代数特征值问题的解法长期以来对我有一种特殊的魅力,因为它充分地显示出所谓经典数学与实用数值分析之间的差异,特征值问题具有貌似简单的提法,而且其基本理论多年来已为人们所熟知;然而欲求其精确解就会遇到各种挑战性问题。
L.Fox教授与E.F.Goodwin博士基于我在计算机上工作的早期经验,建议我写一本关于这个主题的书,纳入数值分析专著丛书。如果不是W.J.Givins教授邀请我参加1957年于底特律召开的矩阵讨论会,因而相继被邀请在密执安大学举办的夏季讨论班作题为“解线性方程组及计算特征值和特征向量的实际技巧”的讲演,撰写本书恐怕只能是一个良好的愿望。每年为这些讲演提供一套讲义的规定业已证明确有特定的价值,本书的许多材料就是以这种方式通过讲演得以介绍。
我原来的意图是叙述解此问题的大部分已为人们知晓的技巧以及对其优点作出评价,并尽可能附以相应的误差分析。基于上述想法的原稿于1961年差不多就完成了,然而,在准备原稿的那段时阆内,特征值问题与误差分析获得了重大进展,使我对原先的各章日益感到不满。1962年我决定按照业已改变的客观情况改写全书。我感到,要包含几乎所有的已知方法并给出它们的误差分析已不再切合实际,因此决定主要叙述我有着广泛实际经验的那些方法。同时,我插进附加的一章,给出相当一般的误差分析,它适用于后面提出的几乎所有的方法。多年的经验使我确信,一种方法,如果没有使用过,就很难对它作出可靠的评价,并且一个实际过程在细节方面的相当微小的变动常常会对此方法的效果产生很大的影响。
写数值分析书的作者面临着一个特殊的困难问题,这就是如何确定该书的读者对象。特征值问题的实用性论述可能使许多人都感兴趣,其中包括设计工程师、理论物理学家、经典应用数学家以及那些旨在矩阵领域进行研究的数值分析家,一本主要面向后一类读者的书可能会使前一类读者感到难以接受。我不会单纯因某些读者可能感到太困难而省略掉任何东西,但是只要题材许可,我尽量把一切写得初等一些。左右为难的处境在第一章中表现得最为突出。我希望,那里所采用的初等叙述不至于冒犯严谨的数学家。而且如果他还拟从本书其余部分汲取营养,那么希望他把这仅仅看作是他所熟悉的经典材料的一种粗浅表示。