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数字缉凶(美剧中的数学破案)

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  • 出版社:上海科教
  • ISBN:9787542851451
  • 作者:(美)基思·德夫林//加里·洛登|译者:陆继宗
  • 页数:271
  • 出版日期:2011-06-01
  • 印刷日期:2011-06-01
  • 包装:平装
  • 开本:16开
  • 版次:1
  • 印次:1
  • 字数:198千字
  • 2005年1月23日,一部名为《数字追凶》的刑侦电视连续剧横空出世,它击败了众多竞争对手成为了星期五晚间档的收视**。《数字缉凶(美剧中的数学破案)》的内容大多来源于这部精彩的电视连续剧,它类似于一部**的科学小说,以正确的物理和化学知识为基础,在故事的叙述中,实际可行的数学起了关键作用。电视剧中采用了某些戏剧性的手法,但《数字缉凶(美剧中的数学破案)》没有,在本书中,你将发现数学能用于,而且已经用于与现实犯罪作斗争并抓获了真正的罪犯。作者之一基思·德夫林,拥有25本著作的多产科普作家。**公共电台的大众节目《**版》的定期撰稿人,在美国数学协会的网络杂志上,开辟了一个专栏“德夫林视角”。另外一作者加里·洛登是电视剧《数字追凶》的首席数学顾问。
  • 《数字缉凶(美剧中的数学破案)》以哥伦比亚广播公司的黄金档热播刑 侦电视连续剧《数字追凶》为话题,基思·德夫林(在空中谈话节目《周末 》中被广大听众称为“数学伙计”)和加里·洛登(《数字追凶》的首席数学 顾问)联袂合作,解释了现实生活中美国联邦调查局特工和其他执法机构如 何使用数学工具来抓捕和指控罪犯。从法医学到反恐,从黎曼猜想到图像增 强技术,德夫林和洛登通过极具说服力的案件,展示了当代数学在罪案侦查 中发挥的重要作用。 在《数字缉凶(美剧中的数学破案)》中,你将发现数学能用于,而且已 经用于与现实犯罪作斗争并抓获了真正的罪犯。
  • 1.寻找热区——犯罪的地理分析技术
    2.使用统计101与犯罪作斗争
    3.数据挖掘——在大量的信息中找出有意义的模式
    4.字迹什么时候**次出现在墙上——改变点检测
    5.图像的增强和重构
    6.预言未来——贝叶斯推理
    7.DNA图谱分析
    8.密码——编码与解码
    9.证据有多可靠——对指纹的怀疑
    10.点间连接——网络的数学
    11.囚徒困境、风险分析和反恐怖主义
    12.法庭上的数学
    13.赌场中的犯罪——用数学攻击系统
    附录:《数字追凶》前三季剧情中的数学概要
  • 热区中的每一名嫌疑人都被有关DNA的证据刷清了嫌疑,侦查遭到了挫 折。但是随即他们运气来了。侦查负责人麦克(Mac,全名McCullan Gallien)收到了一条匿名举报的信息,检举一名未必可能的犯罪嫌疑人—— 邻近机构的代理司法长官。由于这只是已获得的堆积如山的举报信息中的又 一条,麦克倾向于仅把它归档了事,但是一时兴起的他决定查一下这个代理 司法长官的地址。结果甚至连靠近热区都谈不上。不过他仍然感到有什么在 牵引着他,他又深入挖掘了一下。这次他中了“头奖”。这个代理司法长官 以前居住在另一个地方——就在热区中!从一个香烟头收集来的DNA证据与 从犯罪现场采集来的相符合。此人被逮捕了,罗斯莫则迅速成为犯罪侦查圈 内的**人物。
    有趣的是,当霍顿和法拉奇基于真实案例编写《数字追凶》试播集的剧 本时,他们不可抗拒地在结尾处把同样戏剧性的曲折编写了进去。当查利第 一次使用他的公式时在热区的嫌疑人中也没有发现相符的DNA,就像罗斯莫 的公式在拉斐特发生的那样。查利坚定地相信他的数学分析,所以当丹告诉 他搜索的结果为零时,一开始他拒*接受这一结果。“你们一定把他漏掉了 。”他说。
    遭到挫折心情不佳,查理和丹聚在他们父亲艾伦的屋子里交谈,艾伦说 ,“我知道不是数学的问题,查利。一定是其他问题。”这一提醒促使丹认 识到寻找杀手的住所可能是个错误的目标。“如果试图在我住的地方找到我 ,你可能会失败,因为我几乎从不住在那里,”他提示说。“我一直在工作 。”查利抓住这条提示设计了一条不同的进攻路线,通过修改他的计算来寻 找两个热区,一个可能包含这个杀手的住所,而另一个是他的工作场所。这 次查利的数学管用了。丹成功地确定了杀手的身份,并恰好在这个罪犯正要 杀害另一个被害人之前抓住了他。
    现在,罗斯莫的环境犯罪学研究公司提供专利产品计算机软件包Rigel ,同时包括教他们如何使用它来有效地破案。罗斯莫自己则奔波于全世界, 去亚洲、非洲、欧洲以及中东,协助刑事调查,给警察和犯罪学家上课。要 熟练掌握这个程序以适用于一个特定罪犯的行为癖性,需要受罗斯莫或他的 一名助手培训两年。
    Rigel并不是每次都赢得很大的胜利。例如,罗斯莫也被请来参加侦破 臭名昭著的环形路狙击手案,这是一起发生在2002年10月的3个星期里的案 件,共有10人被杀,3人重伤,2名连环杀手在华盛顿特区和周边地区作下此 案。罗斯莫得出的结论是狙击手的基地是在华盛顿北郊的某个地区,但后来 证明这两个杀手并不居住在这一地区,他们迁移得太频繁了,因而用地理分 析技术无法确定地点。
    Rigel并不总是管用的事实,对于任何了解把数学应用子杂乱无章的人 类现实世界时会发生些什么的人来说并不突然。许多人脱离他们的中学数学 经验来思考,认为使用数学去解决问题时只有正确的或错误的两种方法—— 在许许多多情况下,老师的方法是正确的而他们自己用的则是错误的。但情 况远非如此。当你在那些物理条件**确定的情况下运用数学时,只要用得 正确,数学总是能给你正确的答案,诸如计算一架喷气式客机从洛杉矶飞到 纽约需要多少燃料。(那就是说,只要你给出有关机身、乘客和货物的总重 量以及风力等准确数据,数学将给你正确的答案。如有一个关键数据被漏输 进数学方程中,几乎总是会给出不正确的答案。)但是当你把数学用到诸如 犯罪问题此类的社会问题时,很少能给出如此泾渭分明的结果。
    建立那些捕捉某个实际活动的一些要素的方程组,叫构建一个“数学模 型”。在构造某一事物的物理模型时,譬如说研究风洞中的一个飞行器,重 要的是要得到包括尺寸大小、所用材料的各项真卖情况。而在构建一个数学 模型时,要得到的是恰如其分的正确行为。例如,利用数学模型的天气预报 要预报出下雨的日子为阴雨,有太阳的日子为晴天,这才是有用的。建立模 型_的**步通常是很艰巨的。用此模型去“做数学”——即求解组成此模 型的方程组——一般来说要容易得多,特别是使用计算机的话。预报天气的 数学模型常常出错,因为天气有太多的复杂情况(俗话说,“天有不测风云 ”)需要数学以很高的精度去捕捉。
    正如我们将在以后的章节中看到的那样,在用数学解决现实世界中的问 题时.特别是涉及人的那些问题,通常是没有“一条光明大道”的。当遇到 《数字追凶》中查利面临的那些挑战——确定犯罪地点、跟踪疾病的扩散或 假币的流动、预测恐怖分子选择的目标等等——的时候,一个数学家不能仅 仅只是列出方程并解此方程。需要一种高超的技术,把信息和数据汇集拼凑 起来,选择描写状态的数学变量,然后用一组方程来建立它的模型。即使当 一名数学家已建立了一个模型,也还有如何去求解它的问题,是用近似计算 。还是解析计算,还是计算机模拟。这个过程的每一步都要求有判断力和创 造性。两个独立工作的数学家(不管他们是多么地**),如果他们确实能够 给出有用的结果,这两个结果很可能不是**一致的。
    于是,毫不奇怪,在地理分析技术领域里,罗斯莫有竞争者。阿拉斯加 大学司法中心的格罗弗·戈德温(Grover M.Godwin)博士,《猎捕连环掠夺 者》一书的作者,开发了一个名叫Predator(掠夺者)的计算机软件包,使用 数学统计中一个叫做多元分析的分支.通过分析犯罪地点,被害者*后在什 么地方露面,尸体在什么地方发现等来确定一个连环杀手的居住地。内德· 利文(Ned Levine),一名休斯敦地区的城市规划师,为**司法研究所(美 国司法部的一个研究部门)开发了一个名叫Crimestat的计算机程序。它使用 被称为空间统计学的技术来分析连环犯罪数据,它也能用来帮助研究人员们 理解诸如交通事故或疾病暴发的模型。还有英格兰利物浦大学的一名心理学 教授和那里的侦查心理学中心主任戴维·坎特(DavidCanter),也开发了他 自己的计算机程序Dragnet,并有时将此软件免费提供给研究人员。坎特指 出,到目前为止,还没有任何人将各种用于确定连环犯罪案的计算机数学系 统应用于同一个案例.从而进行面对面的比较。在一次采访中他还说,长久 来看,他的程序和其他的程序会被证实至少和Rigel一样**。P9-12
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