20 Dec

“熵”不起:从熵、最大熵原理到最大熵模型(三)

最大熵模型

上集回顾

在上一篇文章中,笔者分享了自己对最大熵原理的认识,包括最大熵原理的意义、最大熵原理的求解以及一些简单而常见的最大熵原理的应用。在上一篇的文末,我们还通过最大熵原理得到了正态分布,以此来说明最大熵原理的深刻内涵和广泛意义。

本文中,笔者将介绍基于最大熵原理的模型——最大熵模型。本文以有监督的分类问题来介绍最大熵模型,所谓有监督,就是基于已经标签好的数据进行的。

事实上,第二篇文章的最大熵原理才是主要的,最大熵模型,实质上只是最大熵原理的一个延伸,或者说应用。

分类:意味着什么?

在引入最大熵模型之前,我们先来多扯一点东西,谈谈分类问题意味着什么。假设我们有一批标签好的数据:
$$\begin{array}{c|cccccccc}
\hline
\text{数据}x & 1 & 2 & 3 & 4 & 5 & 6 & \dots & 100 \\
\hline
\text{标签}y & 1 & 0 & 1 & 0 & 1 & 0 & \dots & 0\\
\hline \end{array}$$

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15 Jul

漫话模型|模型与选芒果

很多人觉得“模型”、“大数据”、“机器学习”这些字眼很高大很神秘,事实上,它跟我们生活中选水果差不了多少。本文用了几千字,来试图教会大家怎么选芒果...

模型的比喻

芒果.jpg假如我要从一批芒果中,找出好吃的那个来。而我不能直接切开芒果尝尝,所以我只能观察芒果,能观察到的量有颜色、表面的气味、大小等等,这些就是我们能够收集到的信息(特征)。

生活中还要很多这样的例子,比如买火柴(可能年轻的城里人还没见过火柴?),如何判断一盒火柴的质量?难道要每根火柴都划划,看看着不着火?显然不行,我们最多也只能划几根,全部划了,火柴也不成火柴了。当然,我们还能看看火柴的样子,闻闻火柴的气味,这些动作是可以接受的。

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18 Jul

【翻译】庆祝希格斯玻色子的最终发现!

计算机模拟的希格斯粒子(“上帝粒子”)衰变.jpg

笔者:对于科学界来说,七月份最重大的事情莫过于在LHC我们终于发现了希格斯玻色子的踪迹。BoJone到《新科学家》网站上选取了一篇文章进行翻译,让大家了解其中的一些事情。当然,发现这个希格斯玻色子已经是七月四号的事情了,现在已经是非常迟到了,中间的原因就是宇宙驿站的故障了......迟到总比没到好,现在发出来,与大家共勉。翻译得不好,请指出毛病,高手见笑了^_^

庆祝希格斯玻色子的最终发现!

作者:日内瓦的CERN 的Celeste Biever 2012年7月4日

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30 Apr

蘑菇的最优形状模型

淡白口蘑.jpg达尔文的进化学说告诉我们,自然界总是在众多的生物中挑出最能够适应环境的物种,赋予它们更高的生存几率,久而久之,这些物种经过亿万年的“优胜劣汰”,进化成了今天的千奇百怪的生物。无疑,经过长期的选择,优良的形状会被累积下来,换句话讲,这些物种在某些环境适应能力方面已经达到最优或近乎最优的状态(又是一个极值问题了)。好,现在我们来考虑蘑菇。

蘑菇是一种真菌生物,一般生长在阴暗潮湿的环境中。喜欢湿润的它自然也不希望散失掉过多的水分,因此,它努力地调整自身的形状,使它的“失水”尽可能地少。假设单位面积的蘑菇的失水速度是一致的,那么问题就变成了使一个给定体积的立体表面积尽可能少的问题了。并且考虑到水平各向同性生长的问题,理想的蘑菇形状应该就是一个平面图形的旋转体。那么这个旋转体是什么呢?聪明的你是否想到了是一个球体(的一部分)呢?

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5 Sep

欲对接广义相对论,新量子引力模型能否成功?

时至目前为止,理论物理上最深奥的问题之一,就是调和广义相对论与量子力学,而一个令物理学家们无比兴奋的,同时也争论不休的量子引力新模型,是否能重新书写物理学理论?针对不久前诞生于美国劳伦斯伯克利实验室的“霍扎瓦模型”,美国得克萨斯A&M大学科学家对其进一步研究后得出中肯的结论,并将结果与值得商榷的内容发表于8月24日出版的《物理评论快报》杂志。

量子引力的新曙光

量子引力主要就是尝试将量子力学与广义相对论合并在一起,描述对重力场进行量子化,属于万有理论之一隅。但应该如何结合,又如何让二者在微观长度等级下维持正确性,以及任何候选的量子引力论又能提供什么样可证实的预测,这是当前的物理学悬而未决的问题。遗憾的是,量子引力所探讨的能量与尺度,乃是此前实验室条件下无法观测得到的,尽管可能,且可以透过天文观测来检验,但仍属少数特例,关于量子引力理论发展上的提示一直未能成功。

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6 Aug

五种零食揭示宇宙的形状

很久没有翻译过文章了,最近都在偷懒中......不过不能总是偷懒,也要锻炼下了。今天翻译了一篇关于“宇宙模型”的文章,原文来自《新科学家》。原来,宇宙与我们平时吃的零食很相似...... 面包圈、薯片、号角、花生、苹果,这些是你心目中的宇宙吗?让我们来共同见识下!

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