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如何读懂《数学之美》

 许兴华数学 2016-11-12

(超级数学建模读者来稿)


首先感谢组织520那天的礼物,这本书,暖暖的很贴心嘻嘻。当天收到《数学之美》这本书后,出于习惯的先看了看目录,什么统计语言模型(Statistical Language Model)、信息熵(Entropy)、隐含马尔可夫模型(Hidden Mardov Model)等等的专业数学描述类的标题,作为一个经管院的学生,对这些名词我是真的没有概念,虽说没有放弃看这本书的念头,却总觉得这本书的专业性太强肯定十分难啃。不过没有看完这本书的时候不能轻易下这样的结论,等当你真真正正的看完这本书以后,你会发现,真的是这样!很难啃!不过这个过程还是相当有趣的。




作者吴军博士(男神)表示,将数学的东西讲清楚,让外行都能读懂,并非易事。他一直以伽莫夫霍金等科学家为榜样,力图将数学之美展现给所有普通读者,而不只是有相关专业背景的读者。他所视为榜样的这些科学家有一个共同的本领,就是能用很简单的比喻将所在领域内最深奥的道理介绍清楚,让大众理解。世界上最好的学者总是有办法深入浅出地把大道理讲清楚,而不是故弄玄虚地把简单问题复杂化。


写这篇读后感的时候,我尽量不去翻书看一些专业名词的解释,尽量靠自己的理解去“解释”这些名词。该书从头到尾都以【信息】串联起来,并且非常的具有逻辑


早期随着人类的进步和文明化的进展,需要表达的信息越来越多,不再是几种不同的声音就能完全覆盖,语言就此产生。当语言和词汇多到一定程度,人类仅靠大脑已经记不住所有的词汇了。


于是,高效记录信息的需求就产生了,这便是文字的起源。人类文明发展过程中出现了文字,有了文字,前人的生活经验和发生的事件便一代代传了下来。只要一个文明不中断,或者这种文字还有人认识,这些信息就会永远流传下去。



美国信息论创始人香农


不过不同的文明,因为地域的原因,历史上相互隔绝,便会有不同的文字。随着文明的融合与冲突,不同文明下的人们需要进行交流,或者通信,那么【翻译】的需求便产生了(之后便介绍了统计语言模型和马尔可夫假设)。翻译这件事情之所以能够达成,仅仅因为不同的文字系统在记录信息上的能力是等价的,【文字只是信息的载体,而非信息本身】。


一直提到信息,那么信息这个抽象的概念究竟是什么呢?我们常常说信息很多,或者信息很少,但却很难说清楚信息到底有多少。我们也常说信息有用,那么它的作用是如何客观、定量的体现出来的呢?信息用途的背后十分有理论基础呢?


1948年,香农提出了【信息熵】的概念,解决了信息度量的问题,并量化出了信息的作用。一条信息的信息量与其不确定性有着直接的关系。比如说,我们要了解一件我们一无所知的事情,就需要了解大量的信息。相反,如果已经对某件事了解很多,则不需要太多的信息就能把它搞清楚。所以,从这个角度来看,信息量就等于不确定性的多少。香农指出,对于任意一个随机变量X,它的熵的定义如下:





从这个图就能看出来我是一个有趣的人啊


介绍完信息,吴军男神又介绍了谷歌的PageRank,以及谷歌地图的动态规划算法(地图真的很重要啊,尤其是去重庆的时候,高德的算法给出的路线总是绕远路),还介绍了信息时代的密码学,并介绍了RSA算法说明公开密钥的原理,我根据原理自己设计了一个密码却怎么也解不开sad。




后面的内容中介绍了最大熵原理、人工神经网络等更加难啃的内容,讲真的,后面的内容有些看不进去了。最后一章中讲到了大数据,给出了当今时代数据的广义概念,以及数据的重要性。这样一本书,就在这些框架中丰富完整了,全书包括附录一共312页,有一定的趣味性,真的难啃,不过确实能学到不少东西,我还从中了解到了罗马数字的解码规则嘻嘻。


接触数学是一个让自己变得偏理性的过程,自己对待事情的态度其实是在潜移默化的。你可能解不了一些很难的题目,但思考问题的方式会有提高,能够提出一些更有理性思维的问题,当你被分配到任务的时候,你会去想怎么更有效率的完成它,美国人遇到问题时,不是想着怎么快点解决它,而是宁愿当前麻烦,设计一些算法去解决问题,当以后碰到类似的问题就会有效率的直接解决。


大概就讲这么多吧,希望大家在以后的学习道路上能够越走越远,通过对数学的学习让自己变得理性,变得优秀。不过提醒大家,太过理性也不好,会找不到女朋友的hhh。最后希望超级数学建模组织能够发展的越来越好,带来更多的数学趣味知识。加油喽~。


作者:朱嘉林

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