Bøger af Tomas Hrycej

This textbook aims to point out the most important principles of data analysis from the mathematical point of view. Specifically, it selected these questions for exploring: Which are the principles necessary to understand the implications of an application, and which are necessary to understand the conditions for the success of methods used? Theory is presented only to the degree necessary to apply it properly, striving for the balance between excessive complexity and oversimplification. Its primary focus is on principles crucial for application success. Topics and features: Focuses on approaches supported by mathematical arguments, rather than sole computing experiencesInvestigates conditions under which numerical algorithms used in data science operate, and what performance can be expected from themConsiders key data science problems: problem formulation including optimality measure; learning and generalization in relationships to training set size and number of free parameters; and convergence of numerical algorithmsExamines original mathematical disciplines (statistics, numerical mathematics, system theory) as they are specifically relevant to a given problemAddresses the trade-off between model size and volume of data available for its identification and its consequences for model parametrizationInvestigates the mathematical principles involves with natural language processing and computer visionKeeps subject coverage intentionally compact, focusing on key issues of each topic to encourage full comprehension of the entire bookAlthough this core textbook aims directly at students of computer science and/or data science, it will be of real appeal, too, to researchers in the field who want to gain a proper understanding of the mathematical foundations "beyond" the sole computing experience.

Climate change has passed through a stellar career from an object of scientific research to the horrification of broad population of all age classes. Although the concerned phenomena will be discernible only in fifty or hundred years, it has acquired the rank of a "catastrophe".Is there some genuine menace? Scientific analyses of climate data have disclosed several real changes from which some are relatively reliable and others only possible hypotheses. The most important and verifiable finding is the global temperature growth by 1, 2 or 3°C. These are differences most people would not notice without a thermometer in their hands. Even more important is the fact that a light warming would be a genuine blessing: warm temperatures are beneficial for our health and good feeling. Moreover, it is helpful in saving money for heating, building and clothing.With help of climate data downloads accessible to everyone, it can be shown that it is anything else but a threat. Extremes of temperature, precipitation and wind do not become stronger or more frequent. The temperature deviations toward strong frost become weaker and the temperature growth occurs more in the cold regions than in the warm ones - the weather becomes more levelled rather than more intemperate. The rise in sea level resulting from the warming goes on in an inconceivably slow pace - no one has to flee in panic. The continental plates below our feed are moving much faster.In summary, "the fight against climate change" is essentially an irrational endeavour. It is extremely expensive, its results are uncertain and it tries to avoid something that has many positive effects. It looks like a young man in a burning house, mostly worrying about his slightly increased cholesterol level which might, if untreated, slightly reduce his life expectancy in forty years.

Der Klimawandel hat eine steile Karriere vom wissenschaftlichen Objekt zum Schrecken breiter Bevölkerungsschichten aller Altersklassen hinterlegt. Obwohl es sich um Phänomene handelt, die erst in fünfzig oder hundert Jahren spürbar sein sollen, hat er den Rang einer "Katastrophe" errungen.Wie ist die Bedrohungslage wirklich? Wissenschaftliche Analysen der Klimadaten belegen tatsächlich einige Veränderungen von welchem einige als relativ sicher und andere als mögliche Hypothesen gelten. Die wichtigste und einzige mit hoher Sicherheit versehene Feststellung, ist der Temperaturanstieg um 1, 2 oder 3°C. Das sind Unterschiede, die ohne ein Thermometer in der Hand niemand selbst gemerkt hätte. Noch wichtiger ist jedoch, dass eine leichte Erwärmung ein wahrer Segen wäre: die Wärme ist förderlich für die Gesundheit und das Lebensgefühl. Darüber hinaus spart sie Geld beim Heizen, Bauen und Kleidung.Anhand einiger Beispiele aus für jedermann leicht erreichbaren meteorologischen Daten kann gezeigt werden, dass von einer Bedrohung überhaupt keine Rede sein kann. Es trifft nicht zu, dass Extreme, sei es bei Temperatur, bei den Niederschlägen oder bei Wind, erkennbar zunehmen. Die Temperaturausschläge nach unten werden seltener und die Temperaturzunahme trifft eher stärker die kalten Regionen als die warmen - es wird also ausgeglichener statt extremer. Mit der Temperatur ist auch ein panisch gefürchteter Anstieg des Meeresspiegels verbunden. Er geht aber in einem für jeden Einzelnen unvorstellbar langsamem Tempo vor - niemand muss die Flucht ergreifen. Denn die Kontinentalplatten unter unseren Füßen bewegen sich in vergleichbarem Tempo.Insgesamt ist also "der Kampf gegen den Klimawandel" ein völlig irrationales Unterfangen und lenkt nur von Entwicklungen mit viel größerem Bedrohungspotenzial ab. Es ist als ob sich ein Dreißigjähriger im brennenden Haus hauptsächlich Sorgen über seinen leicht erhöhten Cholesterinspiegel gemacht hätte, der ihm unbehandelt in vierzig Jahren vielleicht das Leben verkürzen könnte.

Offenheit, Flexibilität und multikulturelles Zusammenleben sind Eigenschaften, die oft in der heutigen Gesellschaft gefordert werden. Mangelnde Zustimmung zu diesen Werten wird als irrational und angstgetrieben dargestellt. Aus der naturwissenschaftlichen Sicht und aus dem Alltag ergeben sich jedoch eher gegenteilige Erkenntnisse. Ein Kühlschrank mit offen gelassener Tür verweigert sehr schnell seinen Dienst. Mit einem flexiblen Schraubenzieher kann man keine Schrauben eindrehen. Motorenöl und Kamillentee sind äußerst nützliche Substanzen, zusammengerührt und geschüttelt sind sie jedoch nicht nur nutzlos, sondern auch abstoßend. Dieses Buch hat sich zum Ziel genommen, die offene, multikulturelle Gesellschaft mit der naturwissenschaftlichen Brille zu betrachten. Die Erkenntnisse der Systemtheorie besagen, dass Systeme, die offen für unbekannte externe Einflüsse und solche aus flexiblen Bestandteilen schwer zu beherrschen sind - sie können oft ihre Funktion nicht erfüllen. Die Vermischung von heterogenen Bestandteilen reduziert den Grad der Organisation bis zum Zustand des aus der Physik bekannten "Wärmetods," in dem jegliche Funktionsstruktur abgestorben ist. Die Entwicklungsingenieure vieler Industriebranchen führen einen ständigen Kampf gegen die unkontrollierte Offenheit, die Flexibilität und die Heterogenität, um ihre Systeme funktionsfähig zu halten. Die Folge dieser Erkenntnisse ist weitreichend: diese drei Eigenschaften können zum Funktionsverlust der Zivilisation führen. Das kann sich vielfältig auswirken: als sinkendes Sicherheitsgefühl und auch sinkende tatsächliche Sicherheit, als erhöhter Stresspegel oder sogar als eine Zersetzung der demokratischen Grundordnung. Als weitere Argumente zugunsten der Öffnung wird oft "alternde Gesellschaft" oder "Fachkräftemangel" angeführt - beides nur Scheinargumente, die vom falschen Verständnis der gesamtwirtschaftlichen Zusammenhänge herrühren.

An open, flexible and multicultural society is the dream of many left liberal politicians and politically interested people. It is frequently presented as a rational vision, in contrast to allegedly "anxiety driven" views advocating clear boundaries and cultural homogeneity. But is the idea of an open society really reasonable? Is it able to work well by criteria usual in natural and engineering sciences?From the viewpoint of sciences concerned with the behaviour of complex systems, it is at least questionable. According to the systems theory, open and elastic systems without clear boundaries abound with serious problems. In the daily practice of every engineer, they are genuine nightmares. Through an unsupervised or unintentional mixture of heterogeneous components a system may degrade or even lose its functionality. This degradation can ultimately result in the catastrophic scenario of "heat death of the universe" known from the astrophysics, where every functional structure would die off. Are social systems an exception? Does this also apply to a mixture of different cultures?The consequences of these findings are serious: openness, flexibility and heterogeneity can lead to the loss of functionality of the civilisation. This can manifest itself in various ways: as a decreasing security, increasing stress level or even a collapse of the democracy and the constitutional state. Also further arguments in favour of open society such as "ageing society" or "skilled labour shortage" are spurious arguments that result from a wrong understanding of relevant relationships.These are the questions to be discussed in this book, to give impulses to the political discourse.

This textbook aims to point out the most important principles of data analysis from the mathematical point of view. Specifically, it selected these questions for exploring: Which are the principles necessary to understand the implications of an application, and which are necessary to understand the conditions for the success of methods used? Theory is presented only to the degree necessary to apply it properly, striving for the balance between excessive complexity and oversimplification. Its primary focus is on principles crucial for application success. Topics and features:Focuses on approaches supported by mathematical arguments, rather than sole computing experiencesInvestigates conditions under which numerical algorithms used in data science operate, and what performance can be expected from themConsiders key data science problems: problem formulation including optimality measure; learning and generalization in relationships to training set size and number of free parameters; and convergence of numerical algorithmsExamines original mathematical disciplines (statistics, numerical mathematics, system theory) as they are specifically relevant to a given problemAddresses the trade-off between model size and volume of data available for its identification and its consequences for model parametrizationInvestigates the mathematical principles involves with natural language processing and computer visionKeeps subject coverage intentionally compact, focusing on key issues of each topic to encourage full comprehension of the entire bookAlthough this core textbook aims directly at students of computer science and/or data science, it will be of real appeal, too, to researchers in the field who want to gain a proper understanding of the mathematical foundations ¿beyond¿ the sole computing experience.