多維度
進入主題之前:
很早就對四維進行過想像,想像不出來。
在紙上畫過三維坐標,再增加一條線過原點,標一個點,一直平移,畫了個奇怪的圖形。
在網上搜,各路大神都說的很玄,什麼時間,空間,暗物質,量子,二維小人看三維物體來類推等等。反正怎麼複雜怎麼來,後面也沒個總結,或者解釋。
看過一本書,有個人增加維度來解決網路拓撲問題,當時覺得這個人好厲害,還能增加維度。
b站上也有通過投影來解釋四維空間,竟然還在二維平面上把四維空間的物體畫出來。
下面就是我對多維了解和認識的經歷。
首先,我是碼農,我可以定義出1~n維的數組,也有一些抽象思想。
後面接觸了下機器學習,了解了標量,向量,矩陣,張量。
了解特徵和維度的關係,如何降維,升維等等。
對維度的認識豁然開朗。
進入主題前先做點準備:
- 現在討論的是多維,而不是空間(立體空間多維的一個實例)
- 在想像維度的時候不要帶入空間,圖像
- 定義的維度可以有邊界
- 了解多維數組
進入主題:
〇、還是先用立體三維來類比:
標量:點 (這個點可以不當成一個點,你放進去是啥,這個點就是啥。標量是一個具體的特徵值,是不變的)
向量:線 (一維)
矩陣:面 (二維)
張量:立體 (三維)
一個具體維度在它高一維的世界就是一個標量。
線上的某個點和面上的一條線是一樣的效果。
(上面這個自己去想像,不好表達怎麼去想像,最好網上搜下這幾個詞語的關係,或者自己花時間去想像)
直接進入下一步。
好了我又想到了,你可以把更高維度想像成包含低維度的容器。(但是不要只以容器的思維來考慮維度)
有很多平行(這裡的平行是類型一樣,互不干擾)的三維,如果你看到了這些平行的三維,說明你在一個四維裡面。
五維裡面是四維,一直推下去,就變成n維。(這裡面一個具體的四維就是五維的一個標量)
一、每個特徵就是一個維度:
以我們能看到的圖形為例(我們看到的其實是一個二維圖形)。
二維由長寬兩個特徵構成
三維由長寬高三個特徵
再說下我們這個世界:
我們能感受到的除了長寬高,還有力,時間等等
長寬高+力是個四維世界,再加其他的特徵就是n維了。
再來個公式:a,b,c為維度的特徵
由a,b,c組成的多維就是a 乘 b 乘 c 其中abc各自的最大定義了維度的邊界。
// todo 詳細解釋,連續,不連續
關於時間:
如果把時間看成一個維度,加上時間這個維度,比我們現在的維度高一維度,設我們的維度為a,加上時間的維度為b。
假設時間是一條線,時間點就是線上的一個點,線上面的點是標量,a就是b裡面具體的一個值,a是b的一個標量,
so,在時間點上來看我們的維度,沒有發生變化。
但是在時間段上,有n個a,就高了一個維度。
舉個例子,視頻,如果視頻裡面的某個畫面定義為三維,你看的視頻的內容在時間點上(三維),但是一段視頻就是四維。
二、不同維度的容量
計算機內存是一維的,同樣可以表示n維的東西,但是包含的信息大小不變
我猜想就算是不設置邊界,低維包含的信息和高維也一樣多,這個就像偶數和自然數個數一樣多的道理。
低維和多維可以相互轉,多維相對於我們來說更抽象一些。
有可能現在我們生活在一個一維的世界,或者生活在一個無限維的世界。
利用計算機一維的內存和CPU都可以模擬出一個多維的世界。
三、降維與升維
建立在有邊界的情況下(沒邊界的還沒想過)
6是標量
是個長度為1的向量,裡面的元素為6,
是一個1乘1的矩陣,裡面的元素為6,
也可以裝在n個1相乘的n維里。
so,低維度是高維的特殊情況。
本來想說cnn的,但是那個升維和降維會改變信息。
所以還是用多維數組來理解升維降維比較好。
----------------------------------------------
補充
前幾天看視頻裡面的時空扭曲,就比較好解釋力作為一個維度影響影響我們看到的空間。
推薦閱讀: