边实践边思考，STEM专业相关书单推荐
STEM是科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写，其中科学在于认识世界、解释自然界的客观规律；技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改造世界、实现与自然界的和谐共处、解决社会发展过程中遇到的难题；数学则作为技术与工程学科的基础工具。
Biology 生物
On the Origin of Species
物种起源
Charles Darwin
《物种起源》所阐述的进化论是19世纪自然科学的三大发现之一，被誉为“影响世界历史进程的书”。查尔斯·达尔文的《物种起源》是划时代的著作，提出了生物进化论学说，对唯心的造神造论和物种不变论提出根本性挑战，使当时生物学各领域的概念和观念发生剧变。除了生物学外，达尔文的理论对人类学、心理学、哲学的发展都有不容忽视的影响。
Endless Forms Most Beautiful: The New Science of Evo Devo
无尽的形式最美丽
Sean B. Carro
这是一本对生活多样性及其遗传基础的精彩介绍。一个多世纪以来，打开胚胎发育的黑匣子是生物学的圣杯。进化发育生物学是最终打开盒子的新科学。在他丰富而引人入胜的书中，Sean B. Carroll解释了我们如何发现复杂的生活比任何人预期的要简单得多。
The Ancestor's Tale (A Pilgrimage to the Dawn of Life)
祖先的故事（生命起源的朝圣之旅）
Richard Dawkins
《祖先的故事:生命起源的朝圣之旅》为当代最伟大的科学家之一道金斯的力作，概括了他博大精深的生命起源观。作者以旅途为背景，向我们讲述了大约40个故事，每个故事都通过对一路上所遇同伴的介绍，向人们揭示进化生物学的某一方面。故事之间穿插有介绍旅途情况的开场白，展示进化谱系的路线图，以及我们共同祖先栩栩如生的复原图像。《祖先的故事:生命起源的朝圣之旅》是一次探索未知空间的朝圣，目的地位于40亿年前。加入这一行列的朝圣者会逐渐增加，最终涵盖所有生物。在旅途的尽头，是最初的，微不足道的，不断自我复制的分子。简单之至却蕴涵造化神力。
Mutants: On Genetic Variety and the Human Body
变异：基因多样性和人体
Armand Marie Leroi
遗传学和胚胎学的优秀介绍说明了人类突变的非凡范围：它将基因，细胞和生物体形式联系在一起。Mutants毫不费力地从神话到尖端科学，对我们的遗传密码以及身体已经揭示它的迷人人物进行了精彩的叙述 - 一个发现自己在青春期变性的法国修道院女孩;与荷马的独眼巨人相呼应的孩子，在额头中间只有一只眼睛出生;一个长寿的克罗地亚矮人村;一个家庭，其尸体完全被头发覆盖，被保存在缅甸王室四代，并给达尔文一个关于遗传的最敏锐的见解。这本优雅，人性化和引人入胜的书“捕获了我们所知道的使我们成为人类的发展。
Biology by Numbers: An Encouragement to Quantitative Thinking
数字生物学：量化思维
Richard Burton
这本是大学常用的教科书，它既是对定量生物学的介绍，也是数字没那么好的学生的指南。理查德伯顿通过一系列有趣的例子，培养了数学原理在生物学中的基本重要性和实用性。本书面向非数学家，涵盖了许多不同生物学科的基础知识以及各种更高级的主题。问题和计算鼓励积极参与，而不会阻碍随意读者。一个关键特征是书的结构。Burton博士强调了在昆虫和种群增长，种子死亡率和感官反应等多种多样的领域中使用的推理的常用方法，而不是仅仅围绕生物学科建立。
Chemistry 化学
Chemistry: Concepts and Problems: A Self-Teaching Guide
化学：概念与问题：自学指南
