Fractal-Based Point Processes

Fractal-Based Point Processes pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Wiley-Interscience
作者:Steven Bradley Lowen
出品人:
页数:626
译者:
出版时间:2005-08-12
价格:USD 136.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780471383765
丛书系列:
图书标签:
  • 点过程
  • 分形
  • 随机过程
  • 空间统计
  • 数学建模
  • 概率论
  • 统计物理
  • 图像处理
  • 数据分析
  • 机器学习
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具体描述

An integrated approach to fractals and point processes

This publication provides a complete and integrated presentation of the fields of fractals and point processes, from definitions and measures to analysis and estimation. The authors skillfully demonstrate how fractal-based point processes, established as the intersection of these two fields, are tremendously useful for representing and describing a wide variety of diverse phenomena in the physical and biological sciences. Topics range from information-packet arrivals on a computer network to action-potential occurrences in a neural preparation.

The authors begin with concrete and key examples of fractals and point processes, followed by an introduction to fractals and chaos. Point processes are defined, and a collection of characterizing measures are presented. With the concepts of fractals and point processes thoroughly explored, the authors move on to integrate the two fields of study. Mathematical formulations for several important fractal-based point-process families are provided, as well as an explanation of how various operations modify such processes. The authors also examine analysis and estimation techniques suitable for these processes. Finally, computer network traffic, an important application used to illustrate the various approaches and models set forth in earlier chapters, is discussed.

Throughout the presentation, readers are exposed to a number of important applications that are examined with the aid of a set of point processes drawn from biological signals and computer network traffic. Problems are provided at the end of each chapter allowing readers to put their newfound knowledge into practice, and all solutions are provided in an appendix. An accompanying Web site features links to supplementary materials and tools to assist with data analysis and simulation.

With its focus on applications and numerous solved problem sets, this is an excellent graduate-level text for courses in such diverse fields as statistics, physics, engineering, computer science, psychology, and neuroscience.

《时空中的奇点:算法、数据与涌现》 本书并非探讨分形在点过程建模中的具体应用,而是聚焦于一个更为宏观且富有哲学意味的主题:在海量数据与复杂算法交织的时空中,如何理解并驾驭由此涌现出的、不可预测的奇点现象。我们从信息论的视角出发,审视数据本身的内在结构与噪声的界限,探讨如何在混沌边缘捕捉信号,以及算法设计如何影响我们对现实世界的感知。 第一部分:信息涌动与混沌之初 数据的“肌理”: 在大数据时代,数据不再仅仅是冰冷的数字,而是承载着信息的复杂“肌理”。我们深入剖析数据的统计特性,从高维空间中的分布模式到低维嵌入的流形结构,理解数据点之间微妙的关联。这部分将借鉴信息几何学的概念,将数据的几何形状与信息熵联系起来,揭示隐藏在海量数据中的潜在秩序。我们将探讨如何量化数据的“复杂性”,以及数据增长的速度与质量之间的辩证关系。 噪声的“呼吸”: 噪声是信息世界的常态,它既是干扰,也是潜在的信号源。本书将超越简单的去噪技术,而是从信息论的角度,将噪声视为一种“动态的背景”。我们将研究不同类型的噪声(如高斯噪声、泊松噪声、脉冲噪声等)如何与真实信号相互作用,以及如何通过算法辨别信号的“真实性”或“涌现性”。例如,在图像处理中,微妙的噪声纹理有时会预示着更深层次的图像结构。 算法的“引力”: 算法是塑造我们数据理解和信息提取的关键力量。本书关注的不是具体的算法实现,而是算法设计背后的哲学。我们将探讨不同算法范式(如基于规则的、机器学习的、深度学习的)如何“吸引”数据,并赋予数据特定的含义。我们将分析算法的偏差、过拟合与欠拟合如何影响我们对数据真实性的判断,以及算法的“黑箱”特性如何让我们难以察觉其内在的涌现机制。 第二部分:涌现的魅影与奇点的探索 “集体智慧”的显现: 许多复杂系统中的有趣现象,并非来自个体单元的精心设计,而是从大量单元的简单交互中“涌现”出来。本书将探讨这种涌现的机制,以及它如何在数据集中体现。我们考察“蜂群效应”、“市场情绪”等现象,分析它们如何从个体行为的简单聚合中演变出宏观的、不可预测的模式。这部分将涉及一些非线性动力学的基本概念,例如吸引子、分岔点等,但侧重于其在数据分析中的启示。 不可预测的“跳跃”: 奇点,是系统在某个临界点发生的剧烈、非线性变化。本书并非预设分形结构,而是关注在复杂系统中,信息流动的“异常”或“突破”。我们将研究“黑天鹅事件”的统计规律,以及在看似平稳的数据序列中,如何识别预示着剧烈变化的细微迹象。例如,金融市场中的突然崩盘,或者社交网络中信息传播的指数级扩散,都可以被视为一种“时空奇点”。 感知的“裂痕”: 当数据量达到一定阈值,或者算法达到一定的复杂程度,我们原有的认知模型可能会出现“裂痕”。本书将探讨这种认知上的“不连续性”,以及它如何影响我们对数据的解释。我们考察“模因”的传播、信息茧房的形成,以及技术发展带来的社会巨变,这些都可能源于信息处理过程中发生的“涌现”或“奇点”。 第三部分:驾驭未来,拥抱不确定性 “预警”与“适应”的艺术: 面对涌现和奇点,预测是困难的,但“预警”和“适应”是可能的。本书将探讨如何构建更具鲁棒性的模型,它们能够在一定程度上预测潜在的“边界条件”,并为系统的快速适应做好准备。我们将讨论如何设计“柔性”的算法,能够根据数据的变化进行自我调整。 伦理的“边界”: 涌现的复杂性与奇点般的突变,对人类的伦理和决策提出了挑战。本书将引导读者思考,在算法日益强大的今天,我们如何保持对“人性”的理解,如何避免技术发展带来的“非人化”倾向。我们将探讨在信息鸿沟、算法偏见等问题上,如何构建更公平、更透明的社会。 “未知”的疆域: 本书的最终目标,是激发读者对信息、算法与现实世界之间复杂关系的深入思考。我们并非提供一套固定不变的解决方案,而是鼓励读者在海量数据与瞬息万变的算法环境中,培养一种“在不确定中寻找确定”的能力,一种拥抱涌现与奇点的勇气。这趟旅程,是对人类认知边界的持续探索。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的名字本身就带着一种迷人的数学魅力,读起来就像是在探索一个无限递归的宇宙。我拿到书的时候,就被它那种严谨又不失灵动的气质吸引了。它没有直接切入那些枯燥的公式推导,而是从更宏观的视角,引导我们思考“点过程”这个看似抽象的概念,如何与我们熟悉的“分形”结构建立起深刻的联系。作者的叙事节奏把握得非常好,像是老练的园丁,先是松土、播种,然后才慢慢展示那些错综复杂的数学枝桠。我特别欣赏它在介绍基础理论时所采用的类比,那些关于自然界中自相似现象的例子,比如海岸线的蜿蜒,或是树木的脉络,都让原本高冷的数学概念瞬间变得可触摸、可感知。这本书的价值不在于提供一个现成的答案,而在于教会我们如何提问,如何用一种全新的、基于多尺度分析的视角去审视那些看似随机的事件序列。读完前几章,我感觉自己的思维方式都有了一种微妙的转变,看待数据和模式的眼光变得更加深邃和多维。

