理工科研究的,除了实验外,很多时候在玩数学。其他专业不清楚,这个在机械行业尤其明显,不玩玩FEM或者CFD,简直不好意思和人打招呼。虽然商业软件铺天盖地,功能强大,但数学是根源。这里只谈谈自己收集的一些好的数学资源,主要是在应用数学范畴,涉及一些分析,什么拓扑啊,数论啊,感觉比较遥远。写这个东西,是对自己在一段时间内学习的积累的一些东西的一个总结,希望有喜欢数学的朋友和我一起探讨,对一些资料的理解有错误的,也敬请指正。
速成篇:
数学是肯定不可能要速成的,这里所谓的速成,是指有那么一本书,包罗万象,对当今应用数学的各个领域或者工程中常用的数学都有涉及,且有一定深度的书。之所以这么定义,是因为我认为我找到了这样一本书。
MIT Gilbert Strang的《Computation Science and Engineering》,大师大作!推荐这本书的理由有二。
1. 这本书是MIT开放性课程里的两门有视频教程的课程的配套教材,讲课的就是Gilbert Strang。我一直是很推荐MIT的OCW,里面有很多很好的资源!
附网址:
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.包罗万象。毕竟不是准备专门做数学的,能有一本书让非数学专业的人广泛涉及有用的领域,是很好的。
本书包括:
应用线性代数(按老头的话讲,他认为现在线性代数比微积分重要。看看大规模的计算,确实是这样),
应用数学概况(很多建模的东西),
BVP和IVP(有限差分,有限元,稳定性分析,等等),
傅里叶级数与积分(信号处理,FFT,小波变换),
分析函数,
大规模线性问题求解(FEM CFD必备),
优化
仔细想想,自己现在做的几乎所有数学问题都能在上面的分类里找到影子。这本书在网上能下载到,亚马逊上卖40镑,其实看在老头和MIT OCW为这个事业所做的贡献,40镑也真不算贵(来我们ISVR听4天的课还要1000镑呢!)。虽然只是一本书,其实认真消化起来,还是需要挺长时间的。
系统篇:
作为非数学专业的研究人员,虽然上面的这本书也够用了,毕竟还有些“重口味”的或者说数学爱好者,希望有更加系统的东西,下面介绍一些。
基础:
微积分:龚昇的《简明微积分》。这里唯一推荐的一本中国教授写的数学书。过年在网上听的他的《微积分五讲》的视频,觉得讲的高度很高。龚昇何许人?华罗庚的弟子,中科大数学系的缔造者之一,他的书被UCLA用作教材,曾应陈省身(沃尔夫奖得主)和丘成桐(菲尔兹奖得主)的邀请去南开和浙大讲过微积分。。。网了买了本,30元人民币,比其他微积分教材要写的好不少,特别是在多元微积分的时候,采用了外微分形式。
辛钦的《数学分析八讲》,因为书比较薄,所以推荐,分析应该是比微积分更高一层次的。辛钦的大名,应该都听过吧!!
线性代数:好书很多,
MIT Gilbert Strang的《Introduction to linear Algebra》,推荐理由和上面速成篇里的差不多,这门课的视频在MIT的OCW上很火,网易公开课上有,已经加了中文字幕。这里特别赞扬一下网易公开课以及国内几个字幕组的无私精神!!
下面两本也都是经典之作,国内的图灵数学丛书引进的,有中译本也有英文版.
Sheldon Axler的《Linear Algebra Done Right》
Peter D Lax的《Linear Algebra and Its Applications》,又一大师,阿贝尔奖和沃尔夫奖得主!!!
国外线性代数的书和国内的书的区别是:国外的是以线性变换为主线,国内的一上来就是行列式计算,差了一个档次,没有突出线性代数的精髓!
微分方程:
这个世界是由微分方程来描述的。newton's law, N-S equation, relativity theory。。。
Edwards, C.and D. Penney. 的《Elementary Differential Equations with Boundary Value Problems》。推荐理由,依然是MIT OCW,有视频的,都应该顶一下!
至于概率论与数理统计,因为“上帝不掷骰子”,哥对它也不感兴趣,就不介绍了。虽然我现在天天要用非参数统计(Friedman, Wilcoxon...)
提高:
高级的“故弄玄虚”的数学书多如牛毛,并不适合非数学专业的人,这里介绍一些地球人能看懂的好书。
S. D. Howison的《Practical Applied Mathematics: Modelling, Analysis, Approximation》,牛津大学数学建模与科学计算硕士课程教材。(刚买了,还没仔细看。)
R.L.Burden和J.D.Faires的《数值分析》,国内有影印的。
William H. Press, Saul A. Teukolsky, William T. Vetterling 的《Numerical Recipes 3rd Edition: The Art of Scientific Computing》看过好多书都引用过它,网上能下载到,不需要详读(1000多页),一本很好的数值方法的参考书,看这名字就很大气。
矩阵论
Roger A. Horn 和 Charles R. Johnson 的《matrix analysis》两卷
Gene H. Golub 和 Charles F. van Van Loan的《matrix computation》
矩阵分析和计算领域的bible,无人不知无人不晓,写相关的书和论文的时候,不引用它们,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》
这两本也超经典,而且内容会比上面的少一些,容易读些。
以上四本也都是图灵数学丛书引进了的!
微分方程数值解
K. W. Morton , D. F. Mayers 《Numerical Solution of Partial Differential Equations》作者是该领域的大牛,图灵数学丛书引进。
A. Iserles《A First Course in the Numerical Analysis of Differential Equations》,在南安上数值方法课的时候,老师推荐。
还有有限元方法方面的书,太多了,没研究过
优化
优化是和以上几个专题相对对立的一个课题,哥们最近也在做优化,虽然MATLAB的一个fmincon就够了,学点东西总是好的
推荐斯坦福大学Stephen Boyd的《Convex Optimization》,因为有配套的斯坦福大学的视频:
http://anford.edu/see/lecturelist.aspx?coll=2db7ced4-39d1-4fdb-90e8-364129597c87
还有Jorge Nocedal的《numerical optimization》,不知道好在哪里了,原来在很多书的reference里看到过,自己还冲动地打印了一本。
我相信多一些数学积累,玩有限元玩CFD之类的,或者说做科研,会更自信些!
mathematics, so beautiful and powerful!