что такое сигма в физике

Как легко понять знаки Σ и П с помощью программирования

Для тех, кто подзабыл матешу

Вот говорят, что если ты не закончил Физтех, ФПМ или Бауманку, тебе в программировании делать нечего. Почему так говорят? Потому что, дескать, ты не учил сложную математику, а в программировании без неё никуда.

Это всё чушь, конечно. Если вы плохо знаете математику, вы можете быть блестящим разработчиком. Вы вряд ли напишете драйверы для видеокарты, но вы запросто сделаете мобильное приложение или веб-сервис. А это — основные деньги в этой среде.

Но всё же, чтобы получить некоторое интеллектуальное превосходство, вот вам пара примеров из страшного мира математики. Пусть они покажут вам, что не все закорючки в математике — это ад и ужас. Вот две нестрашные закорючки.

Знак Σ — сумма

Когда математикам нужно сложить несколько чисел подряд, они иногда пишут так:

Σ (читается «сигма») — это знак алгебраической суммы, который означает, что нам нужно сложить все числа от нижнего до верхнего, а перед этим сделать с ними то, что написано после знака Σ.

На картинке выше написано следующее: «посчитать сумму всех чисел от 5 до 15, умноженных на два». То есть:

Давайте для закрепления ещё один пример. На картинке ниже будет сказано «Найди сумму квадратов чисел от 5 до 10». То есть «возьми все числа от 5 до 10, каждое из них возведи в квадрат, а результаты сложи».

Но мы с вами как программисты видим, что здесь есть повторяющиеся действия: мы много раз складываем числа, которые меняются по одному и тому же правилу. А раз мы знаем это правило и знаем, сколько раз надо его применить, то это легко превратить в цикл. Для наглядности мы показали, какие параметры в Σ за что отвечают в цикле:

Произведение П

С произведением в математике работает точно такое же правило, только мы не складываем все элементы, а перемножаем их друг на друга:

А если это перевести в цикл, то алгоритм получится почти такой же, что и в сложении:

Что дальше

Сумма и произведение — простые математические операции, пусть они и обозначаются страшными символами. Впереди нас ждут интегралы, дифференциалы, приращения и бесконечные ряды. С ними тоже всё не так сложно, как кажется на первый взгляд.

Источник

Чему равна сигма в физике

Что ты хочешь узнать?

Ответ

Прописная буква Σ обозначает:

в математике — сумму;F-сигма-множество в физике — сигма-гипероны, один из видов элементарных частиц.

Строчная σ обозначает:

в теории вероятностей и математической статистике — среднеквадратичное отклонение (квадратный корень из дисперсии); в теории чисел — функцию суммы делителей числа ( ); сигма-алгебру — алгебру множеств, замкнутую относительно счётных объединений, использующуюся для ключевых определений теории меры и теории вероятностей; в физике — удельную проводимость, тензор напряжений, коэффициент поверхностного натяжения, механическое напряжение, постоянную Стефана — Больцмана, поверхностную плотность электрического заряда; в химии — сигма-связь — один из видов ковалентной связи и реакционную константу в уравнении Гаммета; в электронике существует Сигма-дельта модуляция.

С названием этой греческой буквы лишь опосредованно связаны названия сигмовидной кишки, а также графиков некоторых математических функций (сигмоиды): по форме они напоминают латинскую букву S.

Буква греческого алфавита сигма
Σσς

◄	Ξ	Ο	Π	Ρ	Σ	Τ	Υ	Φ	Χ	►
◄	ο	π	ρ	ς	σ	τ	υ	φ	χ	►
◄	ξ	ο	π	ρ	ς	σ	τ	υ	φ	►

ХарактеристикиНазваниеΣ: greek capital letter sigma
σ: greek small letter sigma
ς: greek small letter final sigmaЮникодΣ: U+03A3
σ: U+03C3
ς: U+03C2HTML-кодΣ‎:

Строчное начертание сигмы двояко: в начале и середине слов пишется σ, в конце же ς. В некоторых книгах, особенно при издании папирусных фрагментов (где неясно, конец ли слова перед нами) вместо знаков Σ, σ, ς используется единое с-образное начертание буквы, так называемая «sigma lunatum», то есть «лунообразная сигма» (Ϲ, ϲ).

Финальную строчную сигму (ς) часто путают со строчной дзетой (ζ) (которая в конце слов практически не встречается) и со стигмой (Ϛ, ϛ), ныне употребляемой исключительно для обозначения цифры 6.

