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Tuesday, May 2, 2023

追忆当年教科书


首先说明,我的这篇短文仅仅是对当年大学生活的感慨,同徐水良没啥关系。

刚刚看到徐水良向大家推荐统计物理学教科书。

我无意继续同徐水良讨论这些问题。只是徐水良推荐的教科书不禁让我想起当年在大学时读过的几本《统计物理学》教科书,令我感慨万千。

相信在77年上大学的人都会有同样的经历。

我们的统计物理或称统计力学课用的是王竹溪编的一本薄薄的教科书,电动力学是曹昌琪的《电动力学》,还有一本很有名的教授的《电动力学》,电磁学是赵凯华(?)编辑的《电磁学》,褚圣麟的《原子物理学》 等等等等,相信当年各个大学都是通用的这几本教材,对这些教材,我们当年可都是能倒背如流了,现在全忘光了。如果曹昌琪不曾经给我当了三年的导师,我连他的名字也会忘得精光。

这些中文教科书都是让人兴味索然,我们就设法去买一些美国的通用教材。最著名的是伯克利的四大力学教材,有《波动学》(绿色封面)、《电动力学》、《统计物理》(蓝色封面)、《量子力学》(紫铜封面)等等。其中的《统计物理学》是我最喜欢读的,那简直就是一种享受,如同是看动画小人书或漫画一样。我至今还记得其中讲述不可逆过程的漫画:

一个酷似卓别林的小丑,提着拐杖,对着一个小木房丢了一颗原子弹。房子炸飞啦。小丑随后又对炸飞的房子废墟又丢了一个原子弹,结果是所有废墟碎片都按照被炸飞的轨迹逆向飞行,被炸飞的房子瞬间又被炸回来啦。

物理学和力学在当年好象区分不大。力学通常是指那些包含有微分方程式的物理学科就成为是力学。比如,电动力学,因为有麦克斯韦方程,就不叫做电动物理学了。电磁学的很多内容就是初级的电动力学。

电磁学的另一个升级版叫作电子线路,因为其中没有用到微分方程,就不敢自称为电磁力学了。

量子力学,因为有薛定谔方程,也就被称为是力学了。

统计物理学,在初级阶段叫做统计物理,高级的统计物理就称为是统计力学了。

光学,没什么微分方程,就一直没有升级为光力学。

热学,初级阶段叫做分子运动学或热物理,高级阶段就成为热力学了。

原子物理学一升级就成为量子力学了。

原子核物理学升级后就成为量子场论。

普通物理,一升级就成理论力学了。

还有,流体力学,弹性力学,材料力学,空气动力学,塑性力学, 等等等等,都要不叫作力学的初级课程。

但凡是没有用到微分方程的学科,都不敢称其为力学。

我这段话是经验之谈,开玩笑。

虽然是这样开玩笑,我们力学专业的人都认为力学没什么技术含量,认为力学系上古典学科,而物理系则是属于现代科学。更因为古典力学都让牛顿给糟蹋完了,剩下的任务就是完成牛顿还没来得及完成的修修补补工作,没什么机会得诺贝尔奖了,大家都争先恐后地转行学物理。

还记得有另一本英文版的著名的统计物理学,我忘记作者名字了,其中的题目特别好。我们科大图书馆只有一本。我们每个人都抢着去借那本书。我曾经借到过几次。就是现在,我还经常做梦我去图书馆去排队借那本书。

还有一本英文版统计物理学,好象是一位姓黄的美国华人编著的。也忘记名字了。后来到了单位工作后,我就将单位图书馆的那本黄某的统计物理学给包下来了。

前几天还记得有人在此提到铁摩欣科。我们在78年上《材料力学》是就是使用铁摩欣科的英文版《材料力学》,当时给我们上课的教授叫沈志荣,是美国的正宗博士,是当年同钱学森同一条轮船从美国回到祖国的,也是我毕业论文的导师。钱学森一直都是我们系的系主任。上沈教授的课,让我记住了一些相关的英文单词,我们学生都会牢记他经常使用的“homogeneous”一词。相信我们班上的学生都会不忘他传授的这个单词。我的毕业论文题目是“近海石油平台的震动模型分析”,其实就是帮助他查阅和归纳这方面的英文资料。沈志荣教授在那期间几乎每天下午都要去体育教研室,就是同宁柏下围棋。

当时科大的条件比较优越,我们所用的教科书基本上是免费发放,就连铁摩欣科的那本厚厚的英文硬皮书也是免费发放。如果不是免费发放的教科书,我们很多人就不买了。后来到了北大,才知道买书贵啊。

吉米多维奇的《高等数学解析题集》就更是我们那个年代尽人皆知几乎人手一本的参考书了。

最令人难忘的是上了方励之的《天体物理学和相对论》、阮图南的“量子场论”,我的物理学课都是到现代物理系或是物理系选修的。我有一个学期选了十几门课,既包括力学系的必修课,又同时去选修物理系和近代物理系的物理课程。我们那时是可以逃课的,参加期中和期末考试通过就给记学分。

凡是方励之授课,没上过的,我大多都会去听。因为那跟听评书一样令人开怀。方励之的那本科普读物《宇宙的創生》很有伯克利《统计物理学》的遗风,其中有大量的漫画。一方面在讲述宇宙的创生是始于和谐、美、平等。其中特别引用圆桌会议来比喻圆桌上平等和美的基本的要求,宇宙中就没有中心,处处是中心,圆形、椭圆形、球形是基本的存在形式,否则就会产生战争,产生灾难。而人类社会也是要求平等,最终的均衡是要逐渐地趋向于人人平等,没中心,没有国王,大家都是占有圆桌的平等的一个角,而不存在坐难坐北的席位,更不存在什么主席。

