Как стать автором
Поиск
Написать публикацию
Обновить
200.78

Математика *

Царица всех наук

Сначала показывать
Период
Уровень сложности

Пространство двумерного времени

Время на прочтение6 мин
Количество просмотров17K

Мало того что наше восприятие искажено строго трёхмерным пространством (точнее не искажено, а работает только в нём), так ещё и это воспринимаемое нами трёхмерное пространство неоднородно — одно из измерений строго направлено (верх и низ) и задано гравитацией. Если вперёд и назад, влево и вправо зависит от нашего положения и, когда мы разворачиваемся, легко переходит одно в другое без каких‑либо когнитивных усилий и проблем в восприятии — то с верхом и низом так не происходит. Подвесь нас вниз головой, направь куда угодно в любом положении — верх останется верхом, а низ — низом. Мы будем двигаться именно вверх, стоя в поднимающемся лифте, и будем спускаться именно вниз, ныряя с аквалангом, хотя в обоих случаях мы движемся головой вперёд )

Понятно от чего так и зачем — мозг эволюционировал и родился в гравитации, но речь не об этом.

Говорят, есть ещё четвертое недо‑ или пере‑ измерение — время. Его мы воспринимаем ещё более направленным и постоянно в нём движемся.

В попытках порассуждать о восприятии только в трёхмерном пространстве, можно предположить о том, что в одномерном пространстве мы тоже мыслим, и привести в качестве примера как раз время. Но пространство предполагает возможности покоя и движения вдоль измерений в любом направлении (даже если измерение направлено в восприятии, например, гравитацией). С движением обратно во времени у нас всё сложно, с остановкой времени — ещё гораздо сложнее. Но пока закроем на это г̶л̶а̶з̶а̶ мозг и предположим, что ок — у нас есть в восприятии примеры трехмерного и одномерного (время) пространств. Но как быть с двумерным? Можете себе представить 2 разных ортогональных друг другу направления времени? Я — нет 🙂

Читать далее

Софтмакс Гумбеля: как устроен и для каких нейронных сетей полезен

Уровень сложностиСложный
Время на прочтение6 мин
Количество просмотров5.6K

Всем привет! Меня зовут Николай Лысенко, я занимаюсь рекомендательными системами в Яндекс Маркете. Сегодня хочу затронуть интересную тему: что делать, если в графе вычислений (aka нейронная сеть) возникает дискретное место, через которое не проходит градиент. Как многие знают, для решения этой проблемы есть такие методы, как REINFORCE и софтмакс Гумбеля (Gumbel-Softmax trick). О последнем и пойдёт речь.

Хотя про софтмакс Гумбеля уже много написано, ценность этой статьи, что вам не придётся ничего искать в интернете и не потребуется делать выкладки на бумаге. Я постарался собрать всю нужную информацию и расписать все промежуточные вычисления.

Читать далее

Революционный подход к нейросетям: рассказываем про KAN (Kolmogorov-Arnold Networks)

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение12 мин
Количество просмотров26K

Эволюция архитектуры нейронных сетей уходит корнями в фундаментальные работы, заложенные в 1940-х годах Уорреном Маккаллохом и Уолтером Питcом, которые предложили концепцию искусственных нейронов и их взаимосвязь. 

Однако значительные прорывы произошли только в 1980-х годах с разработкой алгоритмов обратного распространения ошибки: алгоритм Геоффри Хинтона и других – все это позволило создавать более глубокие нейронные сети и улучшить методы обучения. 

В это время появились классические архитектуры, многослойные перцептроны (MLP,  и сверточные нейронные сети (CNN), которые революционизировали различные области, включая компьютерное зрение, обработку естественного языка и распознавание образов – теперь мы говорим про своего рода инновационную архитектуру. 

Читать далее

Эвристики морских просторов: математическая оптимизация океанских контейнеровозов

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение7 мин
Количество просмотров4.6K
Такие контейнеровозы называют «post-Panamax», потому что они слишком велики, чтобы поместиться в Панамском канале

Посмотрите вокруг. Есть высокая вероятность того, что какие-то из окружающих вас предметов прибыли к вам по морю. 90% товаров в мире перемещается по океану, зачастую на ужасно огромных грузовых судах: длина четыреста метров, масса 250 тысяч тонн, вмещают в себя 12 тысяч контейнеров суммарной стоимостью в миллиард долларов. В отличие от самолётов, поездов и грузовых автомобилей, грузовые суда работают практически непрерывно, двигаясь по цикличным маршрутам в океанах.

Но какими же будут наилучшие, наиболее оптимальные маршруты таких судов? Для специалиста по computer science это задача из теории графов; для бизнес-аналитика — это задача цепочки поставок. Если её решить плохо, то контейнеры будут простаивать в портах, суда впустую тратить время в открытом море, неспособные причалить, а в конечном итоге подорожают товары из-за того, что поток физических ценностей замедлится и станет менее предсказуемым. Каждой занимающейся контейнерными перевозками компании приходится справляться с этими задачами, но обычно они решаются по отдельности. При их комбинировании сложность умножается; насколько нам известно, эту задачу так пока и не удалось решить для самых крупных контейнерных операций (500 судов и 1500 портов).

Команда Operations Research с гордостью представляет Shipping Network Design API, реализующий новое решение этой задачи. Наша методика лучше масштабируется, позволяя находить решения задач цепочек поставок общемирового уровня, будучи при этом быстрее, чем все остальные известные решения. Она способна удвоить прибыль компании-перевозчика, доставлять на 13% больше контейнеров, задействуя при этом на 15% меньше судов. В этой статье мы расскажем, как нам это удалось.
Читать дальше →

Дроби в ранних цивилизациях

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение8 мин
Количество просмотров9.8K

В обширном математическом пространстве дроби занимают особое положение. По своей сути они представляют собой одновременно и числа, и способ выражения частей целого, служащий опорным блоком как в базовой арифметике, так и в сложной математической теории. Несмотря на их повсеместное распространение и абсолютную необходимость в расчетах, дроби поначалу могут показаться сложным разделом, поскольку его освоение требует не только понимания чисел и действий, но и способности концептуально мыслить и визуализировать части целого.

Дроби являются одной из самых древних и фундаментально присущих человечеству математических концепций. Дошедшие до нас сведения из истории разных цивилизаций по их использованию показывают, как развивались по всему миру математическое восприятие частей целого, понимание и работа с дробями, как эволюционировало математическое мышление в области абстрактного дискурса и отталкиваясь от практических потребностей различных культур.

Читать далее

Компилятор за выходные: таблицы символов

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение9 мин
Количество просмотров9.1K

Как водится воскресным вечером, снова я с моим компилятором. На этот раз я расскажу, как работают области видимости переменных и как перегружать функции. Это позволит нам скомпилировать демку про́клятого огня, а также я накидал фантазию на тему игрушки арканоид (скриншот на КПДВ, видео в конце статьи). Я на удивление сам долго залипал на эту анимацию :)

На всякий случай я даю код и на wend, и на C, поскольку понимаю, что код на моём языке вряд ли интересен кому-то помимо того, кто реально возьмётся за компилятор. А вот мелкий код с интересными эффектами всегда найдёт свою публику. Кстати, если у вас есть идеи на тему чего-то интересного, что можно запрограммировать в полста строчек кода, делитесь в комментариях, я внимательно слушаю!

Читать далее

Darcs и Pijul. Системы контроля версий для тех, кто любит математику и не любит деревья

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение6 мин
Количество просмотров7.4K

Небольшой обзор систем контроля версий, альтернативных git, и основанных на математической теории. Речь пойдёт о двух системах распределённого контроля версий: Darcs, написанной на Haskell, и Pijul, написанной на Rust. Обе они сейчас активно развиваются и предлагают свои сетевые репозитории. Оказалось, что про них на Хабре толком нет ничего, тогда как про git образовался целый хаб. Поскольку я люблю и использую Haskell, я остановил свой выбор на Darcs, и вот, спустя два месяца непрерывной работы над библиотекой геометрической алгебры для hackage, я готов поделиться впечатлениями от её использования.

