我在豆瓣上有創(chuàng)建一個(gè)名為“書架上持續(xù)在啃的數(shù)學(xué)/物理書”的豆列,今年開年花了一些時(shí)間梳理排序,并且又添加了一些新發(fā)現(xiàn)的書在最后面。但我一直沒有為這些書添加短評以記錄每本書對于我而言的意義,可能還是寫篇單獨(dú)的文章更合適。本文挑排名前列和2020年希望重點(diǎn)看的書,先記上一筆。
[1] Gauge Fields, Knots and Gravity
這是我第一本直接閱讀英文影印版的數(shù)據(jù)/物理書,因此對我有特別的意義,至今依然排在第1。時(shí)間回溯到2011年,那時(shí)還為它前面的章節(jié)寫了一篇筆記,先是用豆瓣的 筆記功能寫,后來永久性放到Github上。
我向來是只在乎蛋而不在乎下蛋的雞的,但因?yàn)檫@本書帶我入了微分形式、拓?fù)?、李?李代數(shù)、規(guī)范理論、范疇理論和紐結(jié)理論的門,我一度非常崇拜作者John C. Baez,也很想看到后繼下的蛋。但很遺憾,這本書雖然很生動(dòng)有趣,涉獵也跨領(lǐng)域,但對于作者本人以及對量子引力理論的追求而言,只是一次不算成功的嘗試,作者最終將興趣轉(zhuǎn)移到其他領(lǐng)域了(見 Should I be thinking about quantum gravity? )。
這本書開本和厚度一手可以掌握,比較便攜。公式、圖示與文本的比例適當(dāng),公式和圖示為當(dāng)時(shí)還不能流暢閱讀大段英文的我提供了充分的語境,因此讀起來節(jié)奏比較舒服輕松。算是自包含,但因?yàn)檎撌龊屠由嫌幸欢ǖ奶S性,如果對其中引入的概念沒有其他材料的對比認(rèn)知,會(huì)被本書帶入單一的節(jié)奏,而且會(huì)覺得還有很多需要腦補(bǔ)的空間。證明是比較簡略的,所以做習(xí)題的時(shí)候會(huì)稍微有些無所適從。習(xí)題的解可以在網(wǎng)上找到,比如這里和這里。
[2] Geometric Algebra for Physicists
這本書是2015年發(fā)現(xiàn)的,我以為我只是在買一本物理學(xué)家用的幾何與代數(shù)的書,但完全未預(yù)料到這開啟了我的GA之旅。GA解開了很多謎團(tuán),最核心的莫過于對于復(fù)數(shù)和量子力學(xué)的實(shí)在性的疑惑,最合胃口的莫過于coordinate-free(而反過來對于叉乘、行列式、張量有了新的理解),也是第一次讓我感受到了代數(shù)規(guī)則的力量。為了不被這本用GA語言寫的書慣壞,我需要補(bǔ)很多傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)和物理的語言來對照理解。在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)/物理的過程中,這本書以及背后的GA成為了一股很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力,它沒有使我成為GA的門徒,而使我用更精簡的方式看到了更廣闊的世界,因此對于很多更抽象的數(shù)學(xué)概念,因?yàn)橄冉⒘酥庇^上的把握或者這種把握的希望,就有了面對繁復(fù)形式和枯燥定義的耐心。也是這本書帶來的GA之旅,縮短了我和后面很多的數(shù)學(xué)書之間的距離。
Peeter Joot的Geometric Algebra for Electrical Engineers和Exploring physics with Geometric Algebra, Book I、Exploring physics with Geometric Algebra, Book II 是這本書非常贊的伴讀書,他將GA應(yīng)用到了非常多具體的例子中,細(xì)致地做出了完整的解決過程。
而Alan Macdonald的YouTube系列以及他的兩本書Linear and Geometric Algebra和Vector and Geometric Calculus也是非常好的伴讀材料。
在計(jì)算機(jī)圖形上的應(yīng)用,則主要需要參考Geometric Algebra for Computer Science: An Object-Oriented Approach to Geometry、Siggraph2019 Geometric Algebra,在Steven De Keninck的影響下,個(gè)人尤其喜歡PGA(Projective Geometric Algebra)。
[3] The Princeton Companion to Mathematics
這本書是從同事借的紙質(zhì)版中文版,但中文版的翻譯令人難以下咽,于是對照英文版的電子版讀了其中第I部分,并寫成了一個(gè)筆記系列。其他部分還沒有完整讀過,只是有時(shí)接觸新數(shù)學(xué)概念時(shí)找本書對應(yīng)的章節(jié)看。
這本書之所以排到第3是因?yàn)槲覟榱藢懝P記系列對第I部分讀得很仔細(xì),因此它對我對數(shù)學(xué)的整體性的認(rèn)識(shí)有很大的影響,而且對于新的數(shù)學(xué)概念,除了Wikipedia之外,有它作為更娓娓道來而且深入的介紹,會(huì)好理解很多。有機(jī)會(huì)還是要收藏一份它的紙質(zhì)影印版。
[4] Physics From Symmetry
這本書我讀的是2017年8月31日版的超理漢化組翻譯的《基于對稱性的現(xiàn)代物理學(xué)》中文版電子版,用iPhone 7 Plus橫著讀的,大約是用了兩次飛行多一些的時(shí)間讀完。在MarginNote3上已經(jīng)有了與這個(gè)版本的pdf緊密關(guān)聯(lián)的摘錄和腦圖,所以后來就沒有再讀英文原版了,也沒有購買紙質(zhì)版。
這本書之所以排到第4是因?yàn)檫@本書是從《可怕的對稱》到《宇宙的琴弦》而激起的對對稱性之美的好感與情結(jié),經(jīng)過不夠解饞的Quantum Mechanics: Symmetries,最終的一個(gè)closure。有機(jī)會(huì)還是要收藏一份它的紙質(zhì)影印版。