Clifford C. Houk, Richard Post
快速，简便的方法来掌握化学的基础知识。你有没有想过液体，气体和固体之间的区别？或者当某些东西燃烧时会发生什么？究竟什么是解决方案？酸？一个基地？这就是化学 - 构成所有物质的物质的组成和结构，以及它们如何被转化。无论您是第一次独自学习化学，想要为考试重温记忆，还是需要一点帮助，这个简洁，互动的指南将为您提供一个全新的方法来解决这个迷人的主题。
Inorganic Chemistry
无机化学
Gary L. Miessler, Paul J. Fischer, Donald A. Tarr
《无机化学》这本经典教材为当今的的课堂提供了无与伦比的无机化学基础 - 既不是太高（对于新手读者）也不是太低（对于高级读者）。原子理论的强大覆盖和对物理化学的强调为读者提供了对无机化学理论基础的理解，而分子轨道和群论的重组表现突出了关键原则。随着对快速变化的内容区域的更新，强化的视觉呈现以及新的共同作者Paul Fischer的加入，这个高度可读的文本的新版本比以往更具教育性和价值。
Chemistry of the Elements
元素化学
N. N. Greenwood, A. Earnshaw
该书不仅涵盖了元素的“无机”化学，还涵盖了分析，理论，工业，有机金属，生物无机和化学的其他同源领域。作者在他们的学科教学中打破了最近的传统，并采用了基于描述性化学的新的非常成功的方法。元素的化学性质仍然在潜在的理论框架的背景下进行讨论，赋予文本凝聚力和结构，但在任何时候都强调化学事实。邀请学生进入令人兴奋的化学现象世界，对该主题有充分的知识和理解，以开放的思维方式进行实验，并可靠地评估观察结果。这本书不仅受到学生在正规教育期间的重视，并且也是化学家在整个职业生涯中的保留和参考。
Chemistry
化学
Raymond Chang Dr., Kenneth Goldsby Professor
这本是是Dr. Chang最畅销的通用化学教科书采用传统方法，通常被认为是学生和教师的最爱。本书具有直观清晰的写作风格，也有经过验证的解决问题的策略。它延续了为化学概念和原理提供坚实基础的传统，同时以清晰，简洁的方式呈现广泛的主题。
Elements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe
元素：宇宙中每个已知原子的视觉探索
Theodore Gray, Nick Mann
元素是我们和我们周围的一切的构成。但是有多少元素实际上是以纯粹的未组合的形式看到的？元素提供了这个难得的机会。基于七年的研究和摄影，本书中的图片构成了宇宙中每个原子肉眼可见的最完整，最具视觉吸引力的表现形式。按照周期表上的出现顺序组织呈现，每个元素都有一张令人惊叹的整页全彩色照片的图片，该图片以最纯粹的形式最接近地代表它。例如，氧气是在-183℃从无色气体变成美丽的淡蓝色液体照片。本书还包括有趣的事实，数字和元素的故事，以及每个元素的属性数据，包括原子量，密度，熔点和沸点，化合价，电负性，以及它们被发现的年份和地点。另外几张照片显示了每种元素的略微改变形式或各种实际使用方式。
Physics 物理
The Feynman Lectures on Physics, boxed set: The New Millennium Edition
费曼讲物理入门
Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands
这本书内容包括“运动着的原子”、“基础物理学”、“物理学与其他学科的关系”、“能量守恒”、“万有引力理论”、“量子行为”六部分。书里几乎没用什么数学，这不仅是为了通俗，更反映了费曼对物理学本质的认识：物理基本概念理解上的困难并不是数学性质的。费曼喜欢讲“常识”，他所谓的“常识”，其实是指一下子抓住要害的能力；“挑战者号”航天事故的主要原因，就是费曼根据“常识”找出来的。费曼说：一个问题，如果没法“把它简化到大学一年级的水平，那就意味着我们并不理解它”。借费曼的朋友、也是大物理学家的戴森的话来说：费曼不用系统的数学，而以他自己的方式实际上“重新发明了差不多整套的物理学”。认真肯用心的读者，通过这本入门书，可以从头从新进入多彩多姿的物理学世界。