Читать далее

Математическая продлёнка. Это же элементарно, Ватсон?

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение7 мин
Количество просмотров7.5K

Какие функции принято называть элементарными и почему? И при чём тут Ватсон? Разберёмся со всем по порядку. Обещаю, будет понятно и интересно, хоть и не совсем элементарно.

Когда я был школьником, то моим хобби была охота за функциями, для того чтобы рисовать на миллиметровке их графики, собирая своеобразную коллекцию. Тогда я был вооружён мощным оружием: калькулятором МК-52. До компьютера с графическим, а не текстовым дисплеем (ZX-Spectrum + домашний телевизор), нам всем ещё надо было дорасти, и мне, и доступным мне компьютерам.

Читать далее

Неопределённое поведение в C/C++ и приёмы против лома

Время на прочтение16 мин
Количество просмотров11K

Некоторое время назад в Интернете ходила статья о неопределённом поведении, просто бесившая коренную аудиторию Rust. Завсегдатаи С и C++ в ответ только бурчали, что кто-то просто не понимает Всех Тонкостей и Нюансов Их Светлейшего Языка. Как обычно, пришло время и мне постараться изо всех сил и вставить мои пять копеек в эту застарелую дискуссию.

Готовьтесь поговорить об Основной Проблеме языков C и C++, а также о Принципе Лома.

Читать далее

Как же мощно я провел A/B-тест, или почему не стоит сравнивать наблюдаемый аплифт с MDE

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение15 мин
Количество просмотров27K

Всем привет! Меня зовут Рома Смирнов. Я работаю продуктовым аналитиком в Lamoda Tech. Не так давно я столкнулся с необычным взглядом на то, как следует интерпретировать результаты A/B-эксперимента. Он заключается в том, что наблюдаемый аплифт — разницу средних, полученную на основе выборок, — необходимо сравнивать не только с критическим z- или t-значением, но еще и с MDE, минимальным эффектом, который мы ожидаем зафиксировать. Утверждается, что тест следует принимать только в том случае, если наблюдаемый аплифт лежит правее значения MDE.

Кажется, что на занятиях по статистике такому обычно не учат. Я обратился к традиционному источнику информации — Всемирной паутине (web, internet) — и нашел на эту тему хорошую статью болгарского гигачада A/B-тестирования Георгия Георгиева. В ней он приводит несколько аргументов, демонстрирующих несостоятельность описанного выше подхода.

В своей статье я буду использовать аргументы Георгия Георгиева, разбавленные моими мыслями и примерами на эту тему.

Читать далее

Распределение для рекордов, циклических перестановок и количества дел, которые вы успеете сделать за свою жизнь

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение12 мин
Количество просмотров4.8K

Сегодня я хочу рассказать о трёх задачах, практически не связанных друг с другом, и объединённых лишь тем, что все они приводят к распределению случайных дискретных величин, с функцией вероятности, выражающейся через числа Стирлинга первого рода. Это распределение не относится к числу популярных и широко известных, у него даже имени устоявшегося нет. Так что пусть в русскоязычной сети появится статья, в которой будут описаны и контекст, в котором это распределение появляется, и его основные свойства. На нашем пути встретятся перестановки, стохастические цепочки, свёртка распределений, немного алгебры и даже Ага!-момент в конце статьи.

Приглашаю к чтению тех, кто хочет расширить свой кругозор, или просто любит всякую комбинаторику с вероятностями.

Читать далее

Удивительная и загадочная 𝛾

Время на прочтение10 мин
Количество просмотров9.5K


Воображение при математических рассуждениях работает в двух направлениях: с одной стороны, всё представляется в наглядных графиках. Чтобы ощутить как выглядят взаимосвязи варьируются параметры. А второе направление — результат отношения к формуле как к значкам, у которых для сохранением верности при изменениях есть очень чёткие правила. Используя и образное понимание и формальность одновременно можно сильно продвинуться в том чтобы разобраться в интересующих вопросах. Потом всё перепроверить, и узнать больше о самом вопросе, и себе. Так что, включайте рабочий инструмент и приступим.

