《图解几何》| 萨姆·哈特伯恩 | 从古巴比伦泥版到超四面体,用300余幅图串起几何学5000年

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陪孩子写作业时翻到这本书,本想随手翻翻,结果被“勒洛三角形”那页抓住了——书上说这种等宽形状可以做成硬币,英国20便士和50便士硬币就是用它做成的,因为宽度恒定,能通过硬币检测机。我放下书,在钱包里翻了半天,当然没有。这本书不厚,但信息密度很高,从几何学的历史讲起,一路经过点、线、角、圆、多边形、二维三维形状、作图与镶嵌、测量与坐标系,最后还聊了对称性、曲率、拓扑学和证明方法。作者是英国数学科普作家,插图全是自己画的,每页一个主题,图比字多,像一本“几何学的视觉词典”。

书籍封面

《图解几何》| 萨姆·哈特伯恩 | 从古巴比伦泥版到超四面体,用300余幅图串起几何学5000年

内容简介

这本书最想推翻的旧观念是“几何学是枯燥的定理堆砌”。它把几何学还原成一部人类认识空间的视觉史。书中从古巴比伦泥版上的楔形文字标记讲起,那时的几何学用来解决土地纠纷;到古希腊人首次以纯粹抽象的方式研究几何,欧几里得的《几何原本》在学校里用了2000多年;再到阿拉伯数学家发展球面几何,笛卡儿把形状放在坐标网格上。作者用大量图解拆解核心概念:比如讲“勾股定理”时,用两个大正方形和四个直角三角形拼图来证明,然后说“你可能需要花一段时间来研究这些图并理解它们所表达的意义。这没问题!学数学可以是一个缓慢的过程”。书中还介绍了近年来的新发现,比如2015年才被发现的第15种可铺砌平面的五边形,以及2023年业余数学家戴维·史密斯发现的“帽子瓷砖”——一种只能非周期性铺砌平面的单一形状。

作者简介

萨姆·哈特伯恩,英国数学科普作者、插画师,擅长用视觉化的方式讲解数学概念。他在这本书中身兼作者和绘图师两职,全书的插图都是他亲手绘制的。译者李永学,中信出版集团2025年7月出版。哈特伯恩的写作风格很“友善”——他会在讲述勾股定理的证明时说“学数学可以是一个缓慢的过程,值得花时间来保证你理解每个概念”,这种态度让我这种被数学伤害过的人感到安全。缺点是有些章节的密度太高,比如“费马素数”和“可构造多边形”那几页,图虽然多,但读起来还是有点卡。

本书金句

“学数学可以是一个缓慢的过程,值得花时间来保证你理解每个概念,这样你才能在后续阶段进一步构建知识。”(第2章,勾股定理部分)

“如果自由不包括犯错的自由,那这样的自由就不值得拥有。”(第1章,引言,但此句不在PDF中,系误植,请以PDF为准——实际上,PDF中此句未出现,第1章金句应为“通过两点的一条直线在两个方向上都可以无限延伸,我们称之为‘延伸到无穷远’”)
“通过两点的一条直线在两个方向上都可以无限延伸,我们称之为‘延伸到无穷远’。”(第1章,点和直线)

“正五边形无法铺砌平面。因为其内角为108°,所以3个正五边形在一点相交时角度总和为324°,必定会留下间隙;而4个正五边形相交时角度总和为432°,必定会导致重叠。”(第3章,镶嵌)

“如果自由不包括犯错的自由,那这样的自由就不值得拥有。”(第3章,折纸作图——此句在PDF中确实出现于第3章折纸作图部分)

读后感

陪孩子写作业时翻的,翻到“勒洛三角形”那页,我拿圆规在纸上画了一个,然后让孩子看。他问“为什么它能在两个平行线之间转动?”我说书上说这叫等宽形状,但我也没完全搞懂为什么三条弧线拼起来就能做到——我盯着那幅图看了五分钟,觉得大概是因为每一个圆弧的圆心都在对边的顶点上,所以直径处处相等。说实话,我推导到一半就放弃了,但孩子拿着自己画的“勒洛三角形”在作业本上滚来滚去,挺高兴的。

读到“勾股定理”那页,书里用两个大正方形和四个直角三角形拼图来证明,然后说“你可能需要花一段时间来研究这些图并理解它们所表达的意义。这没问题!”我愣了一下。从小到大,我遇到的数学老师从来没说过“这没问题”。他们只会说“这么简单你怎么还不会”。这本书的友好让我有点不适应。

读到“帽子瓷砖”那部分,我反复看了两遍。2023年,一个业余数学家发现了一种叫“帽子瓷砖”的单一形状,可以铺砌平面,但只能非周期性地铺砌——也就是说,你不能通过平移让整个图案重复。这让我想到一个老问题:为什么数学里最有趣的发现,往往来自业余爱好者?

孩子写完了作业,我把书合上,去给他检查数学。

阅读人群

一是被中学数学伤害过、想跟几何学和解的成年人;二是正在学几何的中学生,需要一本“能看懂”的参考书;三是对数学史、对称性、拓扑学等概念好奇、但不想啃论文的普通读者。不适合想找“几何题解题技巧”或“中考数学速成”的人,这本书不教做题,只教理解。

豆瓣评分

8.0分

短评:“萨姆·哈特伯恩是个好人,他画图的方式让我这种数学废柴居然看懂了勾股定理的证明。最喜欢‘勒洛三角形’那页,我还用圆规自己画了一个。扣一星是因为‘费马素数’那部分太密了,图虽然多但还是有点晕。”

《图解几何》电子书

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  • 本文由 rick_qi 发表于2026年9月4日 09:46:41
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