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维纳简介(资料简历图片)
维纳,数学,他的维纳简介(资料简历图片)
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
发现维纳―霍普夫方法
1930年前后。维纳与天文学家霍普夫合作,共同研究一类给定在半无穷区间上的带差核的奇异积分方程。此类方程现在被称为维纳―维普夫方程。维纳推广了霍普夫关于辐射平衡态的研究,于1931年得出其求解方法。其基本思想是通过积分变换,将原方程化为一个泛函方程,然后再用函数因子分解的方法来求解,因此维纳―霍普夫方法又称因子分解法。它已成为研究各种数学物理问题的一种常用方法。 维纳创造性地说明,维纳―霍普夫方程最引人注目的应用表现在两种进程间的分界是时间上的而非空间的,这正是在预测理论的某些方面可应用的非常适当的工具。他进一步指出,还有许多关于仪器研究的更一般的问题可以用这种作用于时间的技术来解决。40年代以后,这一方程的理论在解析函数边值问题、调和分析和算子理论的基础上得到了系统的发展,其应用也从辐射问题扩展到许多其他领域,如中子迁移、电磁波衍射、控制论、多体问题及入口理论等。
提出维纳滤波理论
在第二次世界大战期间,为了解决防空火力控制和雷达噪声滤波问题,维纳综合运用了他以前几方面的工作,于1942年2月首先给出了从时间序列的过去数据推知未来的维纳滤波公式,建立了在最少均方误差准则下将时间序列外推进预测的维纳滤波理论。 维纳的这项工作为设计自动防空控制炮火等方面的预测问题提供了理论依据,并为评价一个通讯和控制系统加工信息的效率和质量从理论上开辟了一条途径。它对自动化技术科学有重要的影响。维纳在问题中引进统计因素并使用了自相关和互相关函数,事实证明这是极其重要的。维纳滤波模型在50年代被推广到仅在有限时间区间内进行观测的平稳过程以及某些特殊的外平稳过程,其应用范围也扩充到更多的领域,至今它仍是处理各种动态数据(如气象、水文、地震勘探等)及预测未来的有力工具之一。
开创维纳信息论
维纳是信息论的创始人之一。他从带直流电流或者至少可看作直流电流的电路出发来研究信息论,独立于申农,将统计方法引入通讯工程,奠定了信息论的理论基础。维纳把消息看作可测事件的时间序列,把通信看作统计问题,在数学上作为平稳随机过程及其变换来研究。他阐明了信息定量化的原则和方法,类似地用“熵”定义了连续信号的信息量,提出了度量信息量的申农―维纳公式:单位信息量就是对具有相等概念的二中择一的事物作单一选择时所传递出去的信息。 维纳从控制论的角度出发,认为"信息是人们在适应外部世界,并且这种适应反作用于外部世界的过程中,同外部世界进行互相交换的内容的名称"。及著名的:信息就是信息,既不是物质,也不是能量,......。维纳关于信息的定义包含了信息的内容与价值,从动态的角度揭示了信息的功能与范围,但也有局限性。由于人们在与外部世界的相互作用过程中,同时也存在着物质与能量的交换,维纳关于信息的定义没有将信息与物质、能量区别开来。维纳的信息定义逆却能分开三元素,“信息就是信息,信息是物质、能量、信息及其属性的标示(2006年)”。 维纳的这些开创性工作有力地推动了信息论的创立,并为信息论的应用开辟了广阔的前景。信息论创立者申农说:“光荣应归于维纳教授”。
创立控制论
维纳对科学发展所作出的最大贡献,是创立控制论。这是一门以数学为纽带,把研究自动调节、通信工程、计算机和计算技术以及生物科学中的神经生理学和病理学等学科共同关心的共性问题联系起来而形成的边缘学科。 1947年10月,维纳写出划时代的著作《控制论》,1948年出版后,立即风行世界。维纳的深刻思想引起了人们的极大重视。它揭示了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律;为现代科学技术研究提供了崭新的科学方法;它从多方面突破了传统思想的束缚,有力地促进了现代科学思维方式和当代哲学观念的一系列变革。 现在,控制论已有了许多重大发展,但维纳用吉布斯统计力学处理某些数学模型的思想仍处于中心地位。他定义控制论为:“设有两个状态变量,其中一个是能由我们进行调节的,而另一个则不能控制。这时我们面临的问题是如何根据那个不可控制变量从过去到现在的信息来适当地确定可以调节的变量的最优值,以实现对于我们最为合适、最有利的状态。”
维纳 - 维纳趣事
从小就智力超常
20世纪著名数学家诺伯特・维纳,从小就智力超常,三岁时就能读写,十四岁时就大学毕业了。几年后,他又通过了博士论文答辩,成为美国哈佛大学的科学博士。 在博士学位的授予仪式上,执行主席看到一脸稚气的维纳,颇为惊讶,于是就当面询问他的年龄。维纳不愧为数学神童,他的回答十分巧妙:“我今年岁数的立方是个四位数,岁数的四次方是个六位数,这两个数,刚好把十个数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9全都用上了,不重不漏。这意味着全体数字都向我俯首称臣,预祝我将来在数学领域里一定能干出一番惊天动地的大事业。” 维纳此言一出,四座皆惊,大家都被他的这道妙题深深地吸引住了。整个会场上的人,都在议论他的年龄问题。 其实这个问题不难解答,但是需要一点数字“灵感”。不难发现,21的立方是四位数,而22的立方已经是五位数了,所以维纳的年龄最多是21岁;同样道理,18的四次方是六位数,而17的四次方则是五位数了,所以维纳的年龄至少是18岁。这样,维纳的年龄只可能是18、19、20、21这四个数中的一个。 剩下的工作就是一一筛选了。20的立方是8000,有3个重复数字0,不合题意。同理,19的四次方等于130321,21的四次方等于194481,都不合题意。最后只剩下一个18,是不是正确答案呢?验算一下,18的立方等于5832,四次方等于104976,恰好不重不漏地用完了十个阿拉伯数字,多么完美的组合! 这个年仅18岁的少年博士 ,后来果然成就了一番大事业:他成为信息论的前驱和控制论的奠基人。 维纳最有名的故事是有关搬家的事。 一次维纳乔迁,妻子熟悉维纳的方方面面,搬家前一天晚上再三提醒他。她还找了一张便条, 上面写着新居的地址,并用新居的房门钥匙换下旧房的钥匙。第二天维纳带着纸条和钥匙上班去了。白天恰有一人问他一个数学问题,维纳把答案写在那张纸条的背面递给人家。 晚上维纳习惯性地回到旧居。他很吃惊,家里没人。从窗子望进去,家具也不见了。掏出钥匙开门,发现根本对不上齿。于是使劲拍了几下门,随后在院子里踱步。突然发现街上跑来一小女孩。维纳对她讲:“小姑娘,我真不走运。我找不到家了,我的钥匙插不进去,请帮我找个锁匠吧!。”小女孩说道:“爸爸,没错。妈妈让我来找你又找对了。” 有一次维纳的一个学生看见维纳正在邮局寄东西,很想自我介绍一番。在麻省理工学院真正能与维纳直接说上几句话、握握手,还是十分难得的。但这位学生不知道怎样接近他为好。这时,只见维纳来来回回踱着步,陷于沉思之中。这位学生更担心了,生怕打断了先生的思维,而损失了某个深刻的数学思想。但最终还是鼓足勇气,靠近这个伟人:“早上好, 维纳教授!”维纳猛地一抬头,拍了一下前额,说道:“对,维纳!”原来维纳正欲往邮签上写寄件人姓名,但忘记了自己的名字……。 再说维纳
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