Обозначения [ править | править код ]

Прописная буква Σ обозначает:

Строчная σ обозначает:

С названием этой греческой буквы лишь опосредованно связаны названия сигмовидной кишки, а также графиков некоторых математических функций (сигмоиды): по форме они напоминают латинскую букву S.

Σ, σ, ς (название: си́гма, греч. σίγμα ) — 18-я буква греческого алфавита. В системе греческой алфавитной записи чисел имеет значение 200. Происходит от финикийской буквы («шин»). От буквы «сигма» произошли латинская буква S, кириллическая С и некоторые другие, в том числе косвенным образом и кириллическая буква зело (Ѕ, в книгах печаталась следующим образом: ).

Строчное начертание сигмы двояко: в начале и середине слов пишется σ, в конце же ς. В греческих книгах для начального обучения чтению вместо непростых знаков Σ, σ, ς используется с-образное начертание «sigma lunata» ( Ϲ, ϲ ).

Обозначения

Прописная буква Σ обозначает:

Строчная σ обозначает:

С названием этой греческой буквы лишь опосредованно связаны названия сигмовидной кишки, а также графиков некоторых математических функций (сигмоиды): по форме они напоминают латинскую букву S.

Смотреть что такое «Сигма (буква)» в других словарях:

СИГМА — 1) 18 я буква греческого алфавита, соответствует звуку с; 2) у древних римлян ложе для пиров, имевшее форму греческой буквы сигмы; 3) в мат. греч. сигма употр. для обозначения суммы и как знак интеграла. Словарь иностранных слов, вошедших в… … Словарь иностранных слов русского языка

Сигма — У этого слова несколько значений: Сигма буква греческого алфавита. Сигма (язык) Стандартное отклонение в теории вероятностей. Сигма алгебра в теории множеств. «Сигма» чешский футбольный клуб. Sigma Corporation японский производитель… … Википедия

сигма — сумма, буква Словарь русских синонимов. сигма сущ., кол во синонимов: 2 • буква (103) • сумма … Словарь синонимов

СИГМА — (sigma) Буква греческого алфавита; заглавная изображается как Σ, строчная – как σ. В экономической литературе она используется различным образом. Заглавная буква Σ обычно обозначает сумму членов ряда: Σ1N x1=(x1+x2+. +xN) Здесь подстрочный… … Экономический словарь

сигма — греческая буква Σ, Σ. В математике символ Σ часто употребляют для обозначения суммы. * * * СИГМА СИГМА, греческая буква S, s. В математике символ S часто употребляют для обозначения суммы … Энциклопедический словарь

СИГМА — греч. буква Г, о. В математике символ часто употребляют для обозначения суммы … Естествознание. Энциклопедический словарь

сигма — (др. греч. Σ, σ, ς σιγμα) 1) 18 я буква греческого алфавита; σ΄ – 200 ; ¸σ – 200000 ; 2) в математике: Σ – сумма … Словарь лингвистических терминов Т.В. Жеребило

сигма — (грч. sigma) назив за грчката буква … Macedonian dictionary

Источник

Что такое «сигма»?

Сигмой (σ) в статистическом анализе обозначают стандартное отклонение. Опуская тонкости, которые будут обсуждены ниже, можно сказать, что стандартное отклонение — это та погрешность, то «± сколько-то», которым обязательно сопровождают измерение величины. Если вы измерили массу предмета и получили результат 100 ± 5 грамм, то величина «110 грамм» отличается от измеренного результата на два стандартных отклонения (то есть на 2 сигмы), величина «50 грамм» отличается на 10 стандартных отклонений (на 10 сигм).

Зачем всё это нужно: сигмы и вероятности

При обсуждении погрешностей мы уже говорили, что фраза «измеренная масса равна 100 ± 5 грамм» вовсе не означает, что истинная масса гарантированно лежит в интервале от 95 до 105 грамм. Она может оказаться и за пределами этого интервала «± 1σ», но, как правило, недалеко. В небольшом проценте случаев может даже случиться, что она выходит за пределы интервала «± 2σ», и уж совсем редко она оказывается за пределами «± 3σ». В общем, тенденция ясна: количество сигм связано с вероятностью того, что истинное значение будет настолько отличаться от измеренного.

