40-я — пары горизонтальных доминошек посередине уже порождают вертикальные другой чётности
И при взгляде на всё это должен появиться вопрос — а когда пора остановиться? _Сколько именно_ нужно ждать, чтобы можно было сказать, что да, мы получили что-то "почти случайное"?
Вопрос из этой же серии — а сколько раз нужно перетасовывать колоду, чтобы порядок карт в ней можно было считать случайным? Народ вполне серьёзно этим вопросом занимался — и я тут ограничусь ссылкой на текст Американского Математического Общества:
http://www.ams.org/publicoutreach/feature-column/fcarc-shuffle
http://www.ams.org/publicoutreach/feature-column/fcarc-shuffle
American Mathematical Society
American Mathematical Society :: Feature Column
Advancing research. Creating connections.
То, что он может быть сильно нетривиальным, можно увидеть на примере того же многомерного куба. Скажем, понятно, что бессмысленно делать число итераций меньшее, чем диаметр графа — мы тогда просто не сумеем от любой вершины дойти до любой. Но оказывается, что иногда характерное "время перемешивания" (собственно, оно так и называется, "mixing time") — гораздо больше.
Давайте возьмём два куба, один 100-мерный, другой 200-мерный. И соединим в них лишь одну вершину одного с одной вершиной другого. (Например, "все единицы" со "всеми единицами".)
Тогда случайное блуждание, начавшееся в 100-мерном кубе (например, в точке "все нули"), будет там блуждать как минимум до первого попадания в точку перехода в 200-мерный куб. Соответственно, на временах, заметно меньших 2^100 итераций, мы будем видеть только пренебрежимо малую (2^100 по сравнению с 2^200) долю вершин нашего графа.
(А если 100 в этом примере мало — возьмём 1000, и можно будет написать "за всё время существования Вселенной".)
Ну и, собственно, проблема явно видна — "перешейки". Вопрос только в том, что с ними делать.
(А если 100 в этом примере мало — возьмём 1000, и можно будет написать "за всё время существования Вселенной".)
Ну и, собственно, проблема явно видна — "перешейки". Вопрос только в том, что с ними делать.
И ещё два слова я ещё скажу, а пока, в качестве иллюстрации сложности — большая книга, которая так и называется: "Markov chains and mixing times" — https://pages.uoregon.edu/dlevin/MARKOV/markovmixing.pdf
Математические байки
Photo
Кстати — левая иллюстрация на обложке как раз на нашу тему, только я показать её забыл: это случайное разбиение, но на шестиугольной, а не на квадратной, решётке. Раскрашенное в три цвета — то есть выглядящее, как кубики, сложенные в углу комнаты.
И я забыл сказать, что для этого случая тоже есть "теорема о полярном круге" —
И я забыл сказать, что для этого случая тоже есть "теорема о полярном круге" —