Я расскажу о константе $\gamma$, не менее важной, чем $e$ или $\pi$.

Сумму

$\sum_{n=1}^{\infty}\left[\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1}\right]=1$

Легко подсчитать. В развёрнутом виде левое слагаемое второго элемента сокращается с правой частью первого элемента, и так происходит с каждой парой элементов суммы. И в результате останется левая часть первого элемента, и правая часть последнего. Правая часть последнего стремится к нулю. Значит, сумма будет равна левой части первого элемента, единице.

Получилась «цепочка», которая сложена так, что для результата бóльшую важность имеют её концы. Сделаем ещё одну цепочку, только вместо обращения числа поставим его логарифм.
Читать дальше →

Паутина для чайников: алгоритм строительства паучьих сетей

Время на прочтение17 мин
Количество просмотров9.9K


К паукам можно относиться как угодно: их можно бояться, недолюбливать или держать в качестве питомцев. Но любой, от арахнофоба до арахнолога, согласится с тем, что они мастера по строительству своих сетей. Научное сообщество уже очень давно и с большим интересом наблюдает за членистоногими прядильщиками, но полностью раскрыть все их секреты пока еще не удалось. И вот ученые из университета Джонса Хопкинса (США) решили детально рассмотреть и описать процесс строительства паутины, используя при этом искусственный интеллект и приборы ночного видения. Выяснилось, что разные виды пауков подчиняются общим правилам в ходе создания своих сетей. Следовательно, наблюдение за движениями лапок может предсказать, что именно будет строить паук. На какие стадии можно разделить строительство паутины, как пауки ведут себя во время каждой из них, и как эти данные могут помочь в понимании нас самих? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.
Читать дальше →

Ближайшие события

Ведьминская кривая Аньези, форму которой имеет рампа единственного российского авианосца. Почему она так названа?

Время на прочтение3 мин
Количество просмотров16K

Приветствую Вас, уважаемые Читатели! Сегодня я хочу Вам рассказать удивительную историю, которая есть далеко не у каждого математического или геометрического объекта. Корни моего рассказа уходят в 18 век и происходили в самом сердце Священной Римской империи - итальянском городе Милан.

Читать далее

Фильтр Калмана: разбор навигационной системы БПЛА + исходный код

Время на прочтение14 мин
Количество просмотров30K

В статье я бы хотел объяснить принципиальную разницу между фильтром Калмана (ФК) и классическими фильтрами, кратко рассмотреть преимущество выбранного ФК поделиться опытом использования данного ФК в во встраиваемой системе квадрокоптера для навигации на основе инерциального и ГНСС датчиков и поделиться исходным кодом с демкой для самостоятельного изучения.

Читать далее

Повесть о стрелке и запятой

Время на прочтение6 мин
Количество просмотров8.6K
В этой статье мы:

  • Познакомимся с сопряженными функторами
  • Узнаем, как отвечать на вопрос «что такое каррирование»
  • Притворимся, что у нас есть состояние (если есть только функции)
  • И вдогонку поиграемся с примитивной оптикой (линзами)

И все это с помощью нескольких определений теории категорий и двух простейших конструкций: стрелки и запятой.


Читать дальше →

Введение в моделирование динамики квадро-, гекса- и октокоптеров

Время на прочтение14 мин
Количество просмотров15K

Что бы разбавить зубодробительную математику лекций Козлова Олега Степановича "Управление в технических системах", публикуем здесь пример применения знаний из этих лекций на практике.


В данной статье, Александр Щекатуров, ученик Олега Степановича описывает создание модели октокоптера, попутно раскрывая секреты и демонстрируя приемы работы в среде структурного моделирования физических систем.




В настоящей статье приведено описание логически завершённой, но всего лишь части полной работы по моделированию, но этой части достаточно для введения в тему динамического моделирования БПЛА коптерного типа.


