那場未發生的演講

今天,我非常有幸在海德堡桂冠論壇上聽到了曼努埃爾·布魯姆的演講。 它是關於…… “等一下!” 我聽到你在說。

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本文發表在《大眾科學》的前部落格網路中,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


今天,我非常有幸在海德堡桂冠論壇上聽到了曼努埃爾·布魯姆的演講。 它是關於...

“等一下!”我聽到你在說。“曼努埃爾·布魯姆沒有在論壇上發表演講!”

嗯,是的,你說得對,他沒有。 但至少他告訴了我,如果他選擇發表演講,他發表的演講。 它是關於...


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微軟極限計算組的埃裡克·鍾說:“等一下!讓我給你講講關於曼努埃爾·布魯姆的故事。我在加州大學伯克利分校上他的演算法課程。由於某種原因,我不得不缺席一週的課,並且錯過了一次考試。所以他告訴我去他的辦公室,他會給我口頭考試。”

“我瘋狂地學習,帶著我腦子裡可能會問的問題去了他的辦公室。他叫我進去,然後問我,‘你在做硬體,對吧?’我告訴他是的,然後他說,‘我們為什麼不去你的實驗室看看你在做什麼呢?’

“所以我帶他去了我的實驗室,給他看了這個和那個,他問了我很多關於我的工作的問題。我看得出他真的很有興趣。這種情況持續了一段時間,最後我問他關於考試的事。”

“‘考試?’他說,‘你得了 A。’”

儘管我本週才見到曼努埃爾·布魯姆,但我感覺這個故事非常重要地說明了他作為科學家、老師和人的一面。這是一個對一切都充滿真正好奇心的人。不管你是一名學生還是一位世界著名的學者,如果你有有趣的東西要說——或者更好的是,有一個有趣的問題要思考——他都想聽你說。與理解世界如何運作相比,考試之類的小事並不重要。

這讓我想起來,我本來要告訴你們他在海德堡會發表的演講。它是關於...

不,首先,曼努埃爾自己想告訴你昨天在船上聽到的兩個問題,都來自年輕的研究人員。實際上是三個問題,因為我提醒他,昨晚我坐在他們的桌子旁時,他和他的曾孫輩學生埃裡克·布萊斯正在討論一個問題。不幸的是,埃裡克不希望我在我的部落格中透露這個問題,因為他想先做更多的研究。但我可以告訴你另外兩個。

首先,約翰內斯·魯夫告訴布魯姆一個類似這樣的問題。(布魯姆說這是他對魯夫問題的修改,但仍然可以辨認出是同一型別。)這是一個由 100 人玩的俄羅斯輪盤賭版本,他們從 1 到 100 編號。有 100 扇門,每個人都可以選擇其中的 99 扇門。每扇門後面都有一個數字。如果他碰巧選中了一扇門,門後有他的號碼,那麼他是安全的(暫時),下一個玩家可以選擇 99 扇門。

我應該提到,這 100 個人看不到其他人選擇的門後面是什麼。他們在遊戲期間不能有任何交流,儘管他們可以在遊戲開始之前制定策略。

現在,如果玩家 2 或任何玩家沒有選擇他號碼後面的門會發生什麼?嗯,那是非常糟糕的訊息。不僅該玩家會被殺死,而且其他所有玩家也會被殺死。哎呦!這真的是一個殘酷的俄羅斯輪盤賭版本。

現在的問題是:既然允許玩家事先討論策略,那麼他們最好的策略是什麼?讓我們看看幾種可能性。

首先,他們可以同意,前 99 名玩家將開啟前 99 扇門。如果他們全部倖存下來,則意味著前 99 扇門後面有 1 到 99 的數字。知道這一點後,第 100 名玩家只需選擇第 100 扇門,他就會知道第 100 扇門後面有數字 100。每個人都會活下來。

不幸的是,這是一個非常糟糕的策略,因為如果第 100 扇門後面沒有數字 100,那麼每個人都會被殺死。生存機率:1/100。

事實證明,一個好得多的策略是每個人都隨機選擇。那麼每個人都倖存下來的機率是 (99/100) 的 100 次方,約為 1/e(或大於 1/3)。

魯夫的問題很簡單。隨機策略看起來相當不錯。它實際上是最好的策略嗎?

真是個酷問題!它採用了一個已知的事實(1 - 1/n 的 n 次方約為 1/e),並賦予其全新的意義。現在我們不是在微積分的領域,而是在遊戲和策略的領域。

布魯姆在船上聽到的第三個問題來自格爾蓋伊·安布魯斯。這是一個老生常談的問題:你應該找到一個鑽了孔的球體的體積,你只被告知孔的長度。這似乎不可能提供足夠的資訊來計算體積,但事實確實如此。布魯姆以前見過這個問題,並且知道答案,但他表示,他從未見過一個真正令人滿意的解釋,說明為什麼球體的半徑 r 並不重要。安布魯斯告訴他:“哦!我可以解釋一下!”然後開始向布魯姆展示如何將體積設定為分子為 r,分母為 r 的積分。r 會抵消,因此體積與 r 無關。然後你可以簡單地透過設定 r = h/2(孔長度的一半)來找到它,在這種情況下,孔的寬度必須為 0,體積為 0,而體積只是球體的體積。“你甚至不必計算積分!”布魯姆高興地告訴我。

無論如何,現在讓我告訴你們布魯姆會在本次會議上發表的演講。它是關於...

不,等一下。他想告訴你們他的學生邁赫迪·薩馬迪正在研究的問題。薩馬迪想編寫一個更好的谷歌版本(至少對科學家來說更好)。

這是布魯姆解釋的問題。假設你在谷歌中輸入一個事實陳述,例如“蝦中的膽固醇比肉中的膽固醇更健康”。谷歌會給你一堆結果,但你不知道該信任哪些結果。薩馬迪的程式會瀏覽谷歌的結果,首先,如果結果支援你的事實陳述,則將其塗成綠色,如果結果與你的陳述相反,則將其塗成紅色,如果結果是中性的,則將其塗成白色。然後,如果陳述來自可靠的來源,它會將其塗成較深的顏色,如果不是,則將其塗成較淺的顏色。因此,例如,如果冷凍食品協會說蝦對你更好,它可能會被塗成較淺的顏色。如果洛克菲勒大學的一項研究說它更好,則會將其塗成較深的顏色。另一方面,如果洛克菲勒的研究只有 20 個人參與,那麼陰影可能會再次變淺。

我一直說“可能”只是因為布魯姆可能一直在簡化,而且我的筆記可能不準確,但這是一個薩馬迪已經做過的真實示例。不僅如此,他的程式令人印象深刻,他已經獲得了大量資金來成立一家公司。

但這並不是真正酷的部分。布魯姆急切地想告訴你們的酷事是,昨天在船上,他遇到了兩名計算機科學專業的學生,約翰內斯·霍法特穆罕默德·葉海亞,他們正在馬克斯·普朗克研究所從事自然語言處理方面的工作——這正是他學生的軟體所缺少的部分。

偉大的技術創新就是這樣在航行中誕生的。

好吧!這真是太吸引人了。但現在讓我告訴你們布魯姆會在論壇上發表的演講。它是關於...

哎呀!下一場演講的鈴聲響了!你的意思是說我們的採訪這麼快就結束了嗎?當你玩得開心時,時間過得真快!

 

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這篇博文源自第一屆海德堡桂冠論壇(HLF)的官方部落格,該論壇於 2013 年 9 月 22 日至 27 日在德國海德堡舉行。40 位阿貝爾獎、菲爾茲獎和圖靈獎獲得者將齊聚一堂,與 200 名精選的年輕研究人員會面。達娜·麥肯齊是 HLF 部落格團隊的成員。請在HLF 部落格上找到他的所有帖子。

Dana Mackenzie is a freelance mathematics and science writer for diverse science magazine and author of several books. His most recent book is The Universe in Zero Words: The Story of Mathematics as Told Through Equations, published in 2012 by Princeton University Press. He was the winner of the 2012 Communications Award presented by the Joint Policy Board for Mathematics. Besides writing, the two interests that have stuck with him the longest are chess and folk dancing. More about Dana at his website.

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