如何用牛頓冷卻定律計算熱度?

2020-12-03 人人都是產品經理

關於涉及相關熱度衰減的需求,我們應該怎樣對熱度進行計算呢?本文希望可以給產品經理們一個思路。

一、什麼是牛頓冷卻定律

牛頓冷卻定律是由英國物理學家艾薩克·牛頓爵士(1642-1727)所提出的一個經驗性的關係。是指物體所損失的熱的速率與物體和其周圍環境間的溫度差是成比例的。當物體表面與周圍存在溫度差時,單位時間從單位面積散失的熱量與溫度差成正比,比例係數稱為熱傳遞係數。

其公式如下:

其中:

T(t):物體當前的溫度H:為周圍的溫度k: 為比例係數

它進行變化後就變成:

如果H=0,則公式就是:

從以上公式我們可以看出牛頓冷卻公式的衰減過程,k是我們自己設定的衰減係數,經過 t 時間後,物體當前的問題是由初始溫度和衰減速率的乘積。

此公式建立「溫度」與「時間」之間的函數關係,輕鬆構建一個「指數式衰減」(Exponential decay)的過程。

二、牛頓冷卻定律在AI場景中的應用

牛頓冷卻定律是指「溫度」與「時間」之間的指數衰減函數,在AI算法中,可以根據牛頓冷卻定律公式做關於「熱度」衰減算法應用。比如熱文排名的冷卻算法。

我們可以把「熱文排名」想像成一個「自然冷卻」的過程:

在某個時點,我們APP中所有的文章,有一個當前「溫度」(熱度值),按照「溫度」的高低進行文章排名;如果用戶在某些文章進行了懸賞、贊成、轉發、評論等,這個文章的「溫度」就會上升;但是隨著時間的發展,我們不可能還讓這些歷史的文章一直呈現比較高的「溫度」,我們需要將其冷卻下來,這樣才能讓一些新的文章獲取更好的排名。我們知道通過懸賞、贊成、轉發、評論等方式可以增加文章熱度,但是我們需要找到一定的方法去降低熱度,但是一些跟增加熱度有關的相反的,比如不感興趣、舉報等,雖然能降低熱度,但是很難做到根據時間來降低熱度,不然排名的時候很難將新文章有個合理的排名。

所以,文章熱度是時間的衰減與溫度與時間的衰減規律很類似。我們可以定義一個文章有一個熱度分,

當前熱度分=上一期得分 x exp(-(冷卻係數) x 間隔的小時數)

其中冷卻係數是由咱們根據業務需要定義的,我們可以假設一個初始分,假設一個時間間隔,假設一個時間間隔後分數,通過這三個值計算出來冷卻係數。冷卻係數計算出來就可以使用到模型上了。

通過這個定律的簡介,可以給我們產品經理一個思路,關於涉及到相關熱度衰減的需求,我們可以借鑑牛頓冷卻定律進行計算,來保證新舊物體的熱度、冷卻問題。

本文由 @羅飛 原創發布於人人都是產品經理。未經許可,禁止轉載

題圖來自 Unsplash ,基於 CC0 協議

相關焦點

  • 信息流優化:牛頓冷卻定律的應用
    筆者在本文中由牛頓冷卻定律得到啟發,對信息流的呈現提出了優化方法。之前做社區類產品時,為了讓用戶能夠及時看到一些比較熱門的帖子,以及讓一些新的內容能夠及時呈現給用戶,所以嘗試了很多辦法。一、相關原理上面的這種場景,概括起來就是新的內容總是會替代老的內容,而它又恰好類似於物理學當中的一個定律,它叫做「牛頓冷卻定律」。本質上它描述了高於周圍溫度的物體會向外散熱,並逐漸降溫的過程,同時單位時間內散熱與周圍溫差會成正比關係。
  • 網易攝影引入牛頓冷卻定律
    引入牛頓冷卻定律,核心展區實現算法自動更新  在牛頓冷卻定律中,如果物體的溫度高於環境溫度,那麼隨著時間流逝,物體就會慢慢冷卻,溫度下降。同樣,這個原理也適用於對熱門攝影作品的篩選。在網易攝影社區中,每幅作品都有一個熱度峰值,當一副攝影作品發布後,隨著用戶關注度的提高,作品熱度也會慢慢提升,並在一段時間後達到峰值。
  • 煮雞蛋的時間控制學問:牛頓冷卻定律
    牛頓冷卻定律:物體的溫度在任何給定時刻變換的速率大致地正比於它的溫度和周圍介質溫度只差如果H是物體在時刻t的溫度,而Hs是周圍的常溫度,則微分方程是如果用(H-Hs)替代y,則因為Hs是常數,最簡單的推導得出現在我們知道dy/dt=-ky,這是最簡單的一階齊次微分方程,它的解就是這裡的y(0)=y0,用y替換(H-Hs),這就說明H0是t=0時的溫度,這就是牛頓冷卻定律現代版的等式
  • 打卡 | 牛頓冷卻定律是?
    今日打卡共5題建議用時5分鐘貸款∶銀行A.病歷∶病人B.郵件∶國家是用邊界圍起來的政治實體,是國家政權行使權力的區域,但這只是國家的形式,並不是國家的本質。真正的國家是指邊界之內的國民已經形成了一種「凝聚力」,即「國家意識」,就是大家都在內心深處認為我是「某國人」。沒有形成這種意識的國家,本質上還不能稱為一個國家,是很不穩定的,真正的大國不僅在於領土大、人口多,關鍵在於其國民是否已經形成了「國家意識」產生了「國家認同」。
  • 牛頓冷卻定律告訴你答案
    以上解釋算初中物理水平,想在妹子面前裝啥都懂估計不夠用,我們要請出一位名人壓陣——偉大的牛頓先生。對,就是那個傳說被蘋果砸了頭的牛頓。牛頓先生發現了若干物理定律,其中有一個比較冷門,也許你沒聽過,叫做牛頓導熱冷卻定律(也稱冷卻定律):當物體表面與周圍存在溫度差時,單位時間從單位面積散失的熱量與溫度差成正比,比例係數稱為導熱係數。
  • [活動DIY] | 用氣球車探索牛頓運動定律
    適合年級6-8年級活動概述本活動介紹的是一個基於項目的學習單元,旨在為學生提供可以加強他們對牛頓三大運動定律理解的實踐經驗。在學習本單元期間,學生輪流通過3個站點,每個站點探索1個牛頓運動定律。
  • 詳細解析牛頓第二定律
    上面敘述牛頓第一定律時雖然討論過力,但只限於受力或不受力,並沒有給出力的定量定義。同樣,質量也只有粗淺的概念,什麼是質量並沒有解決。現在我們只有一個關係式,可是需要給兩個物理量下定義。牛頓認為,質量是物體所含「物質的量」。然而,這還不能作為定義。什麼叫「物質的量」?仍然是不確定的。在物理學中,一個物理量的定義,必須同時給出利用其他能夠量度的量來計算它的一套規則。
  • 開局一個牛頓和若干定律,如何一統力學江湖?
    假設你生活在牛頓那個時代,你要如何根據已有的經驗和規律開宗立派,創建一個完整的力學體系?這篇文章我們來嘗試復盤一下牛頓一統力學江湖的過程。牛頓出生於1642年,我們先來大致了解一下時代背景。牛頓的思路走到這裡卡殼了。02定量的計算伽利略不僅發現了牛頓第一定律(慣性定律),也發現了牛頓第二定律:力和物體的加速度的成正比的,即F=ma(F為物體受到的合外力,m為物體的慣性質量,a為加速度)。
  • 牛頓第二定律最新進展
    在物理學中,一個物理量的定義,必須同時給出利用其他能夠量度的量來計算它的一套規則。在牛頓第二定律的範圍中,可以對質量和力作如下的定義:A.質量就是質點所受外力與所產生的加速度之比。B.作用在一個質點上的力就是它的質量乘以由於該力所產生的加速度。
  • 高中物理:牛頓第二定律知識點總結
    牛頓第二定律是力學中的核心規律,後續的動能定理、向心力公式等都要用到牛頓第二定律。牛頓第二定律和運動學公式也是解決力學問題的一個途徑。務必要理解牛頓第二定律,掌握牛頓第二定律基本應用。一、知識與技能要求1.掌握牛頓第二定律的文字內容和數學公式;2.理解公式中各物理量的意義及相互關係;3.知道在國際單位制中力的單位"牛頓"是怎樣定義的;4.會用 牛頓第二定律的公式進行有關的計算
  • 牛頓第一定律
    如果沒有摩擦,無論第二個斜面的傾角如何,小球所達到的高度相同;若將第二個斜面放平,小球將永遠運動下去。二、牛頓第一定律1.牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,除非作用在它上面的2.牛頓第一定律的得出:因為不可能把自然界的任何物體完全孤立起來,也就是說不受任何力作用的物體是不存在的,所以牛頓第一定律是利用邏輯思維對事實進行分析的產物,不可能用實驗直接驗證
  • 萬有引力定律和牛頓運動定律能解釋星球是如何保持平衡的嗎?
    宇宙中的星球是如何保持平衡的?當有人把這個問題提給牛頓的時候,牛頓知道他必須回答,因為當時他是英國皇家學會的會長,也是萬有引力定律和牛頓運動定律的發現者,實際上回答這個問題的困難之處正跟牛頓發現的萬有引力定律有關。
  • 書本上從來沒有的:你知道牛頓是如何推導出萬有引力定律的嗎?
    當人們說艾薩克.牛頓,完全顛覆了物理學領域的時候,他們真的不是說著玩的,我們已經知道了牛頓的三大運動定律,我們可以用來描述事物如何運動,但牛頓對物理的另一個著名的貢獻,是他對引力的理解。在牛頓出生以前,科學家幾乎對重力沒有什麼概念,他們知道當你丟東西時,物體會落在地面上,而且仔細觀察他們知道行星和衛星以特定的軌道運行,他們不知道的是,這兩個概念是相互關聯的當然,就像運動一樣,我們現在對引力的了解,要遠遠比牛頓能觀察到的還要多,儘管如此,當涉及到描述引力的效果時,比如說,在我們整個太陽系的規模上,牛頓的萬有引力定律是不可思議的有用,這全都開始於一顆蘋果。
  • 牛頓運動定律——牛頓第三定律
    1、牛頓第三定律    內容:相互作用的兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。    表達式:F=-F'    意義:牛頓第三定律揭示了兩個相互作用的物體之間的聯繫機制,也是對力的物質性的進一步說明,力不能脫離物體而單獨存在,一個物體是施力物體的同時又是受力物體。    適用範圍:低速、宏觀、慣性系、實物粒子。
  • 牛頓三大定律——牛頓自己如何表述的?牛頓的原著中是如何說明的
    這是牛頓在《自然哲學之數學原理》中對三大定律的表述。 看看與你中學時候課本上的表述一樣嗎?實際上,牛頓提出三大定律並不是他的最初目的。 牛頓在證明地球與太陽之間的引力與距離平方成反比的過程中,需要一些前提條件做為證明出發點。
  • 牛頓三大定律
    牛頓運動定律。牛頓運動定律包括牛頓第一運動定律、牛頓第二運動定律和牛頓第三運動定律三條定律,其中:第一定律說明了力的含義:力是改變物體運動狀態的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物體獲得加速度;第三定律揭示出力的本質:力是物體間的相互作用。牛頓運動定律中的各定律互相獨立,且內在邏輯符合自洽一致性。
  • 《牛頓第一定律》說課稿
    但不知道兩者之間的聯繫,而本節的內容主要講了牛頓第一定律的發現過程,伽利略的理想實驗,慣性與質量的關係,很好的解釋了力與運動的關係。牛頓第一定律是牛頓三大定律的基礎,因此學好本章內容為後期學習牛頓三大定律打下了堅實的基礎。
  • 解讀牛頓|萬有引力定律為啥是科學的?牛頓到底偉大在哪裡?
    牛頓出生於1643年,他建立了一套在人類可感知的範圍中能夠解釋世界上許多的物理現象的萬有引力理論。萬有引力定律為啥是科學的?牛頓到底偉大在哪裡?不過對於一般人而言,如果你希望解釋蘋果為何從樹上掉下來,或者想精準計算你的炮彈能否準確擲中敵人的位置,牛頓的萬有引力理論已經足夠用了;或者對於需要學習中學程度的科學而言,牛頓物理學已經夠你頭痛了。正因為牛頓理論具有優秀的普遍解釋力和應用性,足以令他在歷史上留下崇高的地位。
  • 牛頓第二定律
    牛頓第二定律(1)內容:物體加速度的大小跟它所受的作用力成正比、跟它的質量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
  • 牛頓的蘋果如何落地——萬有引力定律
    他向學生介紹哥白尼、克卜勒、伽利略和笛卡爾等人的先進思想、科學理論以及研究方法,使牛頓大開眼界。巴羅發現牛頓的才華,舉薦牛頓為研究生,讓他繼續在劍橋深造。1665年秋季到1667年春季期間,倫敦市區瘟疫流行,各校停課,學生被遣散回家。牛頓也回到農村老家住了18個月。