《研究之美》是計(jì)算機(jī)科學(xué)大師、“算法分析之父”高德納（Donald E. Knuth）在20世紀(jì)70年代旅居挪威時(shí)撰寫的小說式情景小品。書中以一對追求自由精神生活的青年男女為主人公，通過對一種全新純粹數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)和構(gòu)造的描述，展現(xiàn)了計(jì)算機(jī)科學(xué)從業(yè)者所需的邏輯推理和深入反思能力。該書被視為理解高德納其他艱深著作的入門之作。
作者簡介
高德納（Donald Ervin Knuth，1938年1月10日-），生于美國威斯康辛州密爾沃基市，是一位杰出的計(jì)算機(jī)科學(xué)家。他曾獲得ACM圖靈獎、美國國家科學(xué)獎、IEEE先鋒獎和京都獎等多項(xiàng)榮譽(yù)。他是斯坦福大學(xué)計(jì)算機(jī)系的榮譽(yù)退休教授，以其在計(jì)算機(jī)科學(xué)及數(shù)學(xué)領(lǐng)域的深遠(yuǎn)影響而聞名。高德納創(chuàng)立了算法分析領(lǐng)域，被認(rèn)為是“算法分析之父”，并對多個(gè)理論計(jì)算機(jī)科學(xué)分支做出了奠基性貢獻(xiàn)。他還開發(fā)了排版軟件和字體設(shè)計(jì)系統(tǒng)METAFONT。
譯者簡介
高博，1983年出生，畢業(yè)于上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系?，F(xiàn)任盛大集團(tuán)創(chuàng)新院高級研究員，負(fù)責(zé)新產(chǎn)品測試業(yè)務(wù)及移動互聯(lián)網(wǎng)方向的創(chuàng)新技術(shù)研究和團(tuán)隊(duì)建設(shè)。他已翻譯出版了多部書籍，包括《C++語言99個(gè)常見編程錯(cuò)誤》《微軟的軟件測試之道》和《設(shè)計(jì)原本》等，并累積發(fā)表了百萬字的文字作品。高博還將《論語》翻譯成了英文。
名家推薦
倪光南院士
高德納不僅是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)的先驅(qū)，也是所有軟件工程師的偶像。在他的筆下，程序設(shè)計(jì)變成了一門藝術(shù)，抽象數(shù)學(xué)變成了趣味故事。本書以小說形式闡釋了數(shù)論的奧秘，讓讀者仿佛親身體驗(yàn)了一次創(chuàng)新思維的訓(xùn)練，這是課堂教育中常常缺乏的部分。
丁玖教授
D.E.Knuth是美國最具聲望的計(jì)算機(jī)科學(xué)家，同時(shí)也是一位一流數(shù)學(xué)家。這本妙趣橫生的書以小說形式完美詮釋了另一位世界級數(shù)學(xué)家Conway的超實(shí)數(shù)理論，展現(xiàn)得淋漓盡致。一對情侶在遠(yuǎn)足探險(xiǎn)中憑借好奇心解開了古人留下的數(shù)字謎題，在邏輯推理中獲勝的同時(shí)，也收獲了愛情。好奇心是一切探索的源泉，讓我們一起進(jìn)入神秘的數(shù)系世界。
推薦序
張亞勤
近年來，科學(xué)技術(shù)和全球市場的變化日益明顯地表明，持續(xù)創(chuàng)新已成為企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵基石，甚至是生存的前提。這對微軟及其他尋求競爭優(yōu)勢的企業(yè)而言，意味著需要具有長期創(chuàng)新的耐力。創(chuàng)新的基礎(chǔ)是研究，主體是人才。研究機(jī)構(gòu)的建設(shè)和創(chuàng)新人才培養(yǎng)是我們一直的關(guān)注和思考。如果沒有研究人員多年來對未知世界的孤獨(dú)探索，許多能夠顯著提高生產(chǎn)力的科技就不會出現(xiàn)。高德納先生是公認(rèn)的世界級算法大師，他在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)科學(xué)方面的工作對未來信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。他的《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)》系列叢書被世界各地的數(shù)學(xué)家和工程師視為經(jīng)典。很高興看到他38年前創(chuàng)作的探討數(shù)學(xué)研究的書籍今天被翻譯成中文。讀后，不出所料，本書體現(xiàn)了大師的智慧和思想；意外的是，數(shù)學(xué)也可以用小說的形式呈現(xiàn)。高德納通過引人入勝的對話和推理展開情節(jié)，展現(xiàn)了數(shù)學(xué)、方程、邏輯和算法之美。研究是一項(xiàng)揭示客觀規(guī)律的行為，但研究本身也有其獨(dú)特的規(guī)律。高德納先生的這本書是他多年的智力和思維活動以及工業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶，從更高層面揭示了研究本身的客觀規(guī)律。從這個(gè)角度來看，《研究之美》這一中文譯名是非常恰當(dāng)?shù)?。近年來，中國每年約有八十萬理工科畢業(yè)生。這些人有望成為掌握研究規(guī)律的專業(yè)人才，成為中國未來競爭力的關(guān)鍵。然而，不幸的是，我看到了許多人因無法忍受枯燥和孤獨(dú)而半途而廢。
譯者序
您面前的這本書可能會對您的生活產(chǎn)生重大影響。這不是夸大其詞，因?yàn)樗淖髡摺?jì)算機(jī)算法大師高德納（Donald E. Knuth）——因其三卷本的《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)》獲得了IEEE先驅(qū)獎和ACM圖靈獎這兩個(gè)計(jì)算科學(xué)界的最高獎項(xiàng)。以出版物的成績獲得這兩個(gè)獎項(xiàng)的歷史上可以說是前所未有的。《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)》是當(dāng)之無愧的經(jīng)典，毫不夸張地說，世界上所有與算法分析相關(guān)的著作，無論是直接還是間接，都與這套書有關(guān)。然而，能夠真正讀懂這套書的讀者卻是寥寥無幾。除了里面復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析外，就連用來介紹算法的編程語言都是作者自己發(fā)明的理想機(jī)器使用的，這對讀者的數(shù)學(xué)功底和抽象思維都提出了極高的要求。因此，有一種說法是，擁有整套《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)》的人很多，但讀過超過十頁的人卻很少。然而，高德納本人一直堅(jiān)持，任何深入的研究都是從最基本的情況開始的。一旦掌握了幾種固定的研究方法，即使是普通人也可能開展研究，并有可能取得一流的成果。這里所說的研究并不是特指數(shù)學(xué)研究，而是指從一系列基本的事實(shí)或定義出發(fā)，通過明確定義的規(guī)則，推導(dǎo)出滿足這些前提條件的有價(jià)值的新結(jié)論。研究是最能體現(xiàn)人類心智的活動，也是創(chuàng)新乃至人類進(jìn)步的根本動力。每個(gè)人在日常工作中都會進(jìn)行不同層次的研究活動。然而，高德納提倡的研究不僅是自覺的、有目的的研究，也是一種基本的生活態(tài)度。不僅僅是將研究視為一種高級的智力活動，更是一種能讓心靈感受到深層樂趣的生活方式。只有這樣才能讓研究活動走出象牙塔，打破原本就不存在的條條框框，讓每個(gè)人都能夠領(lǐng)略到研究所帶來的美學(xué)享受，從而提升生活的質(zhì)量和境界。高德納的博士專業(yè)是數(shù)學(xué)，他最擅長的技術(shù)和工具自然是數(shù)學(xué)。在這本書中，為了展示研究活動所涉及的方法和思維方式，他使用了數(shù)學(xué)作為演示工具。不過，為了讓讀者不必過多地糾纏于具體的技術(shù)細(xì)節(jié)，大師采取了一種在學(xué)術(shù)作品中極為罕見，在科普作品中也非常少見的情景小品形式。這樣一來，從研究問題的提出，到研究體系的構(gòu)建，再到研究思路的形成，直至研究結(jié)論的得出，都通過男女主角的對話來完成。我認(rèn)為，大師之所以選擇這條與眾不同的道路，是為了讓讀者始終聚焦于研究過程，而不是具體的數(shù)學(xué)討論。