Здесь опущено моделирование эффектов прецессии, принимается что и реактивный момент каждой ВМГ равен нулю, а именно: каждая ВМГ имеет два двигателя и винта, вращающихся с одинаковой скоростью в противоположные стороны. Не моделируются отказы оборудования и предполагается что объект находится только в воздухе (в штатном режиме полёта), режимы посадки и взлёта, аварийные ситуации, захват груза и разгрузка — в приведённой модели не реализованы, а также не рассматриваются вопросы подробного моделирования датчиков, фильтрации сигналов и шумов, изгиб рамы коптера и/или винтов, работа на запредельных нагрузках, написание драйверов к той или иной аппаратуре и т.д. и т.п., — всё это темы более расширенной статьи или даже книги.


Читать дальше →

Простое и строгое доказательство 26/10 измерений в теории струн

Время на прочтение12 мин
Количество просмотров24K


… вы нигде не найдете.


По крайней мере, у меня не получилось сделать его таковым. Требование определенного и большого числа пространственно-временных измерений (26 для более простой бозонной теории струн и 10 для более сложных суперструн) это один из наиболее неправильно понимаемых аспектов, который, собственно, является основным источником негативных чувств к данной теории. Придется очень постараться, чтобы объяснить происхождение этих странных чисел неспециалистам.

Читать дальше →

Нефтянка для инженеров, программистов, математиков и широких масс трудящихся, часть 5

Время на прочтение11 мин
Количество просмотров12K

Сегодня мы поговорим о двух частных областях, где без моделирования не обойтись, расскажем, как инженеры умеют разбираться в показаниях датчиков насосов, кранов и квадрокоптеров и выясним, наконец, в каких единицах измеряется вес. Любая скважина – это объект капитального строительства, как здание или завод, который требует капитальных вложений, планирования, периодического и капитального ремонта, и только при удовлетворении этих требований она сможет вернуть затраты на своё строительство и принести прибыль как в энергетическом, так и в денежном выражении. Жизнь скважины напрямую связана с периодически проводимыми на ней технологическими ремонтными операциями. Есть операции, как, например, спуск-подъём и замена труб или насоса, которые нуждаются только в наличии чёткого плана и соблюдении техники безопасности ремонтной бригадой. А есть операции особенные, требующие глубокой инженерной проработки и дополнительного моделирования, и без этих действий жизнь скважины может просто закончиться. А скважина, напомню – это большое вложение средств и энергии.  
Читать дальше →

Что такое тензорные ядра: вычисления со смешанной точностью

Время на прочтение10 мин
Количество просмотров76K
image

В течение последних трёх лет Nvidia создавала графические чипы, в которых помимо обычных ядер, используемых для шейдеров, устанавливались дополнительные. Эти ядра, называемые тензорными, уже есть в тысячах настольных PC, ноутбуков, рабочих станций и дата-центров по всему миру. Но что же они делают и для чего применяются? Нужны ли они вообще в графических картах?

Сегодня мы объясним, что такое тензор, и как тензорные ядра используются в мире графики и глубокого обучения.

Краткий урок математики


Чтобы понять, чем же заняты тензорные ядра и для чего их можно использовать, нам сначала разобраться, что такое тензоры. Все микропроцессоры, какую бы задачу они ни выполняли, производят математические операции над числами (сложение, умножение и т.д.).

Иногда эти числа необходимо группировать, потому что они обладают определённым значением друг для друга. Например, когда чип обрабатывает данные для рендеринга графики, он может иметь дело с отдельными целочисленными значениями (допустим, +2 или +115) в качестве коэффициента масштабирования или с группой чисел с плавающей точкой (+0.1, -0.5, +0.6) в качестве координат точки в 3D-пространстве. Во втором случае для позиции точки требуются все три элемента данных.

Тензор — это математический объект, описывающий соотношения между другими математическими объектами, связанными друг с другом. Обычно они отображаются в виде массива чисел, размерность которого показана ниже.
Читать дальше →

Вклад авторов