卷积的物理意义(经典)
有一個七品縣令,喜歡用打板子來懲戒那些市井無賴,而且有個慣例:如果沒犯大罪,只打一板,釋放回家,以示愛民如子。
有一個無賴,想出人頭地卻沒啥指望,心想:既然揚(yáng)不了善名,出惡名也成啊。怎么出惡名?炒作唄!怎么炒作?找名人呀!他自然想到了他的行政長官——縣令。
無賴于是光天化日之下,站在縣衙門前撒了一泡尿,后果是可想而知地,自然被請進(jìn)大堂挨了一板子,然后昂首挺胸回家,躺了一天,嘿!身上啥事也沒有!第二天如法炮制,全然不顧行政長管的仁慈和衙門的體面,第三天、第四天......每天去縣衙門領(lǐng)一個板子回來,還喜氣洋洋地,堅(jiān)持一個月之久!這無賴的名氣已經(jīng)和衙門口的臭氣一樣,傳遍八方了!
縣令大人噤著鼻子,呆呆地盯著案子上的驚堂木,擰著眉頭思考一個問題:這三十個大板子怎么不好使捏?......想當(dāng)初,本老爺金榜題名時,數(shù)學(xué)可是得了滿分,今天好歹要解決這個問題:
——人(系統(tǒng)!)挨板子(脈沖!)以后,會有什么表現(xiàn)(輸出!)?
——費(fèi)話,疼唄!
——我問的是:會有什么表現(xiàn)?
——看疼到啥程度。像這無賴的體格,每天挨一個板子啥事都不會有,連哼一下都不可能,你也看到他那得意洋洋的嘴臉了(輸出0);如果一次連揍他十個板子,他可能會皺皺眉頭,咬咬牙,硬挺著不哼(輸出1);揍到二十個板子,他會疼得臉部扭曲,象豬似地哼哼(輸出3);揍到三十個板子,他可能會象驢似地嚎叫,一把鼻涕一把淚地求你饒他一命(輸出5);揍到四十個板子,他會大小便失禁,勉強(qiáng)哼出聲來(輸出1);揍到五十個板子,他連哼一下都不可能(輸出0)——死啦!
縣令鋪開坐標(biāo)紙,以打板子的個數(shù)作為X軸,以哼哼的程度(輸出)為Y軸,繪制了一條曲線:
——嗚呼呀!這曲線象一座高山,弄不懂弄不懂。為啥那個無賴連挨了三十天大板卻不喊繞命呀?
——呵呵,你打一次的時間間隔(Δτ=24小時)太長了,所以那個無賴承受的痛苦程度一天一利索,沒有疊加,始終是一個常數(shù);如果縮短打板子的時間間隔(建議Δτ=0.5秒),那他的痛苦程度可就迅速疊加了;等到這無賴挨三十個大板(t=30)時,痛苦程度達(dá)到了他能喊叫的極限,會收到最好的懲戒效果,再多打就顯示不出您的仁慈了。
——還是不太明白,時間間隔小,為什么痛苦程度會疊加呢?
——這與人(線性時不變系統(tǒng))對板子(脈沖、輸入、激勵)的響應(yīng)有關(guān)。什么是響應(yīng)?人挨一個板子后,疼痛的感覺會在一天(假設(shè)的,因人而異)內(nèi)慢慢消失(衰減),而不可能突然消失。這樣一來,只要打板子的時間間隔很小,每一個板子引起的疼痛都來不及完全衰減,都會對最終的痛苦程度有不同的貢獻(xiàn):
t個大板子造成的痛苦程度=Σ(第τ個大板子引起的痛苦*衰減系數(shù))[衰減系數(shù)是(t-τ)的函數(shù),仔細(xì)品味]
數(shù)學(xué)表達(dá)為:y(t)=∫T(τ)H(t-τ)
——拿人的痛苦來說卷積的事,太殘忍了。除了人以外,其他事物也符合這條規(guī)律嗎?
——呵呵,縣令大人畢竟仁慈。其實(shí)除人之外,很多事情也遵循此道。好好想一想,鐵絲為什么彎曲一次不折,快速彎曲多次卻會輕易折掉呢?
——恩,一時還弄不清,容本官慢慢想來——但有一點(diǎn)是明確地——來人啊,將撒尿的那個無賴抓來,狠打40大板!
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的卷积的物理意义(经典)的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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