從主人公發(fā)現(xiàn)問題的興奮、遇到困難的迷茫、探索出路的苦惱、得出結(jié)論的喜悅中，我們能夠從旁觀者的角度充分體會到研究的各種面貌，既明確了研究的要素，又了解了研究的方法。更重要的是，從這些對話中，我們逐漸明白了，對同一個(gè)問題的研究能夠拉近人們的心靈距離，讓人們之間的欣賞超越了低層次的物質(zhì)追求和利益算計(jì)，甚至給人的生命本身帶來升華，從而使“終極幸?！背蔀榭赡堋?a href="/hebeideji/500300946002107164.html">純粹數(shù)學(xué)知識的角度來看，這本書的內(nèi)容是以集合論為基礎(chǔ)的。數(shù)通過集合來定義，數(shù)的順序?qū)?yīng)集合的關(guān)系，數(shù)的運(yùn)算是集合的運(yùn)算。定義和規(guī)則都很簡單，也很直觀易懂。但由于數(shù)的定義從根本上被顛覆了，所有關(guān)于數(shù)的順序和運(yùn)算都必須重新開始。在這本書中，男女主角不斷從基礎(chǔ)定義出發(fā)，研究出了一系列中間定理，并總結(jié)出了一些反復(fù)使用的研究套路。最終發(fā)現(xiàn)，采用新方法定義的數(shù)所構(gòu)成的集合，竟然比實(shí)數(shù)系統(tǒng)還要密集。在這個(gè)新的數(shù)系中，無限大和無限小都可以像普通數(shù)一樣參與運(yùn)算，而且像“無限大的一半是多少”這樣在傳統(tǒng)實(shí)數(shù)連續(xù)統(tǒng)中沒有定義的量，在新的數(shù)系中有著明確的數(shù)學(xué)含義（事實(shí)上，這個(gè)集合大致相當(dāng)于現(xiàn)在被稱為Grothendieck宇宙的集合，但不了解這個(gè)背景并不影響閱讀）。內(nèi)容豐富多彩，想要了解更多詳情，請仔細(xì)閱讀。大師的作品，絕對不會讓您失望。作為這本書的譯者，我覺得翻譯的過程本身就是一次充滿愉悅的享受，可以說是一次與高德納大師進(jìn)行心靈對話的寶貴體驗(yàn)。以我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)來說，這本書只要認(rèn)真閱讀，即使是高中生也應(yīng)該能夠完全理解。即使暫時(shí)無法集中精力去理解具體的推導(dǎo)過程，看看大師在角色對話中特意插入和強(qiáng)調(diào)的研究所帶來的普遍價(jià)值，也會有很大的幫助。在編寫這本書的過程中，我得到了博文視點(diǎn)符隆美的大力協(xié)助和支持，沒有她，我不可能這么快地完成全書的翻譯。美國南密西西比大學(xué)數(shù)學(xué)系的丁玖教授抽出寶貴的時(shí)間審閱了全文譯稿，并提出了幾十條專業(yè)的建議。北京師范大學(xué)數(shù)學(xué)系的趙釗研究員也費(fèi)心費(fèi)力，對譯稿的可讀性和技術(shù)問題進(jìn)行了數(shù)百處修改。在這里，我要對他們兩位表示衷心的感謝。在編寫這本書的過程中，上海交通大學(xué)計(jì)算科學(xué)與技術(shù)系的張堯弼教授和竇延平教授、上海交通大學(xué)軟件學(xué)院的陳平教授、SAP中國的范德成工程師、盛大創(chuàng)新院的劉海平研究員、微軟亞洲工程院的王楠工程師、谷歌中國的龔理工程師、美光半導(dǎo)體的趙海源技術(shù)顧問、上海申通地鐵集團(tuán)的蔣振偉項(xiàng)目經(jīng)理等都提出過一些稿件修改意見，在此一并表示感謝。當(dāng)然，由于個(gè)人能力有限，本書的缺點(diǎn)和不足在所難免，這些應(yīng)該由我自己負(fù)責(zé)。為了向高德納大師致敬，本書簡體中文版采用了大師本人發(fā)明的TeX排版系統(tǒng)進(jìn)行排版。我的老朋友、SAP美國的技術(shù)咨詢顧問勞佳同志在承擔(dān)排版工作的同時(shí)，也在封面設(shè)計(jì)上給予了極大的幫助，并對文本內(nèi)容提出了許多寶貴的建議，在此特別表示感謝。我也想借此機(jī)會向在工作和生活中給予我極大支持的父母和家人表達(dá)我內(nèi)心最深切的敬意，希望這本書的出版能給他們帶來歡樂。
參考資料 >
研究之美（書籍）.研究之美（書籍）.2024-11-08
智慧職教: 《研究之美》.百度教育.2024-11-08
研究之美.百度學(xué)術(shù)搜索.2024-11-25