Вероятность того, что истинное значение попадет в определенный интервал около измеренного среднего значения при нормальном распределении ошибок. Изображение с сайта en.wikipedia.org

Пропустим все математические подробности и покажем результат для самого простого и распространенного случая, который называется «нормальное распределение» (см. рисунок). Вероятность попасть в интервал ± 1σ — примерно 68%, в интервал ± 2σ — примерно 95%, в интервал ± 3σ — примерно 99,8%, и т. д. Итак, можно сформулировать некую договоренность:

Договоренность: выражение какого-то отличия в количестве сигм — это сообщение о том, какова вероятность, что такое или еще более сильное отличие могло произойти за счет случайного стечения обстоятельств при измерении.

Использовать эту договоренность можно разными способами. Если вы просто сообщаете результат измерения (100 ± 5 грамм) и уверены в том, что нормальное распределение применимо, то вы можете сказать, что истинное значение массы с вероятностью 68% лежит в этом интервале, с вероятностью 95% лежит в интервале от 90 до 110 грамм, и т. д.

Эти выражения особенно стандартны, когда речь идет о поиске новой частицы. Вы сравниваете экспериментальные данные с теоретическим предсказанием, сделанным без новой частицы, и, если видите отличие от 3 до 5 сигм, вы говорите: получено указание на существование новой частицы (по-английски, evidence). Если же отличие превышает 5 сигм, вы говорите: мы открыли новую частицу (discovery).

Пример 1

Предположим, что вы изучаете какой-то редкий распад мезона и сравниваете его с теоретическим предсказанием в рамках Стандартной модели. Для удобства записи вы выразили результат измерения в виде такой величины:

μ = (измеренная вероятность распада) / (теоретически предсказанная вероятность распада)

и получили ответ: μ = 1,25 ± 0,25. Что вы можете сказать про этот результат?

Во-первых, он отличается от нуля на пять сигм. Значит, он уже классифицируется как открытие, и поэтому вы можете смело заявлять: мы открыли искомый распад мезона (если, конечно, это уже не сделал кто-то до вас; тогда вам придется довольствоваться скромным «подтверждением открытия»). Во-вторых, он отличается от единицы на одну сигму. Такое отклонение «неинтересно», оно не позволяет вам сказать, что вы обнаружили какое-то статистически значимое отличие от теоретических расчетов. Поэтому вы добавляете: измеренное значение согласуется с предсказаниями Стандартной модели.

Предположим далее, что вы набрали в 25 раз больше статистики, перемеряли эту вероятность и получили уточненное значение: μ = 1,20 ± 0,05. Отличие от нуля составляет уже 24 сигмы, так что сомнений в реальности эффекта больше не остается. Отличие от единицы составляет теперь 4 сигмы. Этого еще недостаточно для того, чтобы заявить, что вы открыли Новую физику. Но вы можете четко сказать, что ваши данные расходятся с теоретическими предсказаниями на уровне 4 сигм и указывают на существование эффекта вне Стандартной модели.

Пример 2

Вы изучаете рождение мюонов и антимюонов в каком-то процессе и хотите узнать, можно ли сделать вывод о том, что они рождаются с разной вероятностью. Для мюонов (μ – ) вы получили вероятность рождения x_– = 0,18 ± 0,03, а для антимюонов (μ + ) – x₊ = 0,30 ± 0,04. Разница получается 0,12, но насколько значимым является это различие?

Если для обеих погрешностей справедливы нормальные распределения, а также если эти погрешности полностью независимы (между ними нет корреляций), то общая погрешность величины x₊ – x_– вычисляется по формуле суммирования квадратов. Поэтому результат измерения x₊ – x_– = 0,12 ± 0,05. Отличие составляет 2,4 сигмы, и этого еще недостаточно для каких-либо серьезных выводов.

«Уверенность» против «статистической значимости»

Заметьте, что в приведенных выше примерах нас интересовали вопросы, на которые можно ответить «да» или «нет». Проступает ли в полученных данных какая-то новая частица? Согласуется ли распределение по импульсу с теоретическими расчетами? Зависит ли сечение процесса от энергии столкновений? Совпадает ли масса у частицы и ее античастицы? Попытка ответить на эти вопросы с помощью данных называется на научном языке проверкой гипотез. Вопросы, которые требуют развернутого ответа (подсчитать что-то, объяснить что-то и т. п.), гипотезами не называются.

В простейшем приближении результат экспериментальной проверки гипотезы выглядит так: ответ «да» с вероятностью p и ответ «нет» с вероятностью 1 – p. Эти вероятности очень важны для сообщения результата; физики обычно избегают абсолютных утверждений («мы открыли» или «мы опровергли») без указания вероятностей.

Но тут сразу же надо сделать важное уточнение. Если его четко осознать, то станет понятным, почему такие стандартные для научно-популярных новостей фразы, как «Ученые на 99% уверены, что открыли что-то новое», — обманчивы.

Точная формулировка, которую обычно используют ученые, такова:

При проверке гипотезы получен ответ «да» на уровне статистической значимости p.

При этом величина p часто выражается в виде количества сигм. В англоязычной литературе используется словосочетание confidence level, CL (доверительный уровень). В русскоязычной еще иногда говорят «статистическая достоверность», но такое выражение может привести к путанице в понимании.

Отличие «популярной» фразы от истинного утверждения вот в чём. Во всяком измерении есть не только статистические, но и систематические погрешности. Описанные выше правила связи вероятностей и количества сигм работают только для статистических погрешностей — и то если к ним применимо нормальное распределение. Если статистические погрешности всегда можно обсчитать аккуратно, то систематические погрешности — это немножко искусство. Более того, из многолетнего опыта известно, что сильные систематические отклонения уж точно не описываются нормальным распределением, и потому для них эти правила пересчета не справедливы. Так что даже если экспериментаторы всё перепроверили много раз и указали систематическую погрешность, всегда остается риск, что они что-то упустили из виду. Корректно оценить этот риск невозможно, поэтому вы на самом деле не знаете, с какой истинной вероятностью ваш ответ верен.

Конечно, по умолчанию систематическим погрешностям стоит доверять, особенно если они исходят от опытных экспериментальных групп. Но вековой опыт изучения элементарных частиц показывает, что несмотря на все предосторожности регулярно случаются проколы. Бывает, что коллаборация получает результат, сильно противоречащий какой-то гипотезе, перепроверяет анализ много раз и никаких ошибок у себя не находит. Однако этот результат затем не подтверждается другими — порой намного более точными! — экспериментами. Почему первый эксперимент дал такой странный результат, что в нём было не то, где там ошибка или неучтенная погрешность — всё это зачастую так и остается непонятым (впрочем, иногда источник ошибки быстро вскрывается, как это случилось со «сверхсветовыми» нейтрино в эксперименте OPERA).

Физики к таким оборотам событий уже привыкли, поэтому каждый экспериментальный результат, сильно отличающийся от всей сложившейся к тому времени картины, вызывает оправданный скепсис. Физики так консервативны в своем отношении вовсе не потому, что они ретрограды и намертво уверовали в какую-то одну теорию, как это хотят представить опровергатели физики. Они просто научены всем предыдущим опытом в физике частиц и знают, чем это обычно кончается. Поэтому без независимого подтверждения другими экспериментами подобные сенсации они не поддерживают.

ФЭЧ в сравнении с другими науками

Надо сказать, что сформулированные выше жесткие критерии статистической достоверности характерны именно для физики элементарных частиц и некоторых смежных разделов. Во многих других разделах физики, а тем более в других дисциплинах (в особенности, в биомедицинских науках) критерии намного слабее.

Предположим, вы измерили некие данные и хотите узнать, какова вероятность того, что они «вписываются в норму». Вы проводите статистический тест, который дает вам вероятность того, что «нормальная ситуация» без какого-либо реального отклонения только за счет статистической флуктуации даст вот такое или еще более сильное отклонение. Эта вероятность называется p-значение. В биологии пороговое p-значение, ниже которого уже уверенно говорят про реальное отличие, составляет один или даже несколько процентов. В физике элементарных частиц такое отличие вообще не считают значимым, тут нет даже «указания на существование» какого-то отличия! Ответственное заявление об отличии звучит в ФЭЧ только для p-значений меньше одной двухмиллионной (то есть отклонение больше 5σ). Такой жесткий подход к достоверности утверждений выработался в ФЭЧ примерно полвека назад, в эпоху, когда экспериментаторы видели много отклонений со значимостью в районе 3σ и смело заявляли об открытии новых частиц, хотя потом эти «открытия» не подтверждались. Подробный рассказ об истоках этого критерия см. в постах Tommaso Dorigo (часть 1, часть 2).

Источник

Какова формула Сигмы?

Кроме того, можем ли мы использовать любую букву для индекса суммирования Почему?

