Как машины думают? Математические основы машинного обучения

Как машины думают? Математические основы машинного обучения

Год выхода: 2024
Аннотация
Книга посвящена значению математики в историческом контексте, её развитию и влияние на современные науки и технологии, в частности на искусственный интеллект и машинное обучение. Начинается она с краткого обзора первичных числовых операций, которые возникли в ответ на практические нужды человека, такие как торговля и сельское хозяйство. Эти элементарные математические навыки со временем трансформировались в более сложные области, такие как геометрия и алгебра, которые стали основами для научной мысли. Ключевыми фигурами, упомянутыми в этом историческом экскурсе, являются Евклид и аль-Хорезми. Евклид систематизировал геометрию, что стало важным шагом в развитии математического знания, тогда как аль-Хорезми заложил основы алгебры, что открыло новые горизонты для анализа чисел и их свойств. Затем автора ведёт к XVII веку, когда создание дифференциального исчисления, в частности работ Нейтона и Лейбница, открыло возможности для описания изменений и процессов в природе, что стало основой для физики как науки. Следующий раздел книги обсуждает роль математики в современных науках и отраслях. Математика, как универсальный язык, необходима для описания физики, биологии и статистики. В экономических науках математические модели становятся мощным инструментом для анализа рынка и прогнозирования, позволяя принимать обоснованные решения. С развитием информационных технологий возникает новая эра научных исследований, где сложные алгоритмы используются для обработки больших данных, что ведёт к прогрессу в областях, таких как машинное обучение и искусственный интеллект. Особое внимание уделяется тому, как математические принципы формируют основы технологий в области искусственного интеллекта. Механизмы работы нейронных сетей и алгоритмов, на которых базируется ИИ, опираются на математические основы, обеспечивая высокую эффективность обработки данных и принятия решений. Понимание математики не только облегчит создание и использование таких технологий, но и поможет осознавать их возможности и ограничения, что особенно важно в условиях этических дилемм, возникающих в результате их применения. В первой части книги содержание сосредоточено на линейной алгебре, которая представлена как ключевая дисциплина для работы с данными в сфере искусственного интеллекта и машинного обучения. Линейная алгебра включает в себя изучение векторов и матриц, что делает её незаменимой для обработки и анализа больших объемов данных. Векторы помогают описывать данные на уровне отдельных объектов, а матрицы позволяют осуществлять сложные вычисления, необходимые для обучения нейронных сетей. Практические применения этих концепций включают использование нейронных сетей, которые применяют линейные преобразования для обработки данных, что позволяет выявлять важные признаки и оптимизировать прогнозы. Например, метод главных компонент (PCA) демонстрирует, как линейная алгебра упрощает анализ сложных наборов данных, сохраняя при этом ключевую информацию. Таким образом, линейная алгебра не только является основой теоретических знаний, но и важным инструментом в практическом применении современных технологий ИИ, что подчеркивает её значимость в научном и практическом контексте. Таким образом, книга не только проводит историческую линию развития математики, но и иллюстрирует её жизненную популярность и применение в мире технологий и науки, подчеркивая фундаментальную роль, которую она играет в современных реалиях нашего общества.