¿Qué importancia tienen las matemáticas en la investigación en ingeniería?

En los departamentos de EE/EC/CS, hay ciertos campos que se basan en la teoría (como los grupos algorítmicos o de complejidad), unos que se inclinan hacia la implementación de sistemas (SO, lenguajes de programación, etc.) y otros tienen un componente de ambos (como redes ).

En un campo como el de las redes, hay profesores que trabajan en modelos matemáticos básicos ( ejemplo ) y personas que trabajan en implementación y diseño de protocolos ( ejemplo ). Por lo que deduzco de mi propia experiencia de lectura de trabajos, la naturaleza de estos trabajos es tan diferente como la tiza y el queso: los trabajos de matemáticas parecen buscar formas de presentar el problema en un marