Mathematical Models of the Real World – Telegram
Mathematical Models of the Real World
808 subscribers
317 photos
3 videos
20 files
878 links
Channel of Professor Andrey Uskov @ProfUskov about mathematical models.
Download Telegram
Когнитивные способности связаны с характером – выяснили с помощью big data

Американские ученые пришли к выводу, что возможность запоминать новую информацию, воображение, умение логически связаны с особенностями личности. В зависимости от того, насколько человек тревожен или депрессивен, экстраверт или интроверт, у него может быть разный уровень когнитивных способностей. Выборка исследования составила более 2 миллионов человек более чем из 50 стран.
Оказалось, черты, связанные с невротизмом (депрессивность, тревожность, подозрительность, вспыльчивость), плохо сказываются на большинстве когнитивных способностей. Таким людям, к примеру, труднее накапливать знания и логически рассуждать. А вот активные и энергичные люди (которые зачастую оказываются экстравертами; хотя в целом экстраверсия, судя по выводам ученых, не имела серьезных связей с когнитивными способностями) обычно имеют хороший и разный набор когнитивных способностей, которые включают в себя обширные знания по тому или иному предмету, высокий уровень памяти, улучшенную обработку информации.
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2212794120
На русском https://naked-science.ru/article/psy/kognitivnye-sposobnosti-svyazali
🤔2👎1
Парадокс двух конвертов и вырожденный случай задачи о разборчивой невесте

I
Парадокс двух конвертов: вам показали два конверта, в одном находится сумма денег X (вам неизвестная), во втором 2*X. Конверты непрозрачные. Предложили выбрать один из конвертов и посмотреть, что там внутри, после чего есть возможность или взять деньги, или не брать деньги из выбранного конверта, а взять деньги из другого конверта. Нужно ли вам после того как вы открыли конверт менять свой выбор, чтобы получить максимальную сумму?
Если мы поменяем конверт, то с вероятностями ½ получим сумму X/2 или 2*X, таким образом, математическое ожидание получаемой суммы: (2*X)/2+(X/2)/2=(5/4)*X=1,25*X.
Таким образом, при замене конвертов мы, вроде бы, должны получить сумму на 25% больше.
С другой стороны, очевидно, что при имеющихся условиях задача симметрична и смена конверта никак не изменит вероятность равную ½ получить конверт с наибольшей суммой. Кроме того, если изложить задачу как антагонистическую игру двух лиц, то получится, что для каждого из них выгодным будет смена конверта, что в силу нулевой суммы игры невозможно.
II
Задача о разборчивой невесте имеет вид: имеется N женихов, которые по очереди сватаются к невесте, при этом невеста может различать женихов по их качествам (лучше / хуже), если невеста отвергнет жениха, то повторно принять его предложение уже невозможно, если же примет предложение, то, упускает шанс получить лучшие предложения, которые возможно позже могли бы поступить в дальнейшем.
Оптимальное решение этой задачи известно: принцесса должна сначала пропустить первую N/e часть женихов (в случае N=1000 это примерно 368 человек), только запоминая их для будущего сравнения, а дальше она должна брать в мужья первого же, который обладает тем свойством, что он лучше всех своих предшественников.
Вырожденный случай задачи о разборчивой невесте: имеется всего два жениха, после ознакомления с первым нужно ли выбирать второго или остановится на первом? В таком виде эта задача очень похожа на парадокс двух конвертов.
III
Решение парадокса
Существует различные разрешения парадокса двух конвертов, как чисто математические, так и философско-математические.
Остановимся на одном из решений, имеющем практическое значение. В реальности сумма денег в конверте не может быть произвольно большой, таким образом, задача теряет симметрию, если мы открыли конверт и там достаточно большая сумма, то шансы, что в другом конверте сумма еще больше не так и велики.
Можно привести пример из жизни: если некоему специалисту предложили работу, которая будет оплачиваться значительно выше средней рыночной стоимости его труда, то, видимо, есть резон соглашаться, так как шанс, что поступит еще лучшее предложение, невелик, если же предложение с оплатой ниже среднерыночной стоимости, то имеет смысл подождать лучших предложений.
👍1🤔1
Про мощность в электрической цепи...

Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из источников напряжения и тока, также резисторов (сопротивлений). Как известно, токи и напряжения в такой цепи можно рассчитать, составив на основе закона Ома и правил Кирхгофа систему линейных уравнений.
Но даже далеко не все инженеры-электрики знают, что токи и напряжения в цепи распределяются таким образом, чтобы выделяемая на сопротивлениях мощность была минимальна.
Для примера на рисунке показана простая цепь с источником напряжения с электродвижущей силой Е и двумя сопротивлениями R1 и R2. Как видно, напряжения, падающие на сопротивлениях, делятся между собой так, чтобы рассеиваемая на них мощность была минимальна.
🔥3
После того как AI научился проходить тест Тьюринга...

Появился "модифицированный тест Тьюринга", в котором эксперт уже не человек, а другой AI...
Исследователи из США разработали алгоритм, позволяющий отличать почти со 100% вероятностью реальные научные статьи и прочие публикации, написанные людьми, от творчества ChatGPT на схожие темы и результатов работы других нейросетей.
https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(23)00200-X
На русском https://habr.com/ru/news/740630/
🔥4🤯1
Кубик Рубика наоборот...

Всегда удивляли люди, которые возятся с абсолютно фантастическими задачами... Иногда из этого получается даже что-то полезное...

Представьте: вы находитесь в комнате, у которой стены, пол и потолок это стороны головоломки. Стены вращаются, пол и потолок тоже. Теперь не кубик крутится в ваших руках, а вы - внутри кубика Рубика.
Чтобы воспроизвести эту необычную ситуацию я написал небольшое приложение. С помощью приложения расскажу, как собрать кубик Рубика изнутри. Приложение написано под Андроид, установить можно с Google Play.
https://habr.com/ru/articles/729198/
😁3
Про мощность в электрической цепи (часть 2)

Как известно, токи в электрической цепи распределяются таким образом, чтобы выделяемая тепловая мощность была минимальна. На основе этого можно рассчитывать электрические цепи, это альтернатива методам, основанным на законе Ома и правилах Кирхгофа.
В примере цепь с источником тока и двумя сопротивлениями.
Составляем уравнение для тепловой мощности (целевая функция, которую нужно минимизировать) и суммы токов (в качестве ограничения).
Решаем оптимизационную задачу методом неопределенных множителей Лагранжа.
Получаем тот же результат, что и при традиционном методе расчета.
Пример легко обобщить на цепь с произвольным числом сопротивлений, только выкладки будут более громоздкие.
🔥2
Еще одна шутка на старую тему...
😁6
Иллюстрация одной математической легенды...
🔥7👍3
Принцип расширения пространства вариантов в менеджменте...

Известный в разных формулировках принцип, который гласит, что в условиях неопределенности, среди предположительно равных по даваемому эффекту решений нужно выбирать то, которое в будущем оставляет большее разнообразие вариантов для будущих действий.
👍5🤔1
Денисов_А_А_Информационные_основы_управления_Энергия_1983.djvu
1.2 MB
Денисов Информационные основы управления...
В этой небольшой старой книжке проводится аналогия между информационными процессами и процессами в электрических цепях (ток - процесс передачи информации, емкость - накопление информации, сопротивление - потеря информации и т.д.). Сколько не пытался вникнуть, так и не смог оценить математическую корректность подхода. Однако, с учетом моего неравнодушия к теории цепей идея мне нравится.
🤔3
Европейские физики теоретически и экспериментально исследовали цикличные процессы всплытия и опускания на дно зерен арахиса в пиве, который называют «танец арахиса».
https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.230376
На русском https://nplus1.ru/news/2023/06/16/dancing-peanuts
🔥1
Исследование морального упадка средствами big data

«Нынешняя молодежь привыкла к роскоши, она отличается дурными манерами, презирает авторитеты, не уважает старших, дети спорят со взрослыми, жадно глотают пищу, изводят учителей».
(Сократ, V в. до н.э.)

