5 Oct

2015诺贝尔医学奖:中国人在内

很久没有写过关于诺贝尔奖的消息了,最初几年都会非常关注,一有更新就转载到博客上面,而最近几年都仅仅是关注一下名单,并没有在博客上更新。这一次突然更新,是因为看到首次在诺贝尔医学奖上有了中国人的名字——屠呦呦,就来简单写写,算是与民同乐吧。

2015年诺贝尔医学奖

2015年诺贝尔医学奖

诺贝尔奖官方网址:http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2015/tu-facts.html

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17 Oct

《量子力学与路径积分》习题解答V0.2

由于在实习中,事情比较多,做题时间比较少。并且越往后题目难度越大,因此习题解答的更新速度也慢了。现在是0.2版本,基本完成了前五章的习题,并且整理了版面,还加入了新版《量子力学与路径积分》的勘误。

如有问题,请指出,谢谢。

下载:《量子力学与路径积分》习题解答V0.2.pdf

7 Dec

一阶偏微分方程的特征线法

本文以尽可能清晰、简明的方式来介绍了一阶偏微分方程的特征线法。个人认为这是偏微分方程理论中较为简单但事实上又容易让人含糊的一部分内容,因此尝试以自己的文字来做一番介绍。当然,更准确来说其实是笔者自己的备忘。

拟线性情形

一般步骤

考虑偏微分方程
$$\begin{equation}\boldsymbol{\alpha}(\boldsymbol{x},u) \cdot \frac{\partial}{\partial \boldsymbol{x}} u = \beta(\boldsymbol{x},u)\end{equation}$$
其中$\boldsymbol{\alpha}$是一个$n$维向量函数,$\beta$是一个标量函数,$\cdot$是向量的点积,$u\equiv u(\boldsymbol{x})$是$n$元函数,$\boldsymbol{x}$是它的自变量。

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28 Oct

朋友们,来瓶汽水吧!有趣的换汽水问题

————怀念我曾经参加过的小学数学竞赛。

从一道小学竞赛题谈起

笔者小学五年级时参加了第一次数学竞赛,叫“育苗杯”,大多数题目都记不清楚了,唯一记得很清楚的是如下这道题目(不完全相同,意思类似):

假设汽水一块钱一瓶,而且4个空瓶子可以换一瓶汽水喝。如果我有30块钱,我最多可以喝到多少瓶汽水?

来瓶汽水吧

来瓶汽水吧

当然,上面的情况可能太理想了,但是必须承认,类似的案例在生活中大量存在。比如买草龟吃时,草龟壳由于可以入药,所以有人回收龟壳,这也意味着若干个龟壳就可以换一只龟,等等。读者能不能很快就算出来呢?

当然,这道题并不困难,30块钱能买30瓶汽水,然后留下30个空瓶子,这30个空瓶子可以换来7瓶汽水,剩下2个空瓶子;喝完汽水后,剩下9个空瓶子,可以换来2瓶汽水,剩下1个空瓶子;喝完汽水后,剩下3个空瓶子。算算看,这时候我们已经喝了30+7+2=39瓶汽水了。(不考虑撑着啊,也可以分给别人喝^_^)整个过程如下表:
$$\begin{array}{c|cccc}
\hline
\text{空瓶子数} & 30 & 2+7 & 1+2 & ? \\
\hline
\text{已喝汽水数} & 30 & 7 & 2 & ? \\
\hline \end{array}$$

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13 Nov

ARXIV数学论文分布:偏微分方程最热门!

笔者成功地保研到了中山大学的基础数学专业,这个专业自然是比较理论性的,虽然如此,我还会保持着我对数据分析、计算机等方面的兴趣。这几天兴致来了,想做一下结合我的专业跟数据挖掘相结合的研究,所以就爬取了ARXIV上面近五年(2010年到2014年)的数学论文(包含的数据有:标题、分类、年份、月份),想对这几年来数学的“行情”做一下简单的分析。个人认为,ARVIX作为目前全球最大的论文预印本的电子数据库,对它的数据进行分析,所得到的结论是能够具有一定的代表性的。

当然,本文只是用来练手爬虫和基本数据分析的文章,并没有挖掘出特别有价值的信息。文末附录了笔者爬取到的数据,供有兴趣的读者进一步分析研究。

整体情况

这五年来,ARXIV的数学论文总数为135009篇,平均每年27000篇,或者每天74篇。

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3 Aug

运动相机测试:家乡的星空

记得很早之前就想尝试一下拍星空,无奈一直都没有设备。以前只知道单反可以拍星空,因此,一直以来的想法就是有钱了就去买台单反。因为各种原因一拖再拖,最后慢慢觉得,对于我这种三分钟热度的人来说,单反的意义还真的不是很大。

这两年,在小米的鼓吹下,小蚁运动相机在国内算是慢慢掀起了一股运动相机潮。这种相机的特点是小巧、灵活,价格也不贵(相比单反)。灵活不仅仅是说它便于携带,而且还是功能上的灵活,比如一代小蚁还支持编程拍摄!(写程序控制快门、ISO、拍摄间隔,并实现定时拍摄等)这样当然很快就吸引了我,在小蚁2代众筹之时,我也咬咬牙,入了一台。

前两天回到家,刚好晴夜,马上就试了一下拍星空的效果。下面是在我家楼顶拍的,用ISO400曝光30秒的效果:

家乡的星空

家乡的星空

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4 Aug

差分方程的摄动法

最近一直在考虑一些自然语言处理问题和一些非线性分析问题,无暇总结发文,在此表示抱歉。本文要说的是对于一阶非线性差分方程(当然高阶也可以类似地做)的一种摄动格式,理论上来说,本方法可以得到任意一阶非线性差分方程的显式渐近解。

非线性差分方程

对于一般的一阶非线性差分方程
$$\begin{equation}\label{chafenfangcheng}x_{n+1}-x_n = f(x_n)\end{equation}$$
通常来说,差分方程很少有解析解,因此要通过渐近分析等手段来分析非线性差分方程的性质。很多时候,我们首先会考虑将差分替换为求导,得到微分方程
$$\begin{equation}\label{weifenfangcheng}\frac{dx}{dn}=f(x)\end{equation}$$
作为差分方程$\eqref{chafenfangcheng}$的近似。其中的原因,除了微分方程有比较简单的显式解之外,另一重要原因是微分方程$\eqref{weifenfangcheng}$近似保留了差分方程$\eqref{chafenfangcheng}$的一些比较重要的性质,如渐近性。例如,考虑离散的阻滞增长模型:
$$\begin{equation}\label{zuzhizengzhang}x_{n+1}=(1+\alpha)x_n -\beta x_n^2\end{equation}$$
对应的微分方程为(差分替换为求导):
$$\begin{equation}\frac{dx}{dn}=\alpha x -\beta x^2\end{equation}$$
此方程解得
$$\begin{equation}x_n = \frac{\alpha}{\beta+c e^{-\alpha n}}\end{equation}$$
其中$c$是任意常数。上述结果已经大概给出了原差分方程$\eqref{zuzhizengzhang}$的解的变化趋势,并且成功给出了最终的渐近极限$x_n \to \frac{\alpha}{\beta}$。下图是当$\alpha=\beta=1$且$c=1$(即$x_0=\frac{1}{2}$)时,微分方程的解与差分方程的解的值比较。

差分方程的摄动法1

差分方程的摄动法1

现在的问题是,既然微分方程的解可以作为一个形态良好的近似解了,那么是否可以在微分方程的解的基础上,进一步加入修正项提高精度?

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1 Dec

熵的概念

作为一名物理爱好者,我一直对统计力学中“熵”这个概念感到神秘和好奇。因此,当我接触数据科学的时候,我也对最大熵模型产生了浓厚的兴趣。

熵是什么?在通俗的介绍中,熵一般有两种解释:(1)熵是不确定性的度量;(2)熵是信息的度量。看上去说的不是一回事,其实它们说的就是同一个意思。首先,熵是不确定性的度量,它衡量着我们对某个事物的“无知程度”。熵为什么又是信息的度量呢?既然熵代表了我们对事物的无知,那么当我们从“无知”到“完全认识”这个过程中,就会获得一定的信息量,我们开始越无知,那么到达“完全认识”时,获得的信息量就越大,因此,作为不确定性的度量的熵,也可以看作是信息的度量,说准确点,是我们能从中获得的最大的信息量。

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