5 Dinge, die Sie nicht glauben werden, dass Mathematik vorhersagen kann

Schauen Sie, wollen wir nicht alle die Magie aus dem Leben zu nehmen. Immerhin können "Wissenschaft" und "Mathematik" etwas so geheimnisvoll wie die Schönheit der Musik, oder das Böse des menschlichen Geistes, oder den Wahnsinn einer panischen Mob quantifizieren?

Ja, ziemlich viel. Genügend Daten zu bekommen, den beste Algorithmus zu erstellen und kann man einige schönen hübsche Grafiken, die Ihnen sagen...

#5. Wie man einen erfolgreicheren Pop-Song zu schreiben

Musik ist grenzwertig Magie; tolle Songs berühren Sie auf einer spirituellen Ebene, sofort ändern Ihre Stimmung oder verursacht bewegende Erinnerungen an Ihre Jugend kommen brüllend zurück. Wie können Sie jemals Vorhersagen, ob Menschen mit einigen kalten Computerprogramm ein Lied gefallen werden? Es läuft alles, was in den Herzenist.

Oder vielleicht auch nicht. Wir haben schon erklärt wie Ihr Gehirn "Call Me Maybe" heimlich liebt aufgrund der Art und Weise "catchy" pop-Songs eine fast süchtig Reaktion auslösen. Man könnte sagen, "aber was ist die Bedeutung der Texte oder die Leidenschaft des Musikers?" aber dann würden Sie daran erinnern, dass Sie "Gangnam Style" geliebt, obwohl Sie keine Ahnung hatte, was er sagen wollte (wir schauten auf Google Translate, und es sieht aus wie das Lied über die Zeit Psy haben hohe auf Meth und hatte Sex mit einer Transe beim Reiten). Also wenn es nur kommt darauf an Ihr Gehirn zu manipulieren, sollten wir zu kommen mit "harte" Daten auf welche arbeiten können.

Wissenschaftler an der University of Bristol entwickelt einen Algorithmus, um genau das zu tun: sie analysiert Songs aus den UK Top 40 Charts aus den letzten 50 Jahren. Es berücksichtigt 23 Variablen--Taktart, Dauer, Tempo, Lautstärke Variabilität, etc.-- und aus, die sie programmiert Software, die jeden Song zu kauen und ausspucken, die Wahrscheinlichkeit, dass es ein Publikumserfolg geworden wäre.

Den Forschern zufolge hat die Software um ein 60 Prozent Trefferquote für Kommissionierung aus Songs, die es nach oben schaffen, fünf und diejenigen, die nicht sogar über 30 der UK Top 40 Single-Charts gehen. Das ist eine atemberaubende Figur, wenn man bedenkt, dass es für so vielen andere Variablen erklären kann, wie z. B. wie stark das Label es gefördert, oder ob es war ein anderer Faktor in der Hitparade (d. h. wenn das Lied in einem Film zu sehen war).

Der Algorithmus Genauigkeit ist auch abhängig vom kulturellen Kontext--was 1970 arbeitete nicht unbedingt funktionieren jetzt:

Sie sehen die Art, wie die blaue Linie beginnt, wieder nach oben zu schießen? Einfachheit kommt zurück. "Lautstärke", ist aber auf dem Rückzug nach vier Jahrzehnten auf dem Vormarsch:

Also, wenn Sie einen Musiker, werfen Sie einen Blick auf die Zahlen und ans Werk. Bevor sie einen Cyborg, der Ihren Job erledigen können finden.

