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突破流计算极限挑战的阿里,将发力图计算及大规模机器学习 图计算3大挑战 据周靖人介绍,图计算是阿里关注的重要技术之一,可以将电商平台、用户产品、支付宝账户等大量信息作为节点来建模处理,基于此可以产生很丰富的分析场景,当前图计算已经在阿里搜索推荐、反作弊、知识图谱等领域大规模应用。 靖人指出,由于实体模型中,存在许多关系以及数十亿的结点和边,并且以很快的速度动态更新,实时并发更新图数据的同时进行复杂的图分析是留给工业界和学术界的课题。具体来说存在3个方向的挑战。 挑战1:图可视化,即如何有效地将图背后的特征和信息展现出来,更好地与人交互,辅助推理、分析和决策。 挑战2:模式匹配,根据业务的特征,在复杂关系网络中定义并识别核心模式,并在大规模图中实现快速匹配。常用的场景有反欺诈、风险控制和ID映射等等。 挑战3:处理快速变化的图,也就是当图节点和边动态更新下的图计算问题。 此外,如何将图计算和机器学习结合,利用人的在线行为模式来进一步提高推荐、搜索等效果,也是阿里技术人员正在解决的难题。 周靖人认为,阿里机器学习的优势来源于对亿万数据样本和特征的高效利用,阿里的服务器架构就是为了处理如此庞大的模型和数以亿计的参数而开发的。“目前阿里大规模机器学习平台,可以统一支持深度学习模型训练以及模型更新,此外我们也建设了CPU、GPU、FPGA异构计算平台,可以针对不同业务特点做机器学习的计算优化”。 据知情人士透露,阿里正在和知名高校在图计算和大规模机器学习领域搭建合作平台,希望和学界一起推动这些领域研究的快速发展。外界分析,这也是阿里此前公布的“NASA”计划中的重要技术布局之一。 这个怎么看?
幽默感也可以用数学模型量化?原来幽默感也有套路 我们如何量化幽默感呢?它是如此复杂又个性化。来自阿尔伯塔大学的研究者们为此量身定做了一个数学模型,发现幽默或许不仅仅关乎个人,还与演化和社会信息交流有关。 “这的确是第一篇用量化理论来研究幽默的论文。”阿尔伯塔大学的心理学教授克里斯?韦斯特伯里(Chris Westbury)说道,他是这项新实验的主要作者。他还说:“有关幽默感的研究还很少。”量化幽默的灵感是由早期另一实验衍生出来的,那个实验要求患有失语症的参与者检查字母串,并确定哪些是真的单词,哪些不是。在实验过程中,韦斯特伯里注意到一个有趣的现象:参与者在听到一些编造出来的词语时会不禁大笑,比如“Snunkoople”。 哪些单词会引人发笑呢? 韦斯特伯里引入了“词熵”这个概念,即单词的熵(entropy)。熵是来自数学和物理学的概念,用于衡量事物的秩序或可预测性。同样是人造单词,“finglam”的字母组合比“clester”更为罕见,在韦斯特伯里的定义下,这类单词的熵值更小。 “举个例子,美国知名漫画家苏斯博士(Dr. Seuss)创造了许多滑稽的单词,而我们则能证明他创造的这些单词熵值都很低,或者说他在创造这些新词的时候下意识地降低了词语的熵,”韦斯特伯里说,“词熵最终都是和每个字母能组成单词的概率有关。所以你如果看看苏斯博士创造的Yuzz-a-matuzz这样的词,再计算一下它的熵,你会发现这些词的熵很低,因为字母z很难和其他字母组成词语。” 受到人们对单词“Snunkoople”的反应的启发,韦斯特伯里决定着手研究能否以单词的熵作为一种量度,来预测哪些词语会让人们感觉滑稽。 在实验的第一部分,研究者让参与者比较两个人造词的幽默程度。在第二部分,他们则要从1到100来给人造词的幽默程度打分。 “实验发现,两个单词熵值的差别越大,被试就越有可能按照我们预想的那样去选择。”