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标题: 谈谈计算数学(转自校内) [打印本页]

作者: mzszrj    时间: 2010-1-23 09:06
标题: 谈谈计算数学(转自校内)
虽然不是我写的,但我觉得很好,希望与大家分享。以下的内容转自校内:
) B& D& V9 a5 Y8 b
' P. o/ O. N) u! m4 S从计算数学的字面来看,应该与计算机有密切的联系,也强调
  o8 T. O0 Z+ `( B' ?8 Q了实践对于计算数学的重要性。也许Parlett教授的一段话能
% n+ `1 k; F" H* b最好地说明这个问题:. v7 h( y- F) q  @& x5 |2 A
/ ~6 R- Q/ T- a" ^$ v* C
How could someone as brilliant as von Neumann think
- J5 @7 U! ~; v9 Y# \" |- ahard about a subject as mundane as triangular factoriz
2 c0 |: z( i5 l6 H-ation of an invertible matrix and not perceive that,
5 W3 O' s& c3 t+ R7 ?/ zwith suitable pivoting, the results are impressively
+ u# d$ J+ h7 A5 ggood? Partial answers can be suggested-lack of hands-on
+ T, Q' Q0 {$ E- J$ |experience, concentration on the inverse rather than on
/ W, {" m0 E; m- W0 Othe solution of Ax = b -but I do not find them adequate./ t/ [) \: ?6 G9 ^6 o2 R$ q4 n
Why did Wilkinson keep the QR algorithm as a backup to a
8 W% F4 A4 X& B* N  G% k9 D6 zLaguerre-based method for the unsymmetric eigenproblem
; V; ^# |* N$ y, b. d6 wfor at least two years after the appearance of QR? Why. [2 a) [) c( m! o# m1 C
did more than 20 years pass before the properties of
* j) {  g' A# F3 gthe Lanczos algorithm were understood? I believe that
* J% Y6 q3 j' C7 O: M+ xthe explanation must involve the impediments to
9 T$ X$ Z9 A3 b8 m; E3 Z/ Vcomprehension of the effects of finite-precision2 R8 E: j$ c" w* ]& B' K0 }( A
arithmetic.(引自www.siam.org/siamnews/11-03/matrix.pdf)4 u$ H- |3 Y: _  _7 F/ ?" G

" [2 s* _7 F6 n* C6 X既然是计算数学专业的学生,就不能对自己领域内的专家不有所
) r$ Y  q1 _2 S了解。早些年华人在计算数学领域里面占有一席之地是因为冯康
0 U6 `5 d& K( N) B7 _院士独立于西方,创立了有限元方法,而后又提出辛算法。这里& w$ u7 Y8 T4 a3 r; c1 F) S  L+ e0 T
只是列出几位比较年轻的华人计算数学专家,因为他们代表了当
0 V& U1 Z+ z, R5 ~前计算数学的研究热点,也反映华人对计算数学的发展的贡献。
: Y: g5 k. u2 `4 Y) v! Y6 e/ u5 g) Y  t$ d9 i- l
侯一钊(加州理工)% l, U6 ?. e6 Z
研究方向:计算流体力学、多尺度计算与模拟、多相流
1 h) p& C" |4 @1 V3 [5 Vhttp://www.acm.caltech.edu/~hou/
7 Q1 _1 b1 z/ t" S& J7 j
3 \& d: W+ N' F+ P! B鄂维南(Princeton大学)
- o) u7 O3 V7 m4 F北京大学长江学者,研究方向:多尺度计算与模拟4 g1 i6 }- h' z% B1 x" Z
http://ccse.pku.edu.cn/staff/weinane.htm
' n, w/ `& n+ r" Y0 g0 L: e
% a8 C  ^. o% o/ R  T' i% R% H包刚(Michigan州立大学)
; d) y4 c* F% I2 O/ x吉林大学长江学者,研究方向:光学与电磁场中的计算等' O5 b. {$ V& M: g
http://www.mth.msu.edu/~bao/
( o' k# x: O: }0 @  `; s6 C; K/ o6 G  z# B" E" M
金石(Wisconsin大学)
+ T9 s! d0 p) }7 ^清华大学长江学者,研究方向:双曲守恒律、计算流体力学、, O- s7 F2 H3 L3 f
动力学理论等
$ F9 R5 x' u1 L  s5 O, S% nhttp://www.math.wisc.edu/~jin/
/ P8 d9 z* v" e4 I  G
4 C9 ]/ Y6 h+ j8 D6 L. m1 q汤涛(香港浸会大学)
8 f2 z. {, j7 I% A4 m  \中科院,研究方向:移动网格法等9 z, Y. y6 ~, G$ C) N$ e
http://www.math.hkbu.edu.hk/~ttang/ 4 O. L1 I4 V, T* l

& n) e' Z' d8 U* t. r% z) e舒其望(Brown大学)  T# v9 h" J5 V! e
中科大长江学者,研究方向:计算流体力学、谱方法/ p4 W# L! J) Y
http://www.dam.brown.edu/people/shu/home.html 5 S. t, P9 l" R4 ^) V3 R! {

3 d6 _3 I. s5 U1 e- N; e陈汉夫(香港中文大学)
( u  g0 K: s4 W# X7 f) _4 e研究方向:数值线性代数
. L# I7 P- Z, h4 N# khttp://www.math.cuhk.edu.hk/~rchan/ 9 [) F! X0 D) e) G9 [
" Q+ _7 _( c; r8 _8 ?3 L
许进超(Pennsylvania州立大学): n, J' X4 F  ~
北京大学长江学者,研究方向:有限元、多重网格法9 a3 U" V  {5 V7 |$ M/ V
http://www.math.psu.edu/xu/ " k# v. R5 f( q

3 ?7 D, L+ `0 J6 g5 D袁亚湘
  g, |% g& Y5 G. o/ j中科院,研究方向为非线性最优化0 T* D# D  @5 j- A$ X2 t: B2 v
http://lsec.cc.ac.cn/~yyx/
! ^. L# Z+ m% E* C9 u% h+ ^9 I8 I. y
张平文(北京大学)
+ ]' {/ H0 z' m! k" c" }( k北京大学长江学者,研究方向为复杂流体的模拟、多尺度计算与  V% l- q8 ]# l6 Q# }$ a% K9 E  x
模拟、移动网格法等0 _$ R" t/ C& K8 P
http://www.math.pku.edu.cn/pzhang/index.html ! N1 ^; q$ O3 V2 {$ Z  E) M" m
1 M* n! @% N) j6 J$ m( E
陈志明(中科院)) C  \3 V& r( c* {
研究方向:科学计算与数值分析,主要为有限元法1 D+ D' o3 K& p* s0 o5 `4 F" n
http://lsec.cc.ac.cn/~zmchen/index-c.html 0 D; w  p* _% e1 {1 Q

( t; F% f; }$ @其他还有黄维章、吴宗敏、Xu Kun、程今等人也非常突出
) G1 }* G% X" F$ z( e8 b" |( h) z, e" t9 ^
作为计算数学专业的学生,经常阅读本专业中的主要杂志也许
; E* I6 Q6 \: L是颇有裨益的。
3 X7 C( t6 `- U% M- \/ V理论:. b8 O& R: w/ T9 B4 p0 A/ M$ H
最好的基本是  y' o# s6 d& N
Mathematics of Computation
. f5 M% @2 e" V+ M& lNumerische Mathematik
3 h+ G$ Z8 L% j( f/ ]SIAM Journal on Numerical Analysis9 y: ~4 R3 f1 L' Q4 ~5 c
SIAM Journal on Matrix Analysis & Applications! @- X1 h3 @+ q1 {
SIAM Journal on Scientific Computing
9 L3 e7 W  h* {5 Q( r0 Q: w/ V较好的有:" Z1 ?8 O8 |4 G1 X0 K* K
BIT
$ O1 j( i3 R$ tIMA Journal of Numerical Analysis2 e6 u; S  V& g" L; ]
Advances in Computational Mathematics
$ W& c; D/ Q1 i! PInverse Problems
! ]2 Z6 o' N! ~- Z; t; f
" ~) H! k; B, S- l还有应用性质的杂志:# R1 }6 ]" k# M. P' i5 @
Journal of Computational Physics7 z6 N/ i! a! k- o3 U0 x5 X- x
International Journal for Numerical Methods in Engineering
/ h( @+ j; C7 p' |' @Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering
( X$ k+ ^  A4 w: R( |9 u+ p6 ]International Journal for Numerical Methods in Fluids
5 b5 ?1 ?$ d& Q0 PComputers and Fluids
( }4 ~5 {% `5 d$ u6 `Computational Mechanics6 e  ^: |2 X  E% g$ {; n! \
还有很多带有Computational字眼的其他学科的期刊:Journal of& ?: O& `- U7 h+ K; u  L' O! N
Computational Chemistry,Computational Material Sciences  v+ U# s- U5 g
也可以浏览。
$ G7 O% s; W' D$ g" K! C8 g; O3 |4 n; C2 X, @
但是作为入门来说,大家的综述特别能帮助我们这些新人迅速把握
3 Z5 A; {4 H. o' x% b了解、把握一个领域,因而值得特别重视。这方面最好的是剑桥大8 v6 m" ?. k6 g- f/ c9 Q+ o3 b! U
学出版社出版的Acta Numerica连续出版物。Acta Numerica每年出
0 s9 h2 Y, f9 j& r6 {' h版一本,作者均是该领域的顶尖人物。比如说最近几年水平集方法* |$ k* F9 J, V% u: m
非常热门,05年就有一篇水平集方法创始人之一的Stanley Osher写
, G- Y5 ^8 z  B的Level Set Method in Image Science。其他论题有:entropy
9 x! ?6 Z; D6 Ustability (Tadmor E),radial basis function (Buhmann MD)等3 P7 C* N5 Y% [8 A$ v& c. D
等。该出版物我们学校没有订,不过可以从网上可以找到不少。我
2 F3 o& R; M% j/ ^$ n$ c" ~2 d这里大概也有二三十篇,可以提供上载。6 e) N) L+ x0 `6 g1 ]  H
) D) y/ E& j' k6 ?& ]
另外一本就是SIAM Review。SIAM Review的每一期里面都有几篇文6 M1 N( `9 S( i/ O
章关于计算数学的内容的,经常从实际问题引伸出计算的问题,或8 r2 K/ _% a# a6 f
者是介绍每一个领域的最新进展等。 SIAM News的每一期也有关于
* V, B/ @) d7 _. i0 T' m计算的有意思的短文,不妨浏览浏览。, n, d* e4 c- m1 a" _) M2 ]' Q

6 K" s  T- {* a& |作为数学系的学生,无疑是需要读很多数学书。计算数学的书可以
6 G8 x; t/ W+ e* N" s/ d+ J) B$ y9 [称得上是汗牛充栋。以前在系版上提到过几本。现在再补充一些。9 ?" E& X  ?8 [7 a

& T3 r9 e" w4 h) h& o" h/ z" X( ?+ u微分方程数值解是计算数学中的核心论题。传统的方法有有限差分! y! K# {( f" I) ?3 n
法、有限元法、边界元法和谱方法。
4 m3 J* j" O5 P& x1 U
5 T* g  _, J' R1 e: J4 ?6 Y有限差分法想法最为简单,比较容易理解。李荣华的那本《微分方程
0 H; B5 F7 [" C" m; h) O0 F$ Y/ u数值解》就介绍了最基本的东西:收敛性、相容性和稳定性。* U$ g, K+ P4 Z2 E/ w" W
Richtmeyer & Morton的《Difference Methods for Initial-Value- ?5 o: r/ Z# z& `7 b
Problems》则是差分法方面的经典著作。R. LeVeque最近也有一本
/ j9 M+ h/ n, I《Finite Difference Method for Differential Equations》也很- S) M5 {0 ?" D! \3 R- U/ {
有意思,介绍了差分方法的新的现代概念。LeVeque的书可以在他的
& m3 \. g4 v4 c主页(http://www.amath.washington.edu/~rjl/)上下载,他的另
( G6 v% i! E: D/ J. t( E3 H6 E外一本书《Numerical Methods for Conservation Laws》是守恒律! M3 E% [. h1 ?) o$ E
数值方法方面非常出色的著作。
" J' Z& s) P# \# R4 c3 u/ A* }& _/ a9 b
有限元法方面自然是推荐使用Ciarlet的《The Finite Element Method/ N- ]3 V; O& v+ h, A1 v
for Elliptic Problems》。这也是系里专业科的教材,另外Brenner3 C( R" X% |1 `9 `. f. q
& Scott的《Mathematical Theory of the Finite Element7 x$ o: s; S6 E0 F  p
Method》据说也是不错的。# n* \: I9 F( o' t6 ]2 h( o

1 x7 o- s: a* r( M  C/ M9 ^谱方法对于规则区域上的问题往往是最为有效的方法。华东师大的; x7 R8 w( ]( L/ d# ~# L# @. x2 z
郭本瑜教授在这方面做过很好的工作,他的《Spectral Methods% U, J, [" W! m1 q* v' x0 H
and Their Applications》广受好评。Purdue大学的沈捷教授也有
, {- a+ ~/ S) J! D很出色的工作,他的一个讲义可从他的主页(http://www.math.purdue.edu/~shen/9 I8 i+ a$ `  T

) @6 J' J9 N$ u) L0 s上下载,同时还有相关的Matlab和Fortran程序。谱方法方面最好的
9 y+ ^! S6 Q& F& ~+ z  c0 u+ |入门书为Trefethen的《Spectral Methods in Matlab》,其他的还
/ o4 N7 X! C# I3 j: C" h# {有Canuto等人的《Spectral Methods in Fluid Dynamics》,不过& W$ Q5 b* u. `) E0 w. N; e
不知道能不能再学校里找到。
3 E7 b9 p) C7 X% A: S. G2 O. R7 {0 g. v8 f
除了上面这些方法之外,还有近年来比较热门的无网格方法,这些可
' E3 N- u7 l) z: D3 c9 Q; X8 z以参考张雄和刘岩的《无网格方法》(清华大学出版社,2003,50¥)。
  Y# p  ]. _$ \& v  d2 C. N7 ?: I
* U  ]2 ?! E& W" C3 T6 h计算数学的主要工具是泛函分析。一般推荐的Yoshida的《Functional( g1 f4 p, X& A! R
Analysis》(有中译本:吉田耕作,《泛函分析》)或者Rudin的
% d- K0 b( c( J6 A. S《Functional Analysis》。这两本书都是非常难的,但是也是非常
8 @  b! i- x% G: l1 X. r& ]经典的书,可能当字典比较合适。但是,泛函分析里面重要的定理. Y8 d6 d4 e$ _: {) L0 \! z% u
在计算里面并不见得特别有用,所以我们要甄别那些可能有用的东
' d% b/ |& Z5 x) v7 p西,Sawyer的《数值泛函分析引论》也许是比较合适的入门读物。
' N" }" a" H0 m: @9 q8 I这本书里面介绍了一些泛函分析概念的来由,如Holder不等式的导
4 z' L, [# R. a5 C) Y7 z: t出,也有泛函分析在计算数学中的应用,比如Kantorovich迭代收敛5 F% |; x# Y. }
性准则的解释。张恭庆的《泛函分析》强调泛函分析的应用,里面
) P) A& e4 ^8 ^  F1 f也有一些应用于数值计算的例子,比如Lax等价定理,值得读一下。3 W0 ^2 o. C/ [, ^; V7 q: ~

( V% ^- P8 v" I. H! d  ]3 A5 w计算数学还有其他许多重要的分枝,如矩阵计算、反问题、计算流5 B7 [) q; g* {. U" }/ e  @
体力学、最优化、逼近论等。由于这方面本人涉略甚少,这里也没/ h$ C- n7 V* ?) r0 O7 A: c- ]
有什么好说的了。希望计算数学这些方向的其他同许能补充上去。& O0 f' X. Q& A8 V5 k8 z
7 o& h) \- ?6 t1 ?% n. u5 W2 c
最后补充一句,订阅mailing list也是不错的,可以迅速获得关于
( g7 M0 Q# |+ ]3 F* j计算数学会议、新出版文章等的信息。中文的推荐使用CAM,可在下! f! r# U% m2 _1 ~; P
面的网址注册
- Z" Q% U. ~% Q4 w8 \1 i5 n- Ohttp://www.math.hkbu.edu.hk/cam-net/indexcn.html / ?7 b: ]3 n2 {# \5 z  t4 `" |
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4 B' e: F* F" T" P7 @; }, J2 ^* v. a6 B7 [" O6 ~& V. j