Fundamentals of Physics
基础物理
David Halliday and others
作为本科物理课程的一部分，它被广泛用于大学，并且几十年来一直为科学和工程专业学生所熟知，作为新生级物理文本的“黄金标准”。2002年，美国物理学会将该作品命名为20世纪最杰出的入门物理学文本。
该教科书涵盖了物理学中的大部分基本主题：力学，波动，热力学，电磁学，光学和狭义相对论。
Basic Physics: A Self-Teaching Guide 2nd Edition
基本物理：自学导图
Karl F. Kuhn
阅读这本书是掌握物理基础知识最快速，简便的方法。这是最实用，最完整，易于使用的指南，可用于理解物理和物理世界。即使你不认为自己是一个“科学”的人，这本书也有助于使学习关键概念成为一种乐趣，而不是一件苦差事。无论您是需要课程帮助，想要查看考试的基础知识，还是只是一直对能量，声音，电力，光线和颜色等物理现象感到好奇，这本书都会帮助你。
A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes
时间简史
Stephen Hawking
全书共十二章，讲述了关于宇宙本性的最前沿知识，包括：我们的宇宙图像、空间和时间、膨胀的宇宙、不确定性原理、黑洞、宇宙的起源和命运等内容，深入浅出地介绍了遥远星系、黑洞、粒子、反物质等知识，并对宇宙的起源、空间和时间以及相对论等古老命题进行了阐述。在该书里，霍金探究了已有宇宙理论中存在的未解决的冲突，并指出了把量子力学、热动力学和广义相对论统一起来存在的问题，该书的定位是让那些对宇宙学有兴趣的普通读者了解他的理论和其中的数学原理
The Universe in a Nutshell
果壳中的宇宙
Stephen Hawking
在《果壳中的宇宙》这部新作中，霍金把读者带到理论物理的最前沿，真理在那里甚至比幻想更令人眼花缭乱。他利用通俗的语言解释制约着宇宙的原理。《果壳中的宇宙》是一本图文并茂的科普著作，主题是宇宙学，涉及广义相对论、量子论、黑洞、暴胀、时间旅行、弦论、超引力等诸多前沿概念。
Computer Science 计算机
Computer Science Illuminated
计算机科学概论
Nell Dale, John Lewis
《计算机科学概论》由两位知名的计算机科学教育家编写，全面而细致地介绍了计算机科学的各个方面。书中，计算系统的每个分层都以剖析，从住处层开始，历经硬件层、程序设计层、操作系统层、应用程序层的通信层，最后讨论了计算的限制。此外，正文中穿插了大量的人物传记、历史注释、道德问题和最新的技术发展信息，有助于你进一步了解计算机科学。每章后面都附带有大量的练习，可以帮助你即时重温并掌握这一章所述的内容。《计算机科学概论》是计算和计算机科学引论课程的理想教材，对于想要了解计算机科学概况的非专业人员，《计算机科学概论》也是一个很好的选择。
Introduction to Algorithms
算法导论
Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest, Clifford Stein
在有关算法的书中，有一些叙述非常严谨，但不够全面；另一些涉及了大量的题材，但又缺乏严谨性。本书将严谨性和全面性融为一体，深入讨论各类算法，并着力使这些算法的设计和分析能为各个层次的读者接受。全书各章自成体系，可以作为独立的学习单元；算法以英语和伪代码的形式描述，具备初步程序设计经验的人就能看懂；说明和解释力求浅显易懂，不失深度和数学严谨性。全书选材经典、内容丰富、结构合理、逻辑清晰，对本科生的数据结构课程和研究生的算法课程都是非常实用的教材，在IT专业人员的职业生涯中，本书也是一本案头必备的参考书或工程实践手册。