韦斯特伯里说道。他指出,参与者选择与预期相符合的几率最高达到了92%,“这么高的预测正确率太令人惊讶了,在心理学实验中达到92%准确率的预测更是实属罕见。” 幽默意味着安全 所有参与者选择都近乎一致,这或许能揭示出幽默的本质,以及它在人类演化中的作用。韦斯特伯里提到了1929年沃尔夫冈?克勒(Wolfgang K?hler)做的一项有名的语言实验。在那次实验中,参与者看到了两幅图片(见下图),一幅比较尖锐,而另一幅更加圆滑,他们被要求指出哪幅图更适合“塔基啼”(Takete)这个名字,哪幅更适合“巴鲁巴”(Baluba)。几乎所有的参与者的直觉都认为,塔基啼描述的是尖锐的物体。这个现象表明,物体的形状和读音之间存在着某种共同的对应关系。 几乎所有人都认为左图更适合“塔基啼”的发音,右图更适合“巴鲁巴”。 这其中的原因可能跟演化有关。“我们认为幽默是自己个人的事情,但演化心理学家则认为幽默是一种传递信息的方式:如果你笑了,就意味着没有危险的事情发生。”韦斯特伯里说。 他举了个不速之客私闯民宅的例子:如果发现闯进来的是只猫而不是位梁上君子,那这个人可能会一笑而过。“你的笑声向你周围的人传达了一种信息,就是你原以为是什么危险人物“大驾光临”,事实证明不过是杞人忧天而已。这是演化而来的一种方式。” 幽默来自违背预期 用单词的熵来预测幽默感的想法和19世纪一位德国哲学家的理论不谋而合。这位叫做阿图尔?朔彭豪尔(Arthur Schopenhauer)的哲学家提出幽默来自于与预期想法相悖,而非如此前另一个理论所说:幽默仅仅只是建立在不可能的基础之上。我们能通过不同的方式去违背预期,从而产生幽默。 我们对人造词语的预期是与音韵学有关的(即我们预期每个单词都有一个特定的发音),[西餐厅],而对双关语的预期是与其语义相关的。“双关语好笑的原因之一,就是它们违背了我们对于单词意义的预期,即一词一义。”韦斯特伯里说。想想这个笑话:老公对老婆说“我想静静”,老婆质问道“静静是谁?”当你听到这个“静静”的笑话时,你觉得好笑是因为事情出乎你的意料——你第一反应里的“静静”意思和笑话里的意思大相径庭。 这个实验可能无法改变单口相声行业,毕竟喜剧的高潮不可能来自于简单的文字游戏——但是这些发现可能会有商业应用价值,比如给产品命名。“我很想知道产品名字和产品严肃程度之间的联系,”韦斯特伯里说道,“比如说,人们可能不会愿意买一个写着搞笑名字的药品来治疗严肃疾病,反之亦然。”
外尔半金属的故事 外尔半金属的故事 精选 已有 15673 次阅读 2015-7-18 16:50 |系统分类:科研笔记 在狄拉克提出的描写电子运动的量子力学方程中,电子可以看成是一个个小陀螺,其自转轴取向可以沿着整体运动方向,也可以与之相反,这就定义了狄拉克费米子的“手性”,前一类粒子的自转和整体运动方向之间满足右手法则,而后一类则满足左手法则。每一类具有明确“手性”的费米子就被称为外尔费米子,它们的运动满足外尔方程,其自由度恰好是狄拉克方程的一半。在真空中的电子,由于存在着时间反演和空间反演对称,处于“左手”和“右手”状态的几率总是相等的。如果在某一个特殊体系中,电子只能处在特定的“左手”或者“右手”状态,那时候狄拉克就会从棺材里爬出来,告诉你这样的体系真的是酷毙了。为什么呢?因为这时候会发生“手性反常“,也就是说在相互平行的磁场和电场作用下,具有特定“手性”的电子会被源源不断地产生出来。这当然看起来挺美。那么能否找到某种特殊的晶体,使得它的电子态只能具有某种特定的“手性”呢?两位理论物理学家Nielsen和Ninomiya早在80年代就从数学上给出了证明,即这是不可能的,任何在周期晶格中运动的粒子,相反手性的外尔费米子态总是成对出现的。