Да, потому что буква, представляющая индекс суммирования, не влияет на сумму или фактический результат суммирования. … Буква индекса используется только как знак или указатель для начального значения.

Из этого, что такое правило сигмы?

Эмпирическое правило, утверждающее, что для многих достаточно симметричных унимодальных распределений почти все население находится в пределах трех стандартных отклонений от среднего. Для нормального распределения около 99.7% населения находится в пределах трех стандартных отклонений от среднего. См. Также правило двух сигм.

Также нужно знать, что такое символ сигмы? Символ Σ (сигма) обычно используется для обозначения суммы нескольких терминов. Этот символ обычно сопровождается индексом, который варьируется, чтобы охватить все термины, которые необходимо учитывать в сумме. Например, сумму первых целых чисел можно представить следующим образом: 1 2 3 ⋯.

Можем ли мы использовать любую букву для индекса?

Для индекса можно использовать любую букву, но i, j, k, m и n, вероятно, используются чаще, чем любые другие буквы. Если вы складываете только первые несколько членов ряда, а не все (возможно, бесконечно много) из них, это называется «взятием (или нахождением) частичной суммы».

Как решить задачу суммирования?

Например, перед использованием приведенных выше формул убедитесь, что суммирование начинается с i = 1.

Может ли индекс суммирования быть отрицательным?

Это может быть отрицательно, но обычно этого избегают. Если вы хотите суммировать, то вы можете записать это как: Но, очевидно, лучше пойти на: Важно, чтобы набор индексов был хорошо упорядочен и этот порядок был естественным, чтобы не было двусмысленности.

Какая польза от сигмы в тригонометрии?

Обозначение суммирования часто известно как обозначение сигмы, потому что оно использует греческую заглавную букву сигма, Σ, представлять сумму. Обозначение суммирования включает явную формулу и определяет первый и последний члены в ряду. Явная формула для каждого члена ряда дана справа от сигмы.

Как работает суммирование?

Знак суммы S, указывает нам суммировать элементы последовательности. Типичный элемент суммируемой последовательности появляется справа от знака суммирования. Переменная суммирования представлена ​​индексом, который ставится под знаком суммирования. Индекс часто представлен i.

Что вы называете символом F?

Что такое сигма-сленг?

Что такое символ разницы?

Что такое буквенный указатель?

В основном это то, что использует индекс, в нем число, связанное с каждой буквой. Каждая буква имеет определенный номер вместе со всеми другими нечисловыми символами. Например (может ошибаться) A = 92.

Какая формула последовательности и серии?

Формулы последовательности и ряда

Что такое обозначение пи?

Какова формула суммирования 1 2 3 n?

Для тех из вас, кто не знаком с этой серией, которая стала известна как суммирование Рамануджана в честь известного индийского математика по имени Шриниваса Рамануджан, она утверждает, что если вы сложите все натуральные числа, то есть 1, 2, 3, 4 и так далее, вплоть до бесконечности, вы обнаружите, что оно равно -1/12.

Что это за символ Σ?

Что такое K в сигма-нотации?

к = 1. 3k. Знак Σ (сигма) указывает на то, что берется сумма. Переменная k называется индексом суммы. Числа вверху и внизу Σ называются верхним и нижним пределами суммирования.

Какой предел суммирования?

Пределы суммирования часто понимаются как я = от 1 до n. Тогда обозначения внизу и над знаком суммы опускаются. Следовательно, это выражение означает суммирование значений x, начиная с x₁ и заканчивая x_n.

Что такое K в обозначении суммирования?

k: k в левой части равенства называется индексная переменная или индекс суммирования, а иногда просто index. Он будет принимать все целые числа от a до b (включительно).

Что означает σ в статистике?

Обычно, когда говорят о статистической значимости, единицей измерения является стандартное отклонение, выражается строчной греческой буквой сигма (σ). … Термин относится к степени изменчивости в данном наборе данных: все точки данных сгруппированы вместе или сильно разнесены.

Что такое сигма в квадрате?

Что такое строчная сигма в физике?

Что означает обратная тройка в математике?

Математики произносят сигма как «сумма», что означает «подводить итоги». Он отличается от английского эквивалента суммирования идей, но является результатом любого уравнения. Когда вы используете его в уравнении, сигма суммирует все, что появляется после символа.

Какие два типа суммирования?

Существует два типа суммирования: пространственное суммирование и временное суммирование которые возникают между нейронами.

Сумма умножается?

Источник