The Soul of a New Machine
新机器的灵魂
Tracy Kidder
计算机从1981年开始发生巨大的变化。《新机器的灵魂》完整地记录下了当时一家公司齐心协力把一种新的小型计算机推向市场的过程中所发生的一系列戏剧性的、充满戏剧色彩的、激动人心的故事。本书以美国通用数据公司研制鹰电子计算机的全过程为主线，对美国计算机工业的发展和管理中鲜为人知的侧面，作了条理清晰、颇具诗情画意的描述。你想知道一代新型计算机怎样诞生，精明干练而又富于幽默感的工程技术人员怎样争分夺秒、日夜鏖战吗？你能猜到驱使这些技术骄子忘我奋斗的原因吗？你想了解处于尖端技术前沿的大公司经营管理的内幕，以及企业内外近乎疯狂的竞争吗？本书会告诉你答案。这是一个奇妙的故事，也是一个项目管理的实例，即使不了解计算机发展史的读者也能读懂这个故事，并且从中受益。
Algorithms to Live By: The Computer Science of Human Decisions
生活的算法：人类决策的计算机科学
Brian Christian, Tom Griffiths
我们应该在一天或一生中做些什么，或者什么都不做？我们应该接受多少混乱？新的和熟悉的平衡最令人满意的是什么？这些似乎是人类独特的窘境，但事实并非如此。像我们这样的计算机面临有限的空间和时间，因此计算机科学家几十年来一直在努力解决类似的问题。他们发现的解决方案有很多东西可以教给我们。在一项令人眼花缭乱的跨学科工作中，Brian Christian和Tom Griffiths展示了为计算机开发的算法如何解决非常人性化的问题。他们解释了如何获得更好的预感，何时让事情变得偶然，如何应对压倒性的选择以及如何最好地与他人联系。从寻找配偶到寻找停车位，从组织收件箱到窥视未来，Algorithms to Live By将计算机科学的智慧转化为人类生活的策略。
The Chip: How Two Americans Invented the Microchip and Launched a Revolution
芯片：两位美国人如何发明微芯片并引发革命
T.R. Reid
仅仅五十年前，计算机是一种庞大而昂贵的东西，只有极少数科学家见过。世界上最聪明的工程师在寻求使这些机器变得小而且价格合理的过程中受到了阻碍，直到解决方案终于来自两个聪明的年轻美国人。杰克基尔比和罗伯特诺伊斯发现了令人惊叹的发现，这将使硅微芯片成为可能，这项工作最终将使基尔比在2000年获得诺贝尔物理学奖。在这个经过全面修订和更新的The Chip，T.R。里德讲述了他们的发明以及它在全球信息产业中的发展令人揪心的冒险故事。这是数字时代如何开始的故事。
Engineering 工程
Introduction to Algorithms
算法导论
Thomasd H. Cormen, Charles E.Leiserson, Ronald L.Rivest, Clifford Stein
《算法导论》自第一版出版以来，已经成为世界范围内广泛使用的大学教材和专业人员的标准参考手册。这本书全面论述了算法的内容，从一定深度上涵盖了算法的诸多方面，同时其讲授和分析方法又兼顾了各个层次读者的接受能力。各章内容自成体系，可作为独立单元学习。所有算法都用英文和伪码描述，使具备初步编程经验的人也可读懂。全书讲解通俗易懂，且不失深度和数学上的严谨性。第二版增加了新的章节，如算法作用、概率分析与随机算法、线性编程等，几乎对第一版的各个部分都作了大量修订。
Getting Started with Arduino
爱上Arduino
Massimo Banzi
Arduino是一个基于开放源代码的电子原型制作平台，此平台包括一个具备简单输入输出接口的电路板和一套为其编写程序的开发软件。Arduino既可以独立运行，又具备互动性。它可以用来开发交互产品，例如它可以读取大量的开关和传感器信号，并且可以控制各式各样的电灯、电机和其他物理外设。它可以与计算机的外围装置相连接，还能与计算机上运行的软件进行通信。在2011年举行的google i／o开发者大会上，google发布了基于arduino的android openaccessory标准和adk工具，这在电子爱好者们中间引起了一场风暴。
Game Design Workshop
游戏设计工作坊
Tracy Fullerton, Steven Hoffman, Christopher Swain
游戏业在过去30年逐渐成熟，已经成为一种重要的娱乐方式。游戏设计是一项具有创造性、专业性、艺术性的工作。本书是在作者为Sony、Sega和Microsoft设计游戏的实际经验以及与不同背景和经验水平的学生设计、创建原型、测试原始游戏概念所获得的经验基础上，浓缩而来的关于游戏设计的精华内容。本书首先介绍了游戏设计师的任务、游戏结构以及设计形式细节、戏剧化元素、游戏动力学等内容；接着介绍了设计一个游戏时概念化、原型化、测试、可用性和平衡、趣味性、控制与界面等方面的内容；还介绍了游戏设计时有关团队机构、开发阶段、设计文档等方面的知识；最后介绍了游戏业的现状和概况，以及在游戏业中寻找工作和推销创意的方法。
Creative Confidence
创新自信力
Tom Kelley, David Kelley
创造力与生俱来、人人皆有。本书讲述了如何释放、培养和提升创造力，字里行间充满真知灼见，令人信服。它出自创新前沿的两位领军人物——IDEO创始人戴维·凯利和畅销书《创新的艺术》的作者汤姆·凯利。今天，创新和创意已被公认为商业成功的驱动力，也是领袖人物身上最可贵的素质之一。然而多数人往往把创新的衣钵拱手让与“创意型人士”——那些以绘画、雕塑、设计或写作为生的人。人们早已淡忘了儿时的自己也是有创意的，那时的我们拿泥巴捏各种玩意儿，用蜡笔随心所欲地涂涂画画。可是在长大成人的过程中，太多的人因创新的尝试遭到贬抑而最终投身传统行业。在《创新自信力》中，凯利兄弟提醒我们，人人都不乏灵感与见识；并阐述了创新是一种思维倾向、一种思维方式，也是一种另辟蹊径寻找解决方案的积极策略。我们未必都能成为艺术家，但却可以成为更具创意的律师、医生、管理人员或推销员。凯利兄弟运用他们在IDEO和斯坦福大学设计学院工作中的实例，向我们展示了解决问题时应如何发掘创意源泉与想象力，并透露了释放我们蕴而未发的创意火花的具体策略。他们解释说，创意和创新能力如同肌肉，越用越强劲。《创新自信力》给了我们改变身边世界的勇气，激励我们把突破性理念付诸行动。
I’m Going to Retire on Mars
在火星上退休
Adam Jefferson
乔布斯过世后，下一个乔布斯在哪里。媒体说，伊隆马斯克，是今天的乔布斯。甚至比乔布斯更伟大，因为他做的事情，都是改变人类的一切。他改变了我们汽车工业的未来。消除了石油危机，以及由于石油而引起的战争。更重要的是，净化了地球的生态环境。伊隆马斯克挑起三大尖端产业的革命——太空火箭、电动车与太阳能发电。任何一个，都是国家级的事业。伊隆马斯克却能独立挑战这一切。他的传记不只是讲述了他的传奇，同时讲述了他为什么能实现这些传奇。从伊隆的冒险家基因，他在南非的童年、少年到北美的青春岁月，加拿大皇后大学、沃顿商学院的另类大学生活，到开创性的五个时代——硅谷互联网公司Zip2、PayPal，SpaceX火箭公司、特斯拉电动汽车公司，以及太阳能发电公司。伊隆马斯克说，“人类应该成为星际物种”。这不是科幻。他缔造了特斯拉，他发射了私人火箭，他推动了绿色能源革命，他还能干什么？答案就在这本《在火星上退休——伊隆马斯克传》中。
Environmental Science 环境科学
Principles of Environmental Science
环境科学:全球关注
William P Cunningham
