掌控我們生活的算法

天氣預(yù)報(bào)（以英國(guó)為例）：統(tǒng)一模型算法

英國(guó)的天氣預(yù)報(bào)是世界一流的，這得益于一種名為“統(tǒng)一模型”的算法。它的工作原理是從氣象站和衛(wèi)星獲取大氣狀態(tài)的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行推斷，計(jì)算出大氣的變化情況。其結(jié)果決定著我們看到的天氣圖標(biāo)。該算法圍繞一組描述液體和氣體流動(dòng)方式的著名方程——斯托克斯方程展開(kāi)。雖然我們不可能精確地求解這些方程，但如果把大氣狀態(tài)的一系列漸進(jìn)變化加在一起，就可以近似地求解。這就是統(tǒng)一模型算法的作用。

金融：交易算法

金融交易一直是嚴(yán)重依賴算法的領(lǐng)域。有一種金融算法被稱為“高頻交易”，比如利用全球各地股票交易所開(kāi)盤(pán)或收盤(pán)的微小時(shí)差，計(jì)算機(jī)以驚人的速度進(jìn)行大量交易。每筆交易有可能只獲得微薄的利潤(rùn)，但利潤(rùn)總和相當(dāng)可觀。

更常見(jiàn)的算法是，規(guī)定在何種情況下買(mǎi)賣(mài)股票和債券等金融資產(chǎn)。這類算法主要由處理巨額資金的基金開(kāi)發(fā)和使用，其運(yùn)作并不公開(kāi)。迄今為止，全球一半以上的金融決策都是根據(jù)這類算法做出的。

醫(yī)療：分診算法

想象一下，你感到胸痛難忍，你迅速撥打急救電話，接電話的是一個(gè)智能接線員，它會(huì)根據(jù)算法向你提出一系列問(wèn)題，以確定你是心臟病發(fā)作還是患有其他疾病。結(jié)果將決定是否需要派救護(hù)車以及派車的速度。

在其他醫(yī)療領(lǐng)域，算法也開(kāi)始在沒(méi)有太多人工干預(yù)的情況下使用。比如，一些非緊急醫(yī)療分流服務(wù)的應(yīng)用程序，會(huì)引導(dǎo)用戶回答一系列問(wèn)題，以給他們提供掛號(hào)建議。此外，還有一些癥狀檢查應(yīng)用程序，它們會(huì)詢問(wèn)你的癥狀，然后根據(jù)算法提出診斷建議。

在醫(yī)療領(lǐng)域，更復(fù)雜的機(jī)器學(xué)習(xí)算法也得到了應(yīng)用。有幾種系統(tǒng)可以讀取醫(yī)學(xué)影像，一些醫(yī)院已經(jīng)使用這些系統(tǒng)，聯(lián)合人類醫(yī)生進(jìn)行雙重檢查。

科學(xué)研究：蒙特卡羅算法

第二次世界大戰(zhàn)期間，研制原子彈的科學(xué)家需要了解原子核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，而且不能出任何差錯(cuò)。其中涉及的物理知識(shí)太復(fù)雜，無(wú)法用傳統(tǒng)方法進(jìn)行分析。于是，數(shù)學(xué)家斯坦尼斯瓦夫·烏拉姆設(shè)計(jì)了一套算法，利用當(dāng)時(shí)剛剛誕生的計(jì)算機(jī)，以全新的方式解決了這個(gè)問(wèn)題。

烏拉姆的算法是多次模擬一個(gè)物理現(xiàn)象，看看會(huì)出現(xiàn)什么情況，從而得出最可能的結(jié)果。比如，模擬一個(gè)中子轟擊一個(gè)鈾原子核，不停地改變兩者之間的徑向距離，看看會(huì)有什么結(jié)果。這樣我們就可以大致知道，當(dāng)現(xiàn)實(shí)中一束包含很多中子的束流射向一個(gè)鈾原子核，會(huì)有什么結(jié)果。烏拉姆以一種叫“蒙特卡羅”的紙牌游戲來(lái)命名這種算法，因?yàn)樗钕仁峭ㄟ^(guò)模擬紙牌游戲的結(jié)果來(lái)測(cè)試這種算法的。

從股市趨勢(shì)預(yù)測(cè)到新藥物合成，蒙特卡羅算法的應(yīng)用非常廣泛。

（秋之霜摘自微信公眾號(hào)“大科技”，劉 宏圖）