[5] The Geometry of Physics: An Introduction
這本書買到紙質(zhì)版后,只讀了開頭,但它已經(jīng)足以排到第5,因?yàn)槲姨貏e喜歡這本書的選題與編輯體例。我希望能夠在2020年聚焦讀一下這本書并做一下里面的習(xí)題,而且網(wǎng)上能找到它習(xí)題的解。
這本書雖然是self-contained,也非常pedagogical,但卻也是非常dense的。最dense莫過于開頭的Overview,后面章節(jié)反倒還稍微正常一點(diǎn)。對于Overview,我建議單獨(dú)打印電子版出來寫寫畫畫咀嚼爛了再往下看,或者直接跳過先看正文。
另外,對于微分幾何,我推薦YouTube上的Tensor Calculus來建立直覺,我尤其喜歡里面的彩色的公式,這對于滿地下標(biāo)的張量而言,非常省心智負(fù)擔(dān)。
[6] Lie Groups, Physics, and Geometry
這本書我只有電子版,只讀了開頭,但也已經(jīng)把它排到第6,因?yàn)槲蚁嘈胚@本書會(huì)為我對群論的認(rèn)識(shí)提供非常扎實(shí)的例子和應(yīng)用的支撐,從數(shù)學(xué)到物理到化學(xué),而且這本書會(huì)從Galois理論即群論的真正緣起開始講,也是非常不可多得的。
[7] Visual Group Theory (MAA Classroom Resource Materials)
這本書我只有電子版。排到這么前的原因是它是第一本我真正看進(jìn)去的群論書(除了非常粗淺的抽象代數(shù)外),建立起了很多直覺。
另外,對于抽象代數(shù),我推薦YouTube上的Abstract Algebra系列,既養(yǎng)眼,又對于群論的直覺建立也很有益處。
[8] A Course in Modern Mathematical Physics: Groups, Hilbert Space and Differential Geometry
這是我意識(shí)到自己需要補(bǔ)充數(shù)學(xué)物理后,買的第一本數(shù)學(xué)物理紙質(zhì)書。我喜歡它的地方在于一本自足,選題順序很有數(shù)學(xué)上的邏輯性(群、向量空間、內(nèi)積空間、張量、外代數(shù)、拓?fù)洹⒘孔恿W(xué)、微分幾何、微分形式(這里面有經(jīng)典力學(xué)和辛幾何),最后才到廣義相對論、李群/李代數(shù)),因?yàn)閺臄?shù)學(xué)的角度看,量子力學(xué)比經(jīng)典力學(xué)更為基本和簡單。另外這本書很香。
[9-10] Mathematical Physics: A Modern Introduction to Its Foundations
這是我在用上一本數(shù)學(xué)物理書作為參考查一些概念的時(shí)候,感覺到它不夠深入詳盡,所以又補(bǔ)了這套厚重的兩卷本,算是暫時(shí)得以坐鎮(zhèn)這個(gè)領(lǐng)域。
這本書的編輯體例和排版我比較喜歡,讀起來比較輕松舒服。開本比較大氣,邊上有足夠的margin,偶有一些sidenote。我關(guān)注的內(nèi)容主要在第二本,以及第一本的前五章。
[11] From Special Relativity to Feynman Diagrams: A Course in Theoretical Particle Physics for Beginners
我喜歡這本書的地方是它竟然能以這么薄的篇幅和這么小的開本,從狹義相對論一路講到量子場論,而且非常詳盡,作者下的功夫非凡。
這本書的紙質(zhì)版有點(diǎn)偏小,排版偏緊,所以我需要結(jié)合電子版看。單純看紙質(zhì)版有點(diǎn)困難,我還是喜歡開本大一點(diǎn)的,比較大氣,舒服透氣。
[12] Mathematical Physics
本來在買了兩本數(shù)學(xué)物理之后我以為不會(huì)再買數(shù)學(xué)物理書了,沒想到這本書的角度非常獨(dú)特,主要是從范疇理論的高度來寫的,所以沒忍住又買了。目前還沒有對這本書建立直觀認(rèn)識(shí),希望在2020年內(nèi)能讀一些感覺出來。
[14] Algebraic Topology
這本書目前在列表排第14,但我非常希望在2020年內(nèi)補(bǔ)一下這部分的知識(shí),而且恰好在YouTube上找到了Algebraic Topology - Pierre Albin伴隨著看(能耐心看的原因主要是Pierre Albin足夠優(yōu)雅,其實(shí)有些地方講得還是不夠細(xì)致)。
[19] Discrete Differential Geometry: An Applied Introduction
Steven De Keninck推薦給我的,這本書讓我第一次把計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與微分幾何關(guān)聯(lián)起來,領(lǐng)略到其中的貫通之美,對思維方式的沖擊其實(shí)僅次于排名第二的GA。
[32] Gravitation: Foundations and Frontiers
這本書目前在列表排到第32,但我特別喜歡這本書的選題和編輯體例,尤其是其Projects中提出了很多具體有趣的問題。希望2020年也有時(shí)間能夠在這本書上取得一點(diǎn)進(jìn)展。這本書的紙質(zhì)書也是太緊太厚了一點(diǎn),所以不那么便于閱讀,如果能夠換成大一點(diǎn)的開本,薄一點(diǎn),并且拆成兩冊,會(huì)更匹配這本書Project和習(xí)題豐富的特點(diǎn)。
[50] Geometry, Topology and Physics
這本書我只有電子版。目前是作為topology相關(guān)的參考書。書中錯(cuò)漏較多,需要結(jié)合看Errata。網(wǎng)上有習(xí)題解答。