Учёный

Andrey Markov

1856–1922 · математика, теория вероятностей, математический анализ
Андрей Андреевич Марков — русский математик, чьё имя стало символом стохастической зависимости. Цепи Маркова — его самое знаменитое творение — лежат в основе теории случайных процессов и ныне используются повсеместно: от компьютерных алгоритмов до моделирования финансовых рынков.

Биография

Родился в Рязани, окончил Петербургский университет, где и работал всю жизнь. Ученик Пафнутия Чебышёва, Марков стал одним из лидеров петербургской математической школы. Академик Петербургской академии наук. Был человеком принципиальным: в знак протеста против отлучения Льва Толстого от церкви он публично отказался от всех государственных наград.

Ключевые открытия

💡 Марков был заядлым пешеходом и однажды прошёл пешком от Петербурга до Москвы. Свои знаменитые цепи он впервые применил для статистического анализа чередования гласных и согласных в романе «Евгений Онегин», доказав, что это не случайно.
"Учёный считал вероятность мерой нашего незнания."
Понятия
биоинформатикамашинное обучениемарковская цепьстохастическое моделирование

Статьи с его участием

Энергия ураганов подчиняется степенному закону
Лесной пожар не имеет «типичного» размера: маленький пал травы и огненный шторм на тысячи гектаров — части одного и того же явления. Так же и тропические циклоны: энергия, которую они высвобождают за свою жизнь, не группируется вокруг какого-то среднего значения. Она распределена по степенному закону, и это правило работает во всех океанах Земли.
Шум как клей для разбитой вазы климата
Климатологи тридцать лет собирают осколки разбитой вазы. Каждая модель климата — свой осколок, и все они обещают разное потепление к 2100 году: от полутора до почти шести градусов. Разброс не уменьшается, сколько бы ни улучшали модели. Внутри этой вазы живёт океан, который сам по себе колеблется с периодами 7 и 14 лет, как маятник, который никто не толкает, но он не останавливается.
Ветер без среднего: почему корреляции в долинах Мак-Мердо не работают
В комнате, где собрались сто человек, можно измерить рост каждого и вычислить средний. Но если в комнату войдёт человек бесконечно высокий, средний рост перестанет существовать: сколько бы людей ни добавилось, сумма будет расти без предела. Примерно такая ситуация сложилась с измерениями скорости ветра в Сухих долинах Мак-Мердо, где метеостанции фиксируют порывы, которые не укладываются в обычную статистику.
Как измерение рождает квантовый шум
В 1946 году Феликс Блох предсказал, что даже без внешнего магнитного поля в ансамбле спинов существует флуктуирующий магнитный момент. Он растёт как корень из числа частиц, и в малых образцах этот шум может превышать тепловую поляризацию. Долгое время его описывали через феноменологические флуктуирующие поля, что требовало дополнительных предположений.
Воздушный оркестр долины По: как глобальные ритмы дирижируют температурой до 20 километров
Дважды в день, в одиннадцать утра и в одиннадцать вечера, с крошечной станции в Сан-Пьетро-Капофьюме, что в одиннадцати метрах над уровнем моря, в небо уходит белый шар с прибором. За двадцать два года таких запусков набралось больше шестнадцати тысяч, и каждый из них записал, как меняется температура воздуха с высотой: от тёплой земли до разреженного холода на двадцати километрах.
Найти кукловодов: как причинность спасает предсказания от взрыва вычислений
Кукловод дёргает за нити, и марионетка пляшет. В предсказании будущего по временным рядам роль кукловодов играют немногие переменные, которые действительно управляют системой. Остальные показатели лишь повторяют их движения, создавая видимость сложности. Задача в том, чтобы найти этих кукловодов и следить только за их пальцами, а не за всей сценой.
Дыхание тропических дождей: как фазы Эль-Ниньо управляют крайностями осадков
В 1998 году Тихий океан у берегов Перу резко остыл, и тропические дожди словно сделали глубокий вдох. Влажные зоны, где за год выпадает больше трёх метров воды, поползли на запад, а сухие пятна, где не набирается и двухсот миллиметров, расширились у берегов Австралии и обеих Америк.
Кто на самом деле греет планету: информационный след климатических водителей
Судья на процессе о климате не слушает, кто громче кричит. Он следит за тем, кто кому подсказывает. Девять «свидетелей» — от углекислого газа до космических лучей — давали показания с 1984 по 2005 год. Их слова записывали каждый месяц. Судья не верит простым совпадениям, потому что два свидетеля могут повторять друг друга, не зная, кто начал первым. Он ищет односторонний поток информации.
Где проходит граница: алгоритм находит группы по разрывам в данных
Представьте себе пограничную реку, которая разделяет две страны. На одном берегу живут одни люди, на другом — другие. Граница между ними не всегда очевидна: где-то река широкая и спокойная, а где-то узкая и бурная. Но именно в тех местах, где течение резко меняется, граница становится особенно заметной.
Сеть предупреждает об Эль-Ниньо за год
В 2010 году Тихий океан готовил мощный Эль-Ниньо, но все прогностические модели дружно его переоценили. Они смотрели на температуру воды и не видели главного: океан уже начал перестраиваться, но не громко, а тихо, попарно связывая далёкие точки. Эль-Ниньо — это тёплый язык воды в восточной части Тихого океана, который раз в несколько лет меняет погоду от Австралии до Перу.
Мезоскопика2018-08-271 минarXiv:1808.09043экспресс
Квантовый клубок: как разглядеть невидимую связь
Камень падает в воду — и вокруг расходятся круги. В квантовом мире магнитная примесь (тот самый камешек) в металле возмущает окружающие электроны, и они образуют вокруг неё особое облако. Его называют облаком Кондо. Как круги на воде в темноте, оно долго оставалось неуловимым.
Как заставить свою модель платить за ошибки
Переводчик, который отвлекается на каждый шорох в зале, к концу совещания начинает путаться в словах. Его уверенность в собственной правоте растёт, а точность падает. Примерно так ведут себя плохо откалиброванные вероятностные прогнозы: модель заявляет высокую вероятность события, но реальность с ней не согласна.
Эль-Ниньо: прогноз по памяти океана
Океан помнит свою погоду. Каждый месяц температура его поверхности складывается в огромную карту, и если найти в прошлом похожую карту, можно увидеть, что случилось дальше. Именно так работает новый метод прогноза Эль-Ниньо — тёплого течения, которое раз в несколько лет меняет климат половины планеты.
Сложность как предвестник: прогноз силы Эль-Ниньо за год
Каждый день океан в тропической части Тихого океана ведёт тихий разговор сам с собой: температура воды в одних местах чуть выше, в других чуть ниже, и эти пятна тепла и холода медленно перетекают друг в друга. Этот разговор кажется случайным, но в нём скрыт сигнал.
Карта вероятностей Эль-Ниньо
Представьте карту, на которой каждый участок океана окрашен своим оттенком: где-то цвет насыщенный — там будущее системы предопределено, где-то бледный — там исход зависит от случайного дуновения ветра. Такую карту вероятностей строят климатологи, чтобы понять, когда ждать сильного Эль-Ниньо — тёплого течения у берегов Южной Америки, которое меняет погоду по всей планете.
Перетягивание каната в тропиках: как сезонные колебания воздуха управляют Эль-Ниньо
Тропики дышат с годовым ритмом: температура воздуха то поднимается, то опускается, и в этом дыхании скрыты два главных пульса. Первый пульс силён в феврале и слаб в августе, второй сдвинут на полгода. Эти два пульса не просто фон для знаменитого Эль-Ниньо, а его дирижёры.
Погода на месяц вперёд: что умеет машинное обучение
Фермер в Айове смотрит на календарь: сеять сейчас или подождать? Через месяц может ударить жара, а может зарядить дождь. Синоптики разводят руками: прогноз на две недели ещё держится, на сезон — уже нет, а между ними провал. Атмосфера слишком быстро меняется, чтобы помнить вчерашний день, а океан слишком медлителен, чтобы успеть на помощь.
Графовые нейросети предсказывают Эль-Ниньо точнее
Тёплое течение Эль-Ниньо появляется в тропической части Тихого океана раз в несколько лет и перекраивает погоду по всей планете: где-то сушит поля, где-то заливает улицы. Метеорологи давно пытаются поймать его заранее, но океан слишком хитёр: причина явления прячется не в одной точке, а в перекличке между регионами, которые разделяют тысячи километров.
Два барометра, показывающие разную погоду
В 2021 году два инструмента, призванные предсказывать погоду на год вперёд, показали разное. Один, построенный на связях между температурами в разных точках Тихого океана, молчал: никакого Эль-Ниньо в 2022 году не будет.
Нейросеть учится на черновике: как грубая модель помогает предсказать Эль-Ниньо
Переводчик на важных переговорах держит под рукой черновик речи, но по ходу дела сверяется с живым разговором: если сказанное расходится с заготовкой, он правит перевод на лету.
Мир как граф: нейросеть учится предсказывать Эль-Ниньо
Океан похож на гигантскую паутину, где каждая нить соединяет далёкие точки воды. Когда в одном месте теплеет, через тысячи километров меняются ветры и течения. Нейросеть из этой работы впервые сама сплела такую паутину, чтобы предсказывать Эль-Ниньо.
Неровный пульс времени: как случайный ритм измерений искажает выводы и что с этим делать
Представьте переводчика, который отвлекается на каждый шорох в зале. Чем больше шорохов, тем больше ошибок в переводе, хотя смысл речи не менялся. Так и с данными: если измерения идут неравномерно, стандартные инструменты анализа начинают «слышать» изменения, которых в самом процессе не было.
Океан как пациент: нейросеть ставит диагноз на два года вперёд
Врач, который годами ведёт одного пациента, учится предсказывать обострения по едва заметным признакам: лёгкой бледности, сбитому дыханию, беспокойному сну. Океан — такой же сложный пациент, только вместо градусника у него тысячи буйков и спутников, а вместо истории болезни — семьдесят лет ежедневных измерений.
Точка разлома в потоке функций
Сейсмограф записывает подземные толчки: плавная линия вдруг вздрагивает и меняет характер. Так и функциональные данные, например карты температуры океана или сигналы мозга, могут в какой-то момент изменить свою форму. Новый алгоритм FSBS улавливает такие разломы, даже если каждая кривая измерена всего в одной точке, а шум заглушает сигнал.
Резервуар с памятью: как заглянуть внутрь эхо-сети
Каждый месяц спутники и корабли снимают температуру поверхности океана, и из этих карт складывается история климата. В тропической части Тихого океана эта история иногда прерывается тёплым пятном — Эль-Ниньо, которое меняет погоду по всей планете. Увидеть пятно на карте легко, но научить этому компьютер оказалось непросто: обычные нейросети требуют много данных и долго обучаются.
Тип Эль-Ниньо можно предсказать за год до весеннего барьера
Над Тихим океаном висит невидимый барометр. Его стрелка качается от западных берегов к центральным водам, и в декабре она показывает, какой будет следующая буря — не просто придёт ли она, а куда ударит сильнее всего.
Резервуар с поправкой: как предсказать шумный хаос
Переводчик, который научился исправлять собственные оговорки, работает точнее. В мире прогнозирования шумных процессов эту роль берёт на себя новый метод: резервуарный компьютер, который на каждом шаге добавляет к своему прогнозу случайную поправку. Раньше такие системы быстро сбивались, потому что шум копил ошибки, как переводчик, который не замечает своих оговорок, и к концу речи смысл терялся.
Гибридный спектральный анализ: как байесовский метод совмещает точность параметрики и гибкость непараметрики
Черновой набросок портрета: несколько уверенных линий задают форму, но детали ещё не проработаны. Так параметрическая модель, например векторная авторегрессия (VAR), описывает временной ряд: она улавливает основную структуру, но если реальные данные отклоняются от её предположений, портрет получается искажённым.
Эхо невидимого камня
В цепочке из восьми спинов притаился дефект — крошечный магнитный момент. Эффект Кондо, известный с 1930-х годов, заставляет электроны вокруг него выстраиваться в коллективный экран. Сопротивление материала аномально растёт. Но нащупать такую примесь, спрятанную глубоко в структуре, — всё равно что найти камень на дне тёмного пруда.
Климат, урожай и послеуборочный конфликт
На африканском поле только что собрали кукурузу. Зерно лежит в мешках, и для вооружённых групп это приманка: есть что отнять у крестьян. Но если урожай не удался, приманка исчезает, и нападений становится меньше. Именно это происходит, когда Эль-Ниньо (тёплое течение в Тихом океане, которое меняет погоду по всему миру) приносит засуху в земледельческие районы Африки.
Решето для Эль-Ниньо: как алгоритм сам находит минимальную модель капризного климата
Каждые несколько лет огромный бассейн тёплой воды в западной части Тихого океана сдвигается на восток, как вода в ванне, если резко наклонить её в одну сторону. Это Эль-Ниньо. Но каждый раз наклон получается разным: то вода плещется у берегов Перу, то застревает посередине, то проливается мощным потоком, то едва ползёт.
Сеть климата предсказывает Эль-Ниньо за год
Тихий океан дышит, и у этого дыхания есть пульс. Каждые несколько лет его поверхность теплеет сильнее обычного, и тогда в Перу идут ливни, а в Австралии наступает засуха. Это Эль-Ниньо, тёплая фаза колебания температуры океана.
Деревья предсказывают хаос без настройки
Оркестр без дирижёра: музыканты рассаживаются, настраивают инструменты и начинают играть слаженно, потому что каждый слышит общий ритм. Так работает TreeDOX — метод, который предсказывает хаотические ряды, не требуя от человека ни выбора параметров, ни тонкой настройки.
Эпидемии под микроскопом: как Бразилия сканирует лихорадки денге и чикунгунью
Рыбак забрасывает сеть в мутную воду, и через час на палубе бьётся улов. Примерно так работает Episcanner: он просеивает 14 лет записей о заболеваемости и выуживает каждую вспышку лихорадки в каждом из 5 570 муниципалитетов Бразилии. С 2010 по 2023 год сеть поймала 18 567 эпидемий денге и 2 199 эпидемий чикунгуньи.
Потолок из случайности
Каждый сезон ураганов в Атлантике похож на игру в кости, где число выпавших очков зависит от трёх крупных климатических сил: Эль-Ниньо, температуры океана в «колыбели ураганов» и североатлантического колебания.
Переводчик, который выучил диалект хаоса
Переводчик на конференции слышит шум зала, но продолжает переводить. Он не повторяет каждое слово, а находит промежуточный язык, где сложные фразы становятся простыми, но смысл не теряется. Так работает условная гауссова сеть Купмана: она учит нейросеть переводить хаотическую систему в форму, где прогноз и усвоение данных становятся быстрыми и точными.
Тормоз и газ в одной педали: как слабые измерения защищают квантовые батареи от разрядки
Квантовая батарея — это не ящик с электролитом, а горстка атомов или сверхпроводящих контуров, запасённая в возбуждённых состояниях. Зарядить её можно за доли секунды, используя коллективные квантовые эффекты. Но стоит батарее оказаться в реальном мире, как энергия начинает утекать в тепло: эрготропия — максимальная работа, извлекаемая из квантового состояния, — необратимо рассеивается.
Тихий океан подал знак: Эль-Ниньо в 2025 году не придёт
Тихий океан — это гигантская сеть нервных окончаний, которая предупреждает о приступе болезни за год до него. В 2023–2024 годах Эль-Ниньо, тёплая фаза тихоокеанского климатического колебания, поднял глобальную температуру до рекордных высот. Теперь два независимых метода, словно два врача, смотрят на одни и те же симптомы и сходятся во мнении: нового приступа в 2025 году не будет.
Совет мудрецов: как энтропия предсказывает Эль-Ниньо за два года
В зале совещаются пятьдесят мудрецов, и каждый смотрит на океан по-своему. Один прислушивается к температуре поверхности, другой — к ветру, третий — к тому, как тепло прячется на глубине. Их суждения часто противоречат друг другу, но есть старший, который знает, кому из них верить больше.
Нейросеть понимает океан как переводчик
Переводчик в зале заседаний слышит не только слова, но и интонации, паузы, жесты. По этим знакам он угадывает, куда повернёт разговор. Климат Тихого океана говорит на языке ветра, тепла и течений, и PTSTnet слушает его как опытный синхронист, понимая грамматику океана и атмосферы.