返回第一百三十章 错就是错,对就是对  15岁,成为国宝级天才科学家首页

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    后者坐在角落,表情平静,手里拿着笔记本,看起来已经调整好心态。

    “陶哲轩的人缘很好,”顾清尘小声说,“性格温和,数学品味一流,而且特别愿意帮助年轻学者。他的博客‘什么是数学’是很多数学学生的必读网站,所以来的人也更多。”

    肖宿点点头。

    他读过陶哲轩的许多论文,印象最深的是那篇关于格林—陶定理的工作。

    他证明了素数等差数列可以任意长,这是一项将数论和组合数学巧妙结合的开创性成果,他的论文在最开始也给了肖宿很大的启发。

    两点整,报告开始。

    “感谢各位,”陶哲轩开口,声音通过麦克风清淅地传遍报告厅,“今天我想讨论的是压缩感知理论的一些新进展,特别是如何将其与小波分析结合,用于高维数据的稀疏表示。”

    他点开第一张幻灯片,上面是一幅简洁的示意图。

    一个高维空间中的点,通过某种“测量矩阵”投影到低维空间,然后又通过优化算法从低维测量中恢复出原始高维信号。

    “压缩感知的内核思想很反直觉,”陶哲轩微笑着说,“传统上我们认为,要完整恢复一个信号,至少需要与信号维度一样多的测量。但压缩感知告诉我们:如果信号本身是‘稀疏’的。”

    “也就是说,在某个基底下只有少数非零分量。那么用远少于信号维度的随机测量,就能以极高概率准确重建它。”

    肖宿坐直了身体。

    这个概念让他想到了别的东西。

    不是信号处理,而是数论。

    素数分布是稀疏的,在整数串行中,素数出现的频率越来越低,但它们却蕴含着整数乘法的全部结构信息。

    那么,有没有可能用某种“压缩感知”的视角来看待素数?

    陶哲轩继续讲解,逐渐深入到数学细节。

    他先介绍了RIP,也就是限制等距性质。

    这是压缩感知的理论基石,描述了测量矩阵需要满足的条件。

    然后他转向了小波分析,解释了如何用小波基来表示信号的局部特征。

    “这里的关键在于,”陶哲轩切换了一张复杂的数学公式幻灯片,“我们可以设计一种混合测量方案。”

    “先用随机高斯矩阵进行全局测量,再用局部化的小波测量捕捉细节。这样,恢复算法就能同时利用信号的全局稀疏性和局部正则性。”

    肖宿的思维开始跳跃。

    全局稀疏性……

    局部正则性……

    在挛生素数问题中,素数对的分布既具有全局规律,比如素数定理描述的渐近密度,又可能在局部展现出某种“聚集”现象,象素数丛这样的结构。

    传统的筛法工具擅长处理全局统计,但对局部结构相对笨拙。

    如果……如果能设计一种数学上的“混合测量”呢?

    不是实际测量,而是一种理论工具,同时捕捉素数分布的全局稀疏性和局部相关性?

    肖宿从背包里拿出笔记本,快速记录了几个关键词。

    他的动作引起了旁边顾清尘的注意,但顾清尘没有打扰。

    报告进行到四十分钟时,陶哲轩开始讲一个具体应用,也就是使用压缩感知方法来处理天文图象中的噪声。

    “天文望远镜拍摄的图象往往受到各种噪声污染,传统去噪方法可能会模糊掉微弱的天体信号。”

    陶哲轩展示了一组对比图。

    “但如果我们把图象在某个小波基下表示,噪声通常是绸密的,而真实信号是稀疏的。这样,通过适当的优化算法,我们可以‘分离’信号和噪声。”

    他展示了

    “这里x是我们在小波基下的系数,A是测量矩阵,b是观测数据,ε是噪声。目标是最小化x的L1范数,也就是系数的绝对值之和。L1最小化倾向于产生稀疏解,这恰好符合真实信号的特性。”

    肖宿盯着那个优化问题,脑中闪过一个念头。

    在挛生素数问题中,我们

    这也可以看作一个“稀疏信号恢复”问题,在所有整数中,标记出那些是素数、并且与下一个素数间隔为2的位置。

    如果把这个搜索过程形式化为某种优化问题呢?

    不是数值优化,而是组合优化,在整数集合的庞大空间中,找到满足特定稀疏性和相关性的子集。

    报告在热烈的掌声中结束。

    陶哲轩回答了十六分钟问题,然后宣布进入茶歇时间。

    人群开始流动。

    肖宿坐在座位上,还在思考刚才的灵感。

    顾清尘拍拍他肩膀:“去和陶教授打个招呼?我想他应该很愿意见你。”

    肖宿抬起头,看到陶哲轩
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