用于材料探索與設(shè)計(jì)的信息科學(xué)

Turab+Lookman

材料是人類生存不可或缺的一部分，人類一直在尋找新材料道路上進(jìn)行著不斷地探索，也取得了很多重要的研究成果，這些重要的成果推動(dòng)著人類文明的進(jìn)步。為了獲得所需功能的材料，人們需要進(jìn)行大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)論證。因此，有必要找到一種行之有效的方法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從而降低實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性，減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，提高材料探索和設(shè)計(jì)的效率。本書(shū)就主要介紹了可以高效地進(jìn)行材料探索和設(shè)計(jì)的方法。書(shū)中提到，可以用與人類基因組計(jì)劃相似的方法來(lái)加速材料的探索，這種方法依賴于材料科學(xué)的大數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算以及數(shù)學(xué)能力。

本書(shū)由3部分內(nèi)容組成，第1部分 含第1-6章：主要講述了材料探索和設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)，以及如何將信息理論工具應(yīng)用到解決材料的特定問(wèn)題中。通過(guò)運(yùn)用主成份分析法（PCA）、支持向量回歸法（SVR）和偏最小二乘回歸法等方法推測(cè)出了具有特定功能的材料。第2部分 含第7-12章：主要介紹了信息工具在材料科學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用，講述了如何通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)、仿真模擬以及計(jì)算預(yù)測(cè)材料的性能。第3部分 含第13-14章：主要闡述了一種可以快速的產(chǎn)生大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法。將這種實(shí)驗(yàn)方法與合理的表征工具配合，就可迅速地辨別大量參數(shù)空間中的子空間。這樣，便可在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種具有特定功能的材料。

本書(shū)圖文并茂、內(nèi)容豐富，為優(yōu)化科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，高效分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提供了理論指導(dǎo)。涉及的知識(shí)點(diǎn)橫跨多個(gè)學(xué)科，如統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及材料科學(xué)等，是一本非常實(shí)用的書(shū)籍。

王兆剛，博士研究生

（中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所）