理工科研究的,除了實驗外,很多時候在玩數學。其他專業不清楚,這個在機械行業尤其明顯,不玩玩FEM或者CFD,簡直不好意思和人打招呼。雖然商業軟件鋪天蓋地,功能強大,但數學是根源。這里只談談自己收集的一些好的數學資源,主要是在應用數學范疇,涉及一些分析,什么拓撲啊,數論啊,感覺比較遙遠。寫這個東西,是對自己在一段時間內學習的積累的一些東西的一個總結,希望有喜歡數學的朋友和我一起探討,對一些資料的理解有錯誤的,也敬請指正。
速成篇:
數學是肯定不可能要速成的,這里所謂的速成,是指有那么一本書,包羅萬象,對當今應用數學的各個領域或者工程中常用的數學都有涉及,且有一定深度的書。之所以這么定義,是因為我認為我找到了這樣一本書。
MIT Gilbert Strang的《Computation Science and Engineering》,大師大作!推薦這本書的理由有二。
1. 這本書是MIT開放性課程里的兩門有視頻教程的課程的配套教材,講課的就是Gilbert Strang。我一直是很推薦MIT的OCW,里面有很多很好的資源!
附網址:
http://ocw./courses/mathematics/18-085-computational-science-and-engineering-i-fall-2008/
http://ocw./courses/mathematics/18-086-mathematical-methods-for-engineers-ii-spring-2006/
2.包羅萬象。畢竟不是準備專門做數學的,能有一本書讓非數學專業的人廣泛涉及有用的領域,是很好的。
本書包括:
應用線性代數(按老頭的話講,他認為現在線性代數比微積分重要。看看大規模的計算,確實是這樣),
應用數學概況(很多建模的東西),
BVP和IVP(有限差分,有限元,穩定性分析,等等),
傅里葉級數與積分(信號處理,FFT,小波變換),
分析函數,
大規模線性問題求解(FEM CFD必備),
優化
仔細想想,自己現在做的幾乎所有數學問題都能在上面的分類里找到影子。這本書在網上能下載到,亞馬遜上賣40鎊,其實看在老頭和MIT OCW為這個事業所做的貢獻,40鎊也真不算貴(來我們ISVR聽4天的課還要1000鎊呢!)。雖然只是一本書,其實認真消化起來,還是需要挺長時間的。
系統篇:
作為非數學專業的研究人員,雖然上面的這本書也夠用了,畢竟還有些“重口味”的或者說數學愛好者,希望有更加系統的東西,下面介紹一些。
基礎:
微積分:龔昇的《簡明微積分》。這里唯一推薦的一本中國教授寫的數學書。過年在網上聽的他的《微積分五講》的視頻,覺得講的高度很高。龔昇何許人?華羅庚的弟子,中科大數學系的締造者之一,他的書被UCLA用作教材,曾應陳省身(沃爾夫獎得主)和丘成桐(菲爾茲獎得主)的邀請去南開和浙大講過微積分。。。網了買了本,30元人民幣,比其他微積分教材要寫的好不少,特別是在多元微積分的時候,采用了外微分形式。
辛欽的《數學分析八講》,因為書比較薄,所以推薦,分析應該是比微積分更高一層次的。辛欽的大名,應該都聽過吧!!
線性代數:好書很多,
MIT Gilbert Strang的《Introduction to linear Algebra》,推薦理由和上面速成篇里的差不多,這門課的視頻在MIT的OCW上很火,網易公開課上有,已經加了中文字幕。這里特別贊揚一下網易公開課以及國內幾個字幕組的無私精神!!
下面兩本也都是經典之作,國內的圖靈數學叢書引進的,有中譯本也有英文版.
Sheldon Axler的《Linear Algebra Done Right》
Peter D Lax的《Linear Algebra and Its Applications》,又一大師,阿貝爾獎和沃爾夫獎得主!!!
國外線性代數的書和國內的書的區別是:國外的是以線性變換為主線,國內的一上來就是行列式計算,差了一個檔次,沒有突出線性代數的精髓!
微分方程:
這個世界是由微分方程來描述的。newton's law, N-S equation, relativity theory。。。
Edwards, C.and D. Penney. 的《Elementary Differential Equations with Boundary Value Problems》。推薦理由,依然是MIT OCW,有視頻的,都應該頂一下!
至于概率論與數理統計,因為“上帝不擲骰子”,哥對它也不感興趣,就不介紹了。雖然我現在天天要用非參數統計(Friedman, Wilcoxon...)
提高:
高級的“故弄玄虛”的數學書多如牛毛,并不適合非數學專業的人,這里介紹一些地球人能看懂的好書。
S. D. Howison的《Practical Applied Mathematics: Modelling, Analysis, Approximation》,牛津大學數學建模與科學計算碩士課程教材。(剛買了,還沒仔細看。)
R.L.Burden和J.D.Faires的《數值分析》,國內有影印的。
William H. Press, Saul A. Teukolsky, William T. Vetterling 的《Numerical Recipes 3rd Edition: The Art of Scientific Computing》看過好多書都引用過它,網上能下載到,不需要詳讀(1000多頁),一本很好的數值方法的參考書,看這名字就很大氣。
矩陣論
Roger A. Horn 和 Charles R. Johnson 的《matrix analysis》兩卷
Gene H. Golub 和 Charles F. van Van Loan的《matrix computation》
矩陣分析和計算領域的bible,無人不知無人不曉,寫相關的書和論文的時候,不引用它們,都不好意思和人打招呼!
L. N. Trefethen , D. Bau III《Numerical Linear Algebra》
J. W. Demmel 《Applied Numerical Linear Algebra》
這兩本也超經典,而且內容會比上面的少一些,容易讀些。
以上四本也都是圖靈數學叢書引進了的!
微分方程數值解
K. W. Morton , D. F. Mayers 《Numerical Solution of Partial Differential Equations》作者是該領域的大牛,圖靈數學叢書引進。
A. Iserles《A First Course in the Numerical Analysis of Differential Equations》,在南安上數值方法課的時候,老師推薦。
還有有限元方法方面的書,太多了,沒研究過
優化
優化是和以上幾個專題相對對立的一個課題,哥們最近也在做優化,雖然MATLAB的一個fmincon就夠了,學點東西總是好的
推薦斯坦福大學Stephen Boyd的《Convex Optimization》,因為有配套的斯坦福大學的視頻:
http://anford.edu/see/lecturelist.aspx?coll=2db7ced4-39d1-4fdb-90e8-364129597c87
還有Jorge Nocedal的《numerical optimization》,不知道好在哪里了,原來在很多書的reference里看到過,自己還沖動地打印了一本。
我相信多一些數學積累,玩有限元玩CFD之類的,或者說做科研,會更自信些!
mathematics, so beautiful and powerful!