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这本书真正体现了跨学科研究的精髓。它巧妙地架设了纯粹的数学理论与现实世界中“非均匀性”现象之间的桥梁。我从中看到了处理诸如地震的余震序列、网络流量的突发性、甚至是大规模生态系统中物种分布的内在规律的可能性。作者没有将“分形”视为一种装饰性的数学工具,而是将其提升到描述系统动态演化本质的高度。它教会我们,真正的随机性往往不是平滑和均匀的,而是具有尺度层次和自我复制的结构。这种视角转变,对于任何从事时间序列分析或空间数据挖掘的人来说,都是一次宝贵的思维重塑。这本书的价值在于,它提供了一套强大的、具有前瞻性的分析框架,帮助我们从看似杂乱无章的数据中,提取出那些隐藏在不同尺度下的秩序与规律。

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坦白说,这本书的阅读体验是需要投入精力的,它绝不是那种可以轻松翻阅的消遣读物。当你深入到关于“多重标度不变性”和“随机测度”的章节时,你会发现自己需要频繁地回顾前面的定义和引理。这要求读者必须保持高度的专注力,因为作者在叙述上非常紧凑,每一个措辞都可能蕴含着深刻的数学含义。然而,正是这种挑战性,让最终的理解更具成就感。当那些原本交织在一起的数学概念,经过你的努力终于清晰地呈现在脑海中时,那种豁然开朗的感觉是无与伦比的。这本书的排版和图示设计非常专业,虽然内容艰深,但至少在视觉上给予了读者最大的帮助,复杂的图形结构被清晰地分解和标注,这对于理解高维空间中的随机分布至关重要。

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初读此书,我最大的感受是它在理论深度和可读性之间找到了一个近乎完美的平衡点。很多专注于随机过程的书籍往往在初期就会用密集的符号和定理将读者拒之门外,但这部作品显然采取了更人性化的教育策略。它花了大量篇幅来铺陈背景知识,确保即便是对概率论有一定基础的读者,也能顺畅地跟上作者的思路。我尤其喜欢其中关于如何将经典泊松过程与分形维数相结合的部分,作者通过精妙的数学构造,展示了如何在看似均匀的随机场中,挖掘出隐藏的、尺度依赖性的聚集特性。那些关于“懒惰随机游走”在构建分形点过程中的应用,简直是数学美学的一次集中展示。这本书与其说是一本教科书,不如说是一次精心策划的学术漫游,每到一个关键节点,作者都会停下来,用清晰的图形和直观的解释来巩固我们刚刚习得的知识,避免了陷入纯粹的符号泥潭。

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这本书给我带来的震撼,更多是来自于它对前沿研究领域的梳理和展望。它并非仅仅停留在对经典理论的复述,而是大胆地将分形几何的深刻洞察力,注入到时间序列分析和空间统计学的核心问题中。对于一个长期关注复杂系统建模的研究者来说,这本书简直是一部“地图集”。它清晰地勾勒出了当前领域内尚未解决的挑战,比如如何有效估计高维分形点过程的参数,以及如何将这些模型应用于实际的物理或生物系统中。那些关于“长程记忆”和“聚集行为”的讨论,不仅具有坚实的理论基础,更提供了许多可操作的算法框架。我感觉自己像是被作者邀请到一场高水平的研讨会上,听到的都是那些尚未发表但极具启发性的前沿思想。这本书的参考文献部分也做得极其出色,为后续的深入研究指明了方向,避免了读者在浩如烟海的文献中迷失。

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