#4. Die Bande ist verantwortlich für ein Verbrechen

Wie wir bereits erwähnt haben, wären Sie überrascht zu erfahren, dass die dumme Prämisse hinter Numb3rs, die Kriminalität zeigen, wo ein Kerl Morde mit einem Taschenrechner löst, grundsätzlich eine reale Sache ist, die vorhanden ist. Detektive mit dem LAPD zusammenarbeiten mit Mathematik-Professoren zu Trends in der Kriminalitätsrate zu studieren und versuchen, vorherzusagen, z. B. welches Haus in einer bestimmten Gegend ein Verbrecher versuchen, weiter einbrechen. Offenbar können sie tun dies durch kriminelles Verhalten wie Traffic Flow-Muster oder sogar Wettervorhersagen, als herauszufinden, wo ein Sturm los ist offenbar verwendet ähnliche Gleichungen um herauszufinden, welche Spirituosengeschäft gonna get knocked nächste Treffen im Wesentlichen zu behandeln.

Aber es geht darüber hinaus einfach folgenden Kriminalitätsentwicklung. Das ist Kindersachen. Jetzt haben sie ein Weg, um eigentlich genau herausgefunden, welche spezifischen Bande ist am ehesten ein bestimmtes Verbrechen begangen haben. Die Mathematiker, unter der Leitung von Andrea Bertozzi, kompiliert eine Menge von Daten im Zusammenhang mit Bandenkriminalität von Hollenbeck, eines Los Angeles die meisten Bande geritten Nachbarschaften. Sie mühsam ging durch Strafregister und ausgegraben rund tausend Verbrechen zu versuchen zu verstehen, wie genau jede Clique betrieben.

Denken Sie daran, dass es zwar eine bestimmte Anzahl von Verbrechen, die nur für die Hölle, die meiste Zeit, die die Verbrecher es für einen Grund tun. Dies gilt insbesondere, wenn sie Mitglieder einer Organisation sind. Jede Organisation, noch eine Organisation von High-School-Abbrechern, die nennen sich die East Side Skullfuckers hat Ziele--sie kämpfen über Gebiet, Rache zu nehmen, und so weiter. Wenn Sie herausfinden, was die Ziele sind, und wo sie sind, diese zu erreichen, können Sie Vorhersagen, was sie tun.

Also von dort verwendete es einfach die Daten, welche Banden/Mitglieder hassten sich gegenseitig, wer war Schuld an wen, und wer war überfällig für einen Angriff der Vergeltung kartieren. Wenn sie eingesteckt in den Daten für einige bekannteren Verbrechen (mit den Identitäten der unbedeutendes ausgelassen) zu sehen, wenn der Computer wer es tatsächlich getan hat treffen könnte, es war in der Lage, um die Verdächtigen zu einem der drei einzugrenzen Banden 80 Prozent der Zeit (die Nachbarschaft hat etwa 30 Banden zu einem bestimmten Zeitpunkt).

Heilige Scheiße, konnte nicht einmal Batmans Computer tun. Obwohl wir mindestens ein Programm vorstellen kann fände Bruce Wayne noch nützlicher, das ist derjenige, der uns erzählt...

#3. Wo Terroristen Bomben versteckt sind

Als letzter oh, tausend Jahre des Krieges haben gelehrt, gewinnen ist nicht unbedingt so einfach wie eben alle anderen Kerl der Tanks und Flughäfen Sprengung. In Schlachtfeldern wie Afghanistan hat das Militär mit Guerilla-Taktik, wo versteckt sich der Feind in der Allgemeinbevölkerung. Es ist schwer, jemanden zu kämpfen, wenn Sie nicht wissen, wer oder wo sie sind, bis etwas explodiert. Wie Vorhersagen Sie das Verhalten der Menschen so verzweifelt und/oder verrückt, dass sie bereit sind zu Bomben, um sich ggf. Gurt? Wieder einmal mit der Kraft der Mathematik.

Der University of Maryland entwickelt Software namens Schrecken (Spatio-kulturelle Abductive Argumentation Engine), die konsequent in der Lage, die Standorte der Guerilla Bombe Caches, innerhalb von einer halben Meile, vorherzusagen, die nicht perfekt, aber ist unendlich viel besser als die vorherigen "werfen Darts auf die Landkarte" Strategie, die das Militär gezwungen war, zu beschäftigen.

Denn genauso, wie wir gesehen haben mit Popmusik und kriminellen Bande Szenen, versteckt im Inneren was zufällig scheint wie Chaos sind einige ziemlich verlässlichen Rahmenbedingungen. Für eine Sache, Terroristen dürften nicht zu nah an Angriff nach Hause (sie wollen nicht den Speicherort der ihre Operationsbasis zu verschenken, und sie sind nicht blöd), aber aufgrund von körperlichen Einschränkungen sie wahrscheinlich auch nicht zu weit schweifen. Also rechts von der Fledermaus, Mathematiker haben eine ziemlich gute Vorstellung von welchem Bereich sie betrachten müssen. Aber das ist erst der Anfang.

Die Software berücksichtigt auch kulturelle Faktoren wie die territoriale Zugehörigkeit. Da verschiedenen Guerillagruppen BFFs außerhalb ihres gegenseitigen Hasses eines ausländischen Militärs nicht genau sein können, tendenziell wo die Aufständischen aktiv sind eng durch Kultur oder Religion mit dem Bereich, wo sie ihre Bombe Fabriken halten.

Aber so etwas ist nicht nur nützlich für die Verfolgung von Terroristen. Die Liste der Anwendungsmöglichkeiten umfasst Betriebs-Basen für Kriminelle auf heimischem Boden, sowie medizinische Diagnose, Überwachung von politischen Organisationen und vermutlich auf der Spur der Heimat dieses Hundes, die in Ihrem Garten gekackt hält auf der Spur.

#2. Wie neue Medikamente Menschen auswirken wird

Ein Grund, warum es so lange für neue Medikamente auf den Markt kommen wird, ist, dass man die Scheiße aus ihnen heraus zu testen – zum Beispiel Viagra wurde 1989 gegründet, aber nicht bis fast ein Jahrzehnt später auf den Markt gekommen. Sie können nicht genau vorhersagen, wie eine Droge wird mit dem wahnsinnig komplex Haufen chemische Reaktionen reagieren, aus denen der menschliche Körper besteht; Sie können nur testen Sie es und das beste hoffen. Was heilt Krebs bei Mäusen eine menschliche versehentliche Supermächte geben kann. Sie wissen einfach nicht, bis Sie versuchen.

Aber stell dir vor wir nehmen alles, was Ihr Körper tut von Blut zur Bekämpfung von Infektionen und vieles mehr, Regulierung, und schalten Sie all jene in mathematische Gleichungen. Theoretisch könnten wir menschliche laufen Studien über neue Drogen ohne freiwillige bereit Graben erfahren Sie aus erster Hand, wenn die neue Grippe-Impfstoff zu pissing Erdnussbutter verursacht.

Mathematiker David Eddy sammelte mühsam alle menschlichen medizinischen Daten, er könne und eine theoretische Mathematik-Person erstellt, die er Archimedes nennt. Natürlich musste er sehen, ob es wie ein richtiger Mensch reagieren würde, damit er einen reelen Versuch für ein Diabetesmedikament neu erstellt. Wenn die Ergebnisse kam, stellte sich heraus, dass Eddys Programm, eine seelenlose Blackbox voll von versteckten Gleichungen, zwei der wichtigsten Ergebnisse der Studie genau vorhersagen konnte. Was bedeutet, dass er buchstäblich in der Lage, eine teure und riskante sieben-Jahres-Studie zu zahlen reduzieren und den Gesamtprozess "Menschen Drogen zu füttern und sehen, was mit ihnen geschieht," zu umgehen.

Und für den Fall, dass Sie protestieren, sind Leute von Mathe so leicht ersetzt werden kann, Eddy nicht vergessen, das menschliche Element. Sein Programm Archimedes nahm Berücksichtigung von Faktoren wie Alter und Blutdruck sowie wankelmütig menschliche Fehler, wie z. B. die Tendenz für die Menschen, ihre Pillen einmal in eine Weile zu vergessen.

Natürlich bedeutet dies nicht, dass wir Studien am Menschen mit Computern jederzeit schnell ersetzt werden da setzen unsere Gesundheit in die Hände von HAL 9000 immer noch irgendwie erschreckend ist, und die Gleichung nicht gut genug, um vollständig ersetzen Tests auf echte Menschen funktioniert. Aber wie es aussieht, Eddy es Arbeit ist, am allerwenigsten eine ergänzende Werkzeug für Forscher zu senken die Kosten und Risikofaktor der teuren Studien am Menschen. Und wenn die gelegentliche Person noch entwickelt Hulk Kräfte aus einer Routine-Test, dann mehr Macht zu ihnen.

#1. Gewusst wie: verhindern, dass eine Menge Leute trampeln einander

OK, stellen Sie die chaotische Situation mit Menschen möglich. Sie denken wahrscheinlich an einem Aufstand oder eine große Panik Menschenmenge in einem schreienden Stampede. Du wirst schreckliche Geschichten sehen, auf die Nachricht von Menschen mit Füßen alle paar Jahre, wie die 1979, die Konzert Konzert Tragödie der Hillsborough-Fußball-Katastrophe von 1989 und in jüngerer Zeit, die Loveparade 2010 in Deutschland, die nicht auf furchtbare Weise seinem Namen gerecht zu werden. Wie zum Teufel soll Mathe helfen den geistlosen Wahnsinn eines Mobs zu verstehen?

Aber einige Mathe-Freaks, die Menge Dynamik zu studieren hat eine intensive Untersuchung der Loveparade-Tragödie und festgestellt, dass der Täter war nicht wirklich Panik und Panik überhaupt, aber etwas sie anrufen Masse bebt. Und sie sind sehr vorhersehbar.

Wenn Menschen in einer bestimmten Dichte ("etwa sieben Personen pro Quadratmeter," laut der Studie) verpackt sind, wirken sie nicht mehr als einzelne, fühlenden Menschen, sondern als eine Flüssigkeit oder Teilchen in einem komprimierten Gas. Denken Sie daran, wenn das ist gerammelt voll, eng, Sie in der Menge sind, aber kann man nicht sehen, die Menge--alles, was Sie suchen ist das Lynyrd Skynyrd T-shirt der Fette Kerl sechs Zoll vor Ihnen. Du gehst in die Richtung bewegen, die Sie geschoben werden. Ein Mann stößt Sie von hinten, so dass Sie den Kerl vor Sie umarmen. Er Kanten oben, und diese Reihe von sanften schiebt multipliziert bis jemand an der Vorderseite des Publikums ist buchstäblich erstickt wird.

Das ist, worum es geht: Druck. Wenn Sie in einen Behälter mit Dampf Druck erstellen, versucht es zu entkommen. Wenn Sie den persönlichen Raum von Tausenden von Menschen einzudringen, versuchen sie, dasselbe zu tun. Verwaltung einer Menschenmenge ist identisch mit der Verwaltung von Dampf: Sie haben die Mathematik, über wie viele "Ventile", die Sie brauchen und wo zu bringen, um den Druck zu verringern. Andere Vorschläge beinhalten die Form des "Containers"--halten den Fluss des Verkehrs Rundschreiben und gehen in eine Richtung zu verändern. Wenn der Menschenmenge versucht, durchlaufen selbst gehen in entgegengesetzte Richtungen, das ist, wenn Sie die kritische Dichte bei dem schrecklichen überschreiten passieren Dinge.

Also, ja, es ist irgendwie beleidigend zu wissen, dass Wissenschaft berechnet unser Verhalten ähnlich wie es die Fähigkeit der Poop durchlaufen eine Abwasserleitung zu berechnen würde. Aber wir nehmen an, es ist in Ordnung, solange es uns aus dem gottverdammten Konzert am Leben erhält.

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