《环境科学：全球关注》为一本经典的环境科学教材，内容全面、新颖、丰富，参考和应用了大量的最新素材，图文并茂，可读性强。对众多人员有重要参考价值。《环境科学:全球关注》主要内容有：环境伦理与哲学，生物群落和物种相互作用，人口、生态经济学，环境健康与毒理学，环境政策与规划，害虫控制，生物多样性。
Silent Spring
寂静的春天
Rachel Carson
我们必须与其他生物共同分享我们的地球，为了解决这个问题，我们发明了许多新的、富于想象力和创造性的方法；随着这一形势的发展，一个要反复提及的话题是：我们是在与生命——活的群体、它们经受的所有压力和反压力、它们的兴盛与衰败——打交道。只有认真地对待生命的这种力量，并小心翼翼地设法将这种力量引导到对人类有益的轨道上来，我们才能希望在昆虫群落和我们本身之间形成一种合理的协调。“控制自然”这个词是一个妄自尊大的想象产物，是当生物学和哲学还处于低级幼稚阶段时的产物，当时人们设想中的“控制自然”就是要大自然为人们的方便有利而存在。“应用昆虫学”上的这些概念和做法在很大程度上应归咎于科学上的蒙昧。这样一门如此原始的科学却已经用最现代化、最可怕的化学武器武装起来了：这些武器在被用来对付昆虫之余，已转过来威胁着我们整个的大地了，这真是我们的巨大不幸。
The Sixth Extinction: An Unnatural History
大灭绝时代
Elizabeth Kolbert
《纽约客》记者伊丽莎白·科尔伯特一一亲历全球生态现场，穿插结合三百年科学认知与最新锐生态观点，为读者画出了今天世界的轮廓：我们的确生活在一个非同凡响的时代，第六次物种大灭绝已经开始。本书描述的故事一共有十三个。前几个故事所涉及的美洲乳齿象、大海雀还有菊石已经灭绝了，这一部分主要介绍远古的大灭绝及其曲折的发现过程。第二部分陈列当下的事实，在日益支离破碎的亚马孙雨林中，在迅速变暖的安第斯山坡面，在大堡礁的外围海域里。巨变的范围是如此广大，只要在正确的指引之下，随便去哪里都能发现灭绝的现象。最后还有一个故事所讲述的灭绝差不多算是发生在我家后院——说不定，也同时发生在你家。随着故事的推进，读者也能像科学家一样渐渐意识到：当前发生的这一轮大灭绝，源头就在人类自己身上。
The Death and Life of the Great Lakes
五大湖的死亡和生命
Dan Egan
Great Lakes-Erie，Huron，Michigan，Ontario和Superior--拥有全球20％的地表淡水供应，为数千万美国人提供食物，工作和娱乐。但它们正面临着前所未有的威胁，它们的问题正在整个美洲大陆蔓延开来。“五大湖的死亡和生命”是获奖的记者Dan Egan在我们眼前发生的强烈可读的生态灾难画像，将湖泊的史诗故事与他们面临的危险和我们可以恢复的方式相结合。为后代保留它们。
This Changes Everything: Capitalism vs. The Climate
改变一切
Naomi Klein
克莱恩指出，气候变化不仅仅是纳税和医疗之外的又一个议题，更是一个警报，提醒我们修复已经多处败坏的经济体系。大规模降低排放是一个绝佳的机会，这个过程中我们可以借机减少不平等，重新想象我们千疮百孔的民主制度，重建贫穷的地方经济。她揭露了气候变化否认者们的意识形态上的绝望，未来地球工程师们弥赛亚式的妄想，以及太多主流绿色倡议者们的悲剧失败主义。她还准确地论证了为什么自由市场不能也无法解决气候危机——更加极端、更具生态破坏性的榨取方法，和猖獗的灾难资本主义一起，只会使情况变得更加糟糕。克莱恩认为，要人性化地应对气候危机，首先应当修复我们彼此之间以及与自然之间的关系。这并不是一种严峻的惩罚，而应当被视作一种礼物，一种实现经济与文化转变的催化剂，以此治愈长期以来的历史创伤。她记录了已经开启这一过程的鼓舞人心的运动：大大小小的社区拒绝更多化石燃料的榨取，并且正在致力于建设下一个基于再生的经济体。