我们系的数学课要求比较高,各种数学课一直都是由徐澄波教授担任主教授,大概交了我们三年有余。徐澄波教授的授课令人难以忘怀,是北大数力系毕业,讲课的每一句话都配有十分有力度的动作。我们都不会忘记他讲授“Epsilon 非常小,小到不能再小”,那动作就如同是在反复地按死一个老共匪。徐澄波教授的夫人是浙大教授,后来,徐澄波教授也调到了浙大。我还同几位同学专程去他在浙大的家中拜访过他。

只有概率统计是同物理系一道上的大课。给我们上概率统计的老师也令人难以忘怀,最难忘记的是他几乎每堂课都会说几次“这个问题同学们并不百生”,引起一阵阵哄堂大笑,因为我们都知道他要说的是“陌生”,而他就一直都奇怪我们为何要笑。

刚刚想起那本蓝色硬皮的英文版《统计物理学》的作者叫黄克森,Kesen Huang.

徐水良 牛津大学研究生教材《统计物理学中的蒙特卡罗方法》等大学教材 2023-04-26 12:18:58 [点击:257]
赛昆、刘刚等等对统计学几乎一窍不通,不仅他们的统计计算很可笑,听不懂樊教授关于蒙特卡罗方法的介绍,赛昆还坚持说胡话疯话,非常可笑地一再一再说蒙特卡罗方法不是统计方法,不属于统计学,完全不知道自己是在一次又一次出丑。

参见:https://twishort.com/7Dsoc

https://facebook.com/xushuiliang/posts/pfbid02QebkdJ72nGX38cTZBfiuwsz776UEuTGdqT39qCBoyWS8hSgNKeS9qzdP79woj3u2l

我的统计学是40年前在监狱自学的,忘记用的是哪个大学的教科书。在与赛昆等家生共辩论蒙特卡罗法是不是统计方法等时候,发觉不仅赛昆、刘刚等对统计学几乎一窍不通,而且其他很多朋友似乎也不懂统计学。于是上网搜索相关大学教科书,看看有什么教科书,可供我们学习。这是一部分结果:

比较权威的有:《牛津大学研究生教材:统计物理学中的蒙特卡罗方法》等教科书,据说是经典的。纸本书籍,亚马逊网站和书店有售:
https://www.amazon.cn/dp/B00CE3TLB0

刘刚 浙大力学属于数力系能说明什么? 2023-04-30 14:26:17  [点击:114]
中国的各个系所包括的分支专业并不是什么科学问题。

中国文革前各个大学大多都有数力系。这仅仅是为了师资资源管理的方便,并不能据此来论证力学就是数学的一个分支。

将力学划分到哪个系,不是科学问题,而仅仅是管理问题。在那个年代,力学教师都需要很强的数学,而物理系规模通常是过于庞大,为了均衡,就将力学划分到数学系。中国高中里将力学划分到物理课中。力学究竟应该是划分到物理中还是划分到数学中,中国是根据师资和教学管理的需要来划分的。

中国在文革前很少有计算机系。计算机专业大多都划分到无线电系或者是数学系。这也是根据师资管理的需要。只是后来需要招募大量的计算机专业的学生后,才划分出计算机系。

中国将计算机或力学划分到哪个系不能作为证据来证明计算机或力学是属于哪种学科,这就如同将马克思主义、习近平思想划分到哲学系,并不能证明习近平思想就成了哲学。中国的数学系学生都要学习党史,这并不能证明中共党史就是数学的一个分支!

徐水良的辩论术真是风××。也许徐水良想说的就是他曾经是浙大非数力系的某个系的肄业生。

另外,Monte Carlo 方法也不是什么神秘的方法。可以简单地概括为:对随机事件进行大量随机抽样再对某个随机变量求平均值。

在计算机领域,通常将这种方法也称为Randomization Method。有很多计算机领域的专家会将Randomization Method列为自己的研究方向,但很少有人会将Monte Carlo方法作为自己的研究方向,就如同不会将“投硬币”、“掷骰子”列为自己的主攻方向一样。如果有人自称是Monte Carlo Simulation方面的专家,那是指他会使用Distributed computation 或Cloud Computation进行计算机计算,应该是指如何进行大规模计算,是计算机领域的专家,而不是统计学领域的专家。

Monte Carlo Simulation方法是属于一种“傻瓜方法”,是找不到更好算法时的无奈选择。这个方法本身不是什么难题,难的是如何实现这种算法中所需要的大量计算,那就是属于计算机领域的问题了。

徐水良在讨论Monte Carlo方法是属于数学领域还是统计学领域,这就如同是在讨论“掷骰子”是属于数学领域还是统计学领域一样地无知。

有很多人会在自己的Resume上将Monte Carlo Simuluation列为一个skill。当面试的人看到这个Skill时,这仅仅是表明他的计算机skill比较强,会使用Monte Carlo方法进行模拟计算,其中包括的内容会是Distributed Computation, Grids Computation, 而丝毫不包括什么统计学和其它的什么数学。其数学知识很可能仅仅是求平均值而已。

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