这个结论是数学上的严格结果,称为“No-go”定理,看到这里永远追求新奇物质态的科学家们一定会失望了,但是,虽然外尔费米子总是成对出现,它们在动量空间却可以被分开。Nielsen和Ninomiya进一步指出,在某类晶体中,如果无简并的能带在动量空间某处相交,而交点(外尔点)的能量又恰好在费米能级附近,那么这类晶体中电子的低能运动就可以用外尔方程来描写,也可以说在这类晶体中出现了具有某种“手性”的外尔费米子,相应的材料就被称为是外尔半金属。在这类材料中,手性相反的外尔点成对出现在不同的k点,在相互平行的电场和磁场驱动下,电子会在“左手”外尔点处不断消失,而在“右手”外尔点处不断涌现,从而形成一种电磁场共同驱动的,只能沿着磁场方向发生的特殊电子输运模式。这种输运方式的最终后果,就是当电流和磁场方向平行时导致很大的负磁阻,这可以看成是“手性”反常在凝聚态物质中的体现。当然Nielsen和Ninomiya只是证明了外尔费米子态在晶体中是可能出现的,要找出具体实现它的材料就不那么容易了。理论上提出的第一个外尔费米子材料,是具有烧绿石结构的Y2Ir2O7材料,发现这个材料的主要是我国南京大学的万贤刚童鞋、在我的上篇博文中出过场的加大戴维斯分校的Sergey Savrasov以及来自伯克利的目光永远炯炯的Ashivin童鞋。此后,我们小组也很快发现HgCr2Se4材料也是这样的外尔半金属。这两种材料提出后,马上在国际上掀起了研究外尔半金属材料物理性质的研究热潮,成为了近几年凝聚态物理研究的一个热点。 除了前面重点介绍的手性反常以外,外尔半金属还有一些其他的奇特物理性质。比如说你可以把贝里曲率看作动量空间的“磁场”,那么外尔点就是一个“磁单极子”,这一点是在2003年被提出的,是我的搭档方忠童鞋的成名作之一。此外,外尔半金属还具有非常奇葩的表面态特性,即由表面态形成的费米面是不连续的一系列线段,称为费米弧(Fermi Arc)。这些费米弧连接着体内外尔点在表面上的投影点,是外尔半金属的另一个重要特征。 但是,对于实验研究来说,前面提到的两类材料有一个很要命的缺点,即都是磁性材料,总不可避免地存在磁畴,从而使得许多外尔半金属的重要特性,如刚才介绍的手性反常和费米弧等,很难在实验上被观测到。因此发现非磁性的外尔半金属材料,成为该领域发展的关键。今年初,我所在的物理所理论室T03组和普林斯顿大学Bernevig教授等人合作,终于一口气找到了四种非磁性的外尔半金属材料,TaAs、TaP、NbAs和NbP(Phys. Rev. X 5, 011029,2015),在这个工作中,我们组前些年引进的青年人才翁红明童鞋发挥了关键性的作用,令人倍感欣慰。文章在Arxiv网上公布以后,马上引起了许多实验研究组的兴趣,很快物理所的陈根富小组和北京大学的贾爽小组就几乎同时在TaAs样品中观测到了手性反常的迹象;物理所的丁洪小组、牛津大学陈宇林小组和普林斯顿哈桑小组等也都在各自的样品中直接观测到了电子结构中的外尔点以及表面上的费米弧。目前,国内外有关外尔半金属的研究正开展热火朝天,相信在不远的将来大家还将看到许多更有趣的结果。 本文引用地址:http://tieba.baidu.com/mo/q/checkurl?url=http%3A%2F%2Fblog.sciencenet.cn%2Fblog-600872-906367.html++&urlrefer=3ab0a4211c1ccf49dea2307a9336bb62此文来自科学网戴希博客,转载请注明出处。
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