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  • 用 机器学习 逼近 求解 高阶方程

    最近在看 三体 ,     大概是 三体 的 微积分方程 不好解, 目前还没有 完全 解出来 的 方法,

     

    另外,  即使加了一些条件限制 来 解, 也发现 三体 没有 周期性解  。

     

    这些内容 见 百度百科 的  “三体”  词条  。

     

    才 3 个 质点 就这样了,   那 根据 宇宙 某个时刻 的 状态 计算 未来 某一个时刻 的 状态 这要怎么办 ?

     

    我想了一下, 要 解决 三体 这样的方程,   可以考虑 用 机器学习逼近求解 的 方法  。

     

    我在 标题 里 提到了  “高阶方程” ,    高阶方程 是个 什么 鬼  ?

    高阶方程 是 我 发明 的 一个 词,    指  具有 以下 特点 的 方程:

     

    1    多元,   比如 10 元 、 20 元 、 100 元 、 1000 元  …… ,  1000 元 方程 就是有 1000 个 未知数,  用 程序员 的 话 说, 就是有 1000 个 参数,嘿嘿嘿

    2    高次,   次 就是 比如   2 次 方程 、 3 次 方程  …… ,   高次 嘛,   就是  很高 的 次 ,    具体多高 算 高, 我也不知道 。

    3    抽象,   极限 微积分 就是 抽象

     

    所以,   机器学习逼近求解   这个 方法 就是用来 求解 这些  具有   强烈 的 非线性(高次) 和 强烈 的 抽象性(极限 微积分) 的 方程  。

    所以,   高阶方程 就是 这些  具有   强烈 的 非线性(高次) 和 强烈 的 抽象性(极限 微积分) 的 方程  。

     

    高阶方程   因为   强烈 的 非线性(高次) 和 强烈 的 抽象性(极限 微积分) ,   所以 通常 用 代数 方法 求解 困难  。

     

    那  什么 是     机器学习逼近求解  ?

    很简单,   比如 有一个 方程   x + 2 = 100 ,     计算机 先 尝试 给   x  一个 值 ,   比如   10 ,

    结果 10 + 2 等于 12 , 小于 等式右边 的 100 ,      那  计算机 就 尝试 给 一个 比较大 的 值 , 比如 100,

    结果 100 + 2 等于 102 , 大于 等式右边 的 100 ,     但是 102 与 100 的 差距 比  12 和 100 的 差距 小 很多,

    所以 x = 100 是 比较 接近 解 的 值,

    所以 接下来 取一个 和 100 比较接近 的 值 作为 x 的 值, 比如 98,

    结果 98 + 2  等于 100 , 呀 , 刚好 和 等式右边 的 100 相等,  于是 就 求得 x = 98 是  方程 的 解  。

     

    当然 ,   这样 求 得 的 解 多数情况 可能是 近似解, 但 对于 三体 这样 的 问题, 近似解 是 有意义的  。

    我们 上面 提到 ,   三体 是 没有 周期性解 的,  所以 微小 的 误差 经过 一段时间后可能会 放大 到 面目全非  。

    但 即使 如此,  我们也需要 寻找 求解 三体方程 的 方法,   这是一个 物理学 的 要求  。

    如果 能 求解 三体方程,   我们 至少 可以 对 三体 在 未来 不太长 的 一段时间内 的 运动状态(三个 质点 的 位置 速度)   作出 预测  。  这是一个 物理学 的 要求  。

     

    如何 取 用于 尝试 的  “样本解” ,  并 总结 之前 尝试 的 经验规律 来 取 更加接近 理论解 的 样本 ,

    总之 就是 如何 快速 有效 高概率 的 尝试 和 逼近  理论解 ,     这 就是 机器学习 的 事情  。

    我想   机器学习 ,  或者广义的说 ,   AI ,      很适合来做这件事情  。

     

    为了 实现 这个 机器学习逼近求解 算法,   我发起了 一个 开源项目,   称为 “AI Math”    。

     

    机器学习逼近求解 算法          可以 推广为 计算 混沌系统 的 一种 方法  ,

    也可能 成为 未来 科学计算 的 一种 重要手段  。

     

    大规模并行计算 非常适合用于 机器学习逼近求解  。

    n 台 工作主机  尝试样本求解 并将 尝试求解 的 结果 放入 队列 或者 数据库 ,    1 台 控制主机 查看 尝试求解 结果 和 决策  。

    这里说的 主机 是一个 逻辑上的 概念 ,     它 可能是一个线程, 或者一个 CPU 核 , 或者一台主机  。

     

    也许可以 把 非线性方程 近似 转换 为 n 个 线性方程,   这也是 一种 方法  。

     

    我在 《从 三江方士 的 中华级数 想到 数学的界限》    https://www.cnblogs.com/KSongKing/p/11160645.html      文中提到 线性方法 解 非线性方程 的 想法  。

     

     

     

     

     

     

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/KSongKing/p/11144343.html
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