- W5 A$ W1 t; ?! J: U% q+ T+ `8 K( H3 n- v3 l. G0 [+ U' [4 A
先订正一个错误:Sawyer的那本书的题目我
  u- o3 f) M+ {+ D$ ~0 }% `记错了,应该叫《数值泛函分析初览》,系资料室和图书馆0 Y( X1 p' e" f7 u4 P2 p
都有中译本的。
4 ?# g, |' C# S- C, p. d4 a
3 S- ]: X2 e4 t/ n( A4 N; C. r8 W接下来介绍几本矩阵计算方面的书的。浙大的张振跃老师& {0 Q" L2 R! E% L' G
在这方面有很出色的工作,中科院的白中治,北京大学的徐
5 ]( B0 ?9 S7 j* v2 j树方,复旦的魏益民和曹志浩,澳门大学的金小庆都是这方3 I# c- c2 N" {* o
向的,还有复旦出去的柏兆俊。肯定还有许多学者在这方面
4 H. V4 T$ f- }* C+ s6 \$ \  r有很突出的工作,可惜我基本上没什么涉略,这里也不能列
* X# d3 Q% s% Y  t8 J出来。! j1 p3 h+ A. D7 f6 b" U/ j

) k7 x$ J2 u3 o. H国外的大牛有Golub,很多这个方向的大家都是他的学生。
5 H- j3 I. Q: r; GKahan, James Demmel, Peter Stewart, L N Trefethen,
& q* ~/ H- A1 D. I7 t! r4 HHigham,这个名单可以列的很长,这些人是矩阵计算方面0 F2 q5 A3 B' T: {
的大家。
- Y. T) p/ V3 k6 o" ^: ]' [% ?# s- l
矩阵计算方面最经典的书应该是J H Wilkinson的《The, B  [' d0 {8 W) n3 \) I$ |0 p
Algebraic Eigenvalue Problem》(有中译本,石钟慈等
* f( J. c6 v& ?1 p8 ~( Y( ~; l) H人译,《代数特征值问题》,科学出版社,学校图书馆有,
  i4 x! p: Q" n系里有英文版的)。这本书虽然老,但是据说读一下还是
. T' @" j% `+ k# t# D/ Q  q- N很有启发的。现在的经典是Golub和
, A# s" v4 u7 a" D& H% gvan Loan的《Matrix Computation》(有中译本,袁亚湘译,
, i8 v! l" T  {1 n7 D2 v% J( f( r+ X《矩阵计算》,科学出版社),英文版的电子版可以在网上* _- F" B0 k9 O' Z* M0 d
找到的。其他的书有Demmel的《Applied Numerical Linear& D  Y6 U2 e6 T  h4 N& Q6 }' {
Algebra》,Trefethen & Bau 的
: a" f, e3 R  @《Numerical Linear Algebra》据说也是很好的。Yousef
* m0 L0 I# G& F1 e8 O$ HSaad有两本书《Iterative methods for sparse systems》* }1 S! i3 H# N& M  e) R' l
和《Numerical methods for large eigenvalue problems》,
4 n+ U  u9 P+ w' C+ v2 b写的挺有意思的,在他的主页
2 ~1 Q5 M' n4 yhttp://www-users.cs.umn.edu/~saad/9 l8 r8 g" z+ E: r7 S* O
上可以down。说到矩阵计算,还得提到Householder的一本老
! L. m; y( {# @  }# ]  |% ^书,《The theory of matrices in numerical analysis》
8 L6 d6 G" ^5 p; T: U& ](有中译本,系里中英文版的都有)。
' ^5 v  R2 o6 }7 T
3 D. u* j4 R% A( J2 M) Q) kLN Trefethen现在是剑桥大学的教授,他写的每一本书都很经典,7 x' K. j3 c: ~7 ?
前面已经到过他的几本书了,《Spectral Method in Matlab》,
. V( U% f2 b. c2 N# j& _《Numerical Linear Algebra》,还有《Finite Difference
! s1 \1 a% N" M6 hand Spectral methods》(在他的主页上可以
% j% o0 e+ M" H7 R, edown,http://web.comlab.ox.ac.uk/oucl/work/nick.trefethen/
9 _9 c- l  l: m。读他的书和文章感觉也是人生的一大享受。
; {0 X) d5 M/ O9 _. l  K
; V0 k+ O7 F  ^  o他在Cornell大学任教时,曾上过一门课,就是阅读数值计算的经( V" f  f* k* m0 a7 v+ @
典文献。为此他写过一个短文,列举了数值计算中的十三篇经典文) O0 H( [% ~) L! u" x7 t
献,也许对大家有点启发。
' a" f0 v3 b! u8 Q$ y
6 B. ~. d* X4 [' \. A: f1. Cooley & Tukey (1965) the Fast Fourier Transform& l  O, k# ?8 D! }" f
2. Courant, Friedrichs & Lewy (1928) finite difference methods for PDE
* N9 K8 G! w  j3. Householder (1958) QR factorization of matrices
4 L) _4 A! s- ~5 R8 ^* d6 k' ^+ o+ \4. Curtiss & Hirschfelder (1952) stiffness of ODEs; BD formulas
, c1 R& B3 F8 y7 Y# F5. de Boor (1972) calculations with B-splines
- `4 a2 e7 r0 W/ M$ l6. Courant (1943) finite element methods for PDE
8 c" C- W' g6 c# a( t/ c+ |! p! ~7. Golub & Kahan (1965) the singular value decomposition
. f4 L  `1 Z' p; @7 J; Y! S  {: z8. Brandt (1977) multigrid algorithms7 R6 k/ k0 J, x/ y! q
9. Hestenes & Stiefel (1952) the conjugate gradient iteration, X! T- V) |8 C5 T! T
10. Fletcher & Powell (1963)optimization via quasi-Newton updates
3 w( b' g5 h% c! e: {& G( x11. Wanner, Hairer & Norsett (1978) order stars and applications to ODE) X' V- b8 V  f2 i) {' P5 e
12. Karmarkar (1984)interior pt. methods for linear prog.+ g- T5 x* ~; l4 m* ^. K
13. Greengard & Rokhlin (1987) multipole methods for particles. ?- O3 S4 x* g. h# A6 L

- y7 {- K3 l+ {* X/ r+ \2 V& B他的remark也很有意思,We were struck by how young many' P' t/ {9 e% n# s9 p/ R" F: I
of the authors were when they wrote these **s (average
1 W- `" @% H" K; ^& lage: 34), and by how short an influential ** can be$ w# h! I* p- ]* e4 `1 s0 @  X9 O
(Householder: 3.3 pages, Cooley & Tukey: 4.4).这说明大家
6 y, O% H2 h# m+ m都还是很有希望的,呵呵。/ \0 L: T- v9 s" k! [+ t
, i+ {7 H0 O8 Q+ }4 u) I, y: ?2 |

: a. Z, b" v- W! }1 h反问题无疑是计算数学中最热门的方向之一。该方向现在有如下
& v, W% `0 g' T% }9 v$ |# M( u9 D- S+ _; i8 a  }' z
几本杂志:Inverse Problems,Journal of Inverse and Ill-posed
$ P( \* E. v! T
) I* u6 u- w% S( o) u+ ~6 yProblems, Inverse Problems in Sciences and Engineering(以前
* e5 H) Y$ E; l, ]0 S3 x, j6 l
! C- ]/ ]% ]1 R叫Inverse Problems in Engineering).第一本杂志最好,第二本杂
% E" |( f+ n% |% Q$ J# E$ H: f" @2 Z; |* O; V
志上面有很多苏联人的工作,第三本偏向于应用。在很多高档次的
4 Z1 e: `9 ]1 L$ }! ]6 }  ]5 u8 a2 m9 h6 H
杂志中都有反问题方面的文章,比如SIAM Journal on Numerical
2 ?( s; t+ Z; {  ~
4 r2 s, \" R% B/ V0 h4 D. j, ]Analysis,SIAM Journal on Mathematical Analysis, SIAM4 s, V! [% d8 f$ {. ~: l; z
0 d& {) c  D( ~' a) @6 O
Journal on Matrix Analysis and Applications,SIAM Journal on
. Q% u2 ]9 O  r8 o' ?- e$ U6 _, c' F8 _; l* d' M8 z. F- I) e% Z
Scientific Computing上也有不少反问题方面的文章。( r. h4 Z* h7 x- k7 H1 A

' d$ y. c* D) |$ H2 D  ?在国内做反问题做的最好的应该是复旦大学的程晋老师,他在反问
: c/ N/ x8 F/ Q' D! U/ H: u
9 ^$ M/ u( ~8 F) P1 z! ^. I# a题的理论估计方面有不少工作,南京大学的金其年老师也有不少好
% L7 F6 o: J+ I& Z4 Q6 I( H5 x+ _
的结果(很年轻!),哈工大有几个人是做应用方面的工作的(他# `' K8 `+ z& k
) E0 ?6 d) T' L7 D8 u2 ?+ A
们的前校长就是做地球物理中的反问题的)。国际上知名的有HW" A" ^% L, H$ }1 I7 U2 w8 u: s

8 W7 |9 h; `8 T7 c, Y, XEngl(澳大利亚),Yamamoto(日本), Kress(德国), Martin% l1 }' Q5 B6 h0 c, O

, m+ ]* C* l; ?- V, GHanke(德国), Isakov(美国)等。- y. H4 h7 y9 C/ o; \

! v7 @: P9 Q1 a9 C" {. m& c反问题的一个重要特点就是与实际问题联系特别紧密,往往需要根& @8 d: }# j5 q

& ]/ |& q) p' I6 c据问题的特点设计专门的算法,这也是反问题的难点所在。很多应8 h2 I- J/ c1 U" Z% J$ W
- r& M6 |$ P' V( n( D
用领域与反问题结合之后成为一个单独的研究领域,如EIT。
4 ]) L; o# f, Y9 ]/ s
- K9 E+ B1 B- B$ j; L: W: {% |7 @水平集方法应用于反问题似乎是当前反问题算法研究中的一个热点。明尼苏达大学
7 l9 c% [& m  ]) B: P的Fadil Santosa最早将水平集方法应用于求解反问
& U& C( |. i5 q9 N& }2 \" Y1 `" \6 \. `3 H5 ]/ w
题,但是没有很大的反响。Engl的学生Martin Burger在2000年将水
% P+ h, F$ I$ J. M6 ~/ j9 k9 Q$ @3 M7 u9 p
平集方法应用于反问题(发表在Inverse Problems上),在国际上2 o" G. a+ X+ v, f8 i& O

5 ]" F! e+ W1 y) e% W  j% Y! ]有很大的反响。Martin Burger在博士毕业后就被邀请到UCLA的Osher, v) W+ f, @. \
) T$ B, ~& h+ j# Z
的小组作研究,并和Osher一起就水平集方法在反问题的应用作了一& o1 w6 I1 C# l+ a& k, j
! z% c8 R, `8 s/ ~# o7 w
个综述和展望,值得参考。
: N9 q$ v7 K- Y$ |
6 Z3 s8 }) a1 c6 |反问题反面最为经典的当属Tikhonov和Arsenin的《Solutions of  y/ k9 W& B5 R  h+ n. \/ d
Ill-posed Problems》(有中译本,《不适定问题的解法》,学
) }9 b$ x# b' Z2 U7 H校里有,英文版的系里有)。现在反问题反面每篇重要的文章基4 h8 C7 D: x$ \& d
本上都要引用这本书。这本书比较抽象,算法方面有所涉及,但
: N; C3 u9 \2 [$ {- o5 \是不多。后来Tikhonov和Yogola等人一起写过非线性反问题反问  B3 r0 ^6 c% M
题理论方面的书,还写过一本算法方面的书,可惜书名我已经忘
" c0 X: U* G+ D4 E. h记的。个人感觉Groetsch的《The theory of Tikhonov+ s' n9 d3 d' C* p8 M' S% Z
regularization for Fredholm equation of the first kind》* C/ y) e1 {1 T9 b3 Z- A
是比较好的入门书,这本书比较薄,也比较容易读懂。读了这本
; x, {7 S& o; h. Y书之后,阅读反问题理论方面应该不会有很大问题。Kress的$ @( z' c6 |) U% a4 b0 @2 x
《Linear Integral Equations》和Kirsch的《An Introduction$ K) ]' @& {% J' J7 B* W- E: a
to the Mathematical Theory of Inverse Problems》也是不错
3 @. ~6 Z( J( ]7 b- J4 `的入门书。这些书在系资料室里都能找到。Engl等人的
; @  d& s+ `+ S2 M$ C《Regularization of Inverse Problems》广受好评,应该可以9 o$ b5 r& r# b7 p! Z9 j* b
作为进一步阅读的材料。专门的著作有很多,如Isakov的5 J1 [( _1 r$ y3 k+ f
《Inverse problems for partial differential equations》,0 c1 G& M! ?* G& ]+ Y% _* Q
Martin Hanke的《Conjugate Gradient Type Methods for
8 Y. ?4 e, u4 jIll-posed Problems》应该也是不错的。
! r5 o! h8 Q4 l- R- t) A" y: O, h# W
在反问题的数值算法方面的书籍不多,只有Hansen的《Rank-: z/ s0 N7 l- ~! q$ h; L( i& x
deficient and discrete ill-posed problems》和 Vogel的; F* ?4 a$ A$ g3 J* F9 d
《Computational Methods for Inverse Problems》。两本
+ V! _8 P1 P; \( M( x/ M书都是非常棒的,要求的基础基本上类似,对矩阵计算的基$ r" M. M- v  d8 C" Y
本概念非常熟悉。但是侧重点有所不同,Hansen的书容易阅
: q# ]1 B: E9 |8 N2 p) ^- \( n7 V读,所以在工程师里面也是很popular。Vogel的书稍微数学
2 n0 S8 d9 j2 ^) q' d# g- C% J- P; Y化,涉及的范围也稍微广一点,比如说很重要的Total& e* K5 e6 X9 @9 \
Variation regularization在Hansen的书里就不讨论,但是
( O& I0 d2 y$ l" m# A, ^. EVogel的书里做了非常详细的讨论。Tikhonov的算法书应该
' Z- D0 X; ]& Z& K8 k' B  O也有很大的参考价值,可惜我没办法搞到,所以也没法评论
+ K/ [- U8 P2 R# L9 J1 Z  N  X了。: V' g  `. C  w- g2 q8 ~

