碳水化合物。这些由氧原子、碳原子和氢原子(碳水化合物)构成的分子,每消化 1 克会产生 4 卡路里的热量——至少我们所知道的是这样。这种“阴谋”可以追溯到美国农业部的科学家威尔伯· 阿特沃特,很多人都认为他是现代营养学研究之父。在整个 19 世纪后期,阿特沃特针对人体的新陈代谢进行了大量实验,揭示了每种宏量营养素可产出的能量范围。1896年,阿特沃特和他的同事们对每种宏量营养素的能量产出进行了平均,将这些数字四舍五入为整数,并且创建了阿特沃特通用系数系统。结果现在在美国(和世界其他地区),所有的营养标签上都有卡路里计数—每克碳水化合物和蛋白质产生 4 卡路里的热量,而每克脂肪产生9卡路里的热量。

每克糖 4 卡路里并不算多,但是这意味着我多摄入的卡路里数将是我加入咖啡中的糖量的 4 倍。具体来说,如果我添加 x 克糖,那么我多摄入的能量则为 4x。用 y 表示增加的卡路里数,我们得到:

y=4x

瞧瞧—我们刚刚推导出我们的*个方程式!

现在让我们介绍一些术语。鉴于x和y都可以变化,它们都是变量。为了得到y的数值,我们需要知道x的数值,因此我们称y为因变量。(事实上,y值取决于x值。例如,如果x=4,那么y=16;而如果x=3,那么y=12。)同样地,我们称x为自变量,因为它的数值不依赖于方程式中的任何其他变量。

但是,只有当我们意识到 y = 4x 是一个线性函数的时候,它才会产生有用的见解。线性函数在本书中将会经常出现。我在附录 A 中解释了何为函数,但是既然我们将要讨论的每个方程式都定义了一个函数,那么读者们其实也不需要知道函数的具体定义(出于这个原因,函数和方程两者可以交换使用)。但是,y = 4x 是一个线性函数,这一事实对于我们的目的来说更加重要。这是一个线性方程*简单的定义。

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