Thursday, January 29, 2015

white newton expectation measure 数学期望 一阶原点矩(表示分布重心)、方差是二阶中心距(表示离散程度)、偏态是三阶中心矩(表示分布偏离对称的程度)、峰态是四阶中心距(描述分布的尖峰程度,例如正态分布峰态系数=0)


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跟弯曲有关的东西貌似都很喜欢空间的四阶导数→_→

数学期望是一阶原点矩(表示分布重心)、方差是二阶中心距(表示离散程度)、偏态是三阶中心矩(表示分布偏离对称的程度)、峰态是四阶中心距(描述分布的尖峰程度,例如正态分布峰态系数=0)

二阶方程的初始条件或者边界条件是容易具有明确的物理意义的,零阶是位置,一阶是动量,一般性的物理经

 
统计学上的矩和物理上的矩,都是数学上的矩的特例,英語都是moment。

力矩看似好像和统计没关系,那不妨多加几个力,再看看公式。
设两个力F1和F2分别作用于位置r1和r2,力矩为F1 X r1 + F2 X r2
再看统计的例子,两个量x1和x2,相对权重为w1和w2,加权平均值为x1 w1 + x2 w2
现在看出相同了吧?力矩就是以力为“权”的,位置的加权一阶矩,当然这个权没有归一。
物理里还有一个moment,但是被翻译成了转动惯量[1]。
请自己看定义,统计上这是以质量为"权"的,位置的二阶矩。

现在给出数学上矩的定义[2],
一个函数f(x)的n阶矩就是对(x-c)^n f(x)积分
简单起见,用了函数举例,其实用测度定义得更一般。

如果f(x)是分布函数,这就是统计矩了;
如果f(x)是力的分布,n=1,就是力矩了;
如果f(x)是质量分布,n=2,就是转动惯量了。
其他物理上的moment还有:
磁矩(电流的矩),角动量(动量的矩),电偶极矩(电荷的矩)等。

[1] en.wikipedia.org/wiki/M
[2] en.wikipedia.org/wiki/M


这个问题要从物理学、统计学和语源学三个角度回答。现在第一位的匿名用户认为物理和统计中的m矩都是数学概念的特例,这是对的。但历史上出现的顺序应该是物理moment -> 统计moment -> 数学moment,并且数学moment完全是对此的归纳,并不是起源。

先整理一下历史:力矩这个概念最早是由阿基米德提出的,著名的“给我一个支点,我就能撬动地球”就是关于力矩最著名的名言。
The works of Archimedes including On the Equilibrium of Planes which contains statics and levers, was translated into Latin by Gerard of Cremona (c. 1114–1187 AD). Therefore it seems likely that Archimedes used "moving power" to describe the effect of a lever in moving a mass on the other end, and being proportional to the product of the applied force and its distance from the fulcrum on the other end.
最初的时候阿基米德可能是用”moving power“即”移动能量“来描述这一现象,后来在拉丁语被翻译成movimentum,到英语就变成了moment,中文翻译是矩。另一个容易混淆的概念是momentum, 中文一般翻译成动量,拉丁词源是momentum,意思也是"movement, moving power"。所以moment和momentum本来就是同源,只是到近代科学后被用来指代不同的物理量了。

moment更被人熟知的含义是“一瞬间”,这个意思可能是从momentum这个拉丁语来的,也有可能是从古法语里moment这个词来的。这个词汇发展到现在,在物理中和在生活中的含义已经很不一样了,但究其根源,都是”移动“的意思。

统计学里moment这个概念是从物理学引申出来的。前面的回答都给出了很好的定义,读者也可以参考Moments - Definition of Statistics Terms这里的解释。初学统计的人(包括我自己)往往对“moment”特别是中文翻译“矩”感到困惑,这丝毫不奇怪,因为它离原始含义“to move"或者“移动”已经太远了。

至于wikipedia上关于数学moment的概括Moment (mathematics),我认为并不是太有意义。这个page里的reference和see also基本都是统计学的文献,可以说数学家一般是不会讲moment这个概念的。

参考资料:
1. Torque vs Moment
2. Meaning of the word "Moment"?
3. Online Etymology Dictionary
4. Moments - Definition of Statistics Terms
5. Moment (mathematics)


Richardkwo椅子爱好者

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都是同一类的泛函: \int r^m f(r) dr, 其中r表示坐标,f(r)是“分布”的密度函数。在概率统计中,f(r)是概率密度函数;在物理里面f(r)则是密度函数,描述物体的质量如何在空间上分布。

但他们起的作用在统计和物理上有所不同:在统计里面,矩描述的是概率分布的形状,比如二阶中心距,也就是方差,描述分布关于中心的弥散程度;在物理上,矩可以看成对作用量强度的度量(比如力矩)、物体对单位作用量响应大小的度量(比如转动惯量)。例如,其中的转动惯量I=\int r^2 \rho(r) dr 可以看成是某种“质量”,转动惯量越大,单位力矩对物体产生的角加速度越小。

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