9 ~: d# b" z0 V8 e反问题的reading list 可以在下面的链接中找到:% r% P" S8 a: \$ X- |- S
http://infohost.nmt.edu/~borchers/geop5 ... dings.html : Z& }' y% a) c( ^( |* m
# J, Y) c+ ?8 n& h/ d+ u- F
计算的热点似乎有两个特点:
* w( U& G& {) e. K% R5 v" H) Z一个是与具体的应用结合形成新的学科,比如说计算流体力学、
# c$ y9 g& F: x/ c  Q计算空气动力学、计算力学、计算物理。这里强调的是为新的学% ]% A6 R0 P' E" I
科的发展做出贡献,也就是所谓的作为除实验和理论之外的第三
8 D8 `, c! G; l: p( ^: a2 b4 z$ u种研究手段。材料和生物中的计算问题似乎将是以后的计算数学, C6 W- i& r6 l, X3 C1 O7 i& ~
中的一个热点,可以参考鄂维南老师的评论文章。
+ ]& d( a8 z  @# j
, Z3 `1 X' N' C: A) J( n) _一个是应用新的数学工具。比如说应用Lie群理论构造保格式的微: r) L2 k* @7 z) i3 {: H. ~* B
分方程数值解法,拓扑引出的continuation method。其缘由可能" n, c  |$ o8 m% D4 p
是基于某种物理上的考虑,但是可以通过引入新的数学工具来解决。
7 j4 V4 Q8 G/ w! q/ f" b$ M这也应该是一个值得注意的地方。
作者: bingcheers    时间: 2010-2-9 23:33
内容特别好* c+ U& D. o1 m5 A& M8 f
你看了吗
1 d9 N$ E- O" C% J& f4 g7 D/ I1 S. {6 N! I8 g
# z; W8 B* ]& w( ]' y
回复 1# mzszrj
作者: celestshakey    时间: 2010-5-23 19:26
好复杂的样子,好多没听过的杂志。。。
作者: 文素    时间: 2011-1-3 01:29
不懂~~~~~~~
作者: randy2009    时间: 2011-1-3 18:58
好文章啊,顶了
作者: 0.9清1.8清2.7清    时间: 2012-8-31 15:59
顶级高手!!!!!!
作者: hualian110    时间: 2012-10-9 21:43
看着很复杂啊。
作者: 此生不悔    时间: 2012-11-23 21:33
这样的文章才能值得叫好文章
作者: 汲荷    时间: 2013-10-10 21:56
好好好好好,计算数学啊




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