Два американских исследователя проанализировали данные опросов 12,5 миллиона респондентов и выяснили, что последние 70 лет люди в 60 странах мира считали, что моральное состояние общества деградирует. При этом год от года их оценки добродетельности своих современников практически не менялись. Результаты исследования и их интерпретация опубликованы в Nature.
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06137-x
На русском https://nplus1.ru/news/2023/06/14/moral-decline
🔥4
О психостимуляторах... Умных мыслей не добавляют...
Австралийско-британская научная группа пришла к выводу, что рецептурные психостимуляторы, зачастую применяемые работниками и студентами для повышения производительности, повышают уровень когнитивных усилий, но снижают их качество, что нивелирует этот эффект. Отчет о работе опубликован в журнале Science Advances.
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add4165
На русском https://nplus1.ru/news/2023/06/14/quality-vs-speed
🤔4👍1
Про мощность в электрической цепи (часть 3)

Токи и напряжения в электрической цепи распределяются таким образом, чтобы выделяемая тепловая мощность была минимальна.
Проиллюстрируем это на примере относительно сложной цепи - мостовой схемы (см. рисунок). Как известно такая цепь не может быть упрощена путем элементарных преобразований для последовательного и параллельного соединения сопротивлений.
На шаге 1 составим уравнение выделяемой тепловой мощности в зависимости от токов цепи и потребуем, чтобы она была минимальна - целевая функция. В качестве ограничений возьмем четыре уравнения, составленные на основе первого правила Кирхгофа для узлов цепи.
На шаге 2 рассматриваемая оптимизационная задача решается с помощью метода неопределенных множителей Лагранжа, в частности составлена функция Лагранжа и находятся ее первые производные, которые приравниваются к нулю.
На шаге 3 решая совместно уравнения (1)-(5) приходим к уравнениям для контуров исходной цепи, которые совпадают с уравнениями на основе закона Ома и второго правила Кирхгофа.
ВЫВОД. Описания электрической цепи в виде требования минимальной тепловой мощности и на основе закона Ома и правил Кирхгофа математически эквивалентны.
🤔1
Python3 + C как скрещивать и зачем?

Использование кода С в питоновских проектах возможно с помощью библиотеки ctypes.
В статье показана реализация сортировки массива двумя методами:
1. Чистый питон.
2. Питон с использованием скомпилированного файла на С.
Во втором случае время выполнения программы меньше в 40 раз!
https://habr.com/ru/articles/741724/
👍2🤔2
Долги и когнитивные способности людей связаны нелинейно. Меньше всего долгов по кредитной карте к своим 46 годам скопили люди, которые в детстве обладали высокими или низкими показателями когнитивных способностей. Больше всего остались должны те, чьи способности были близки к средним. А вот субъективное ощущение финансового благополучия линейно связано с когнитивными способностями. Люди с более высокими когнитивными способностями в детстве, как правило, во взрослой жизни меньше беспокоились о деньгах, чем люди с более низкими когнитивными способностями. Исследование опубликовано в журнале PLoS ONE
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0285199
На русском https://nplus1.ru/news/2023/06/08/cognitive-ability-and-financial-well-being
🤔2
Масштабное исследование песен разных народов мира,
проведенное с помощью методов анализа данных, оценок слушателей-любителей, а также экспертов, показывает, что:
акустические особенности песен предсказывают их основной содержательный контекст; одни и те же тональности широко распространены, возможно, универсальны; что музыка различается по ритмической и мелодической сложности; и что элементы мелодий и ритмов, встречающихся во всем мире, подчиняются степенным законам.
https://www.science.org/doi/10.1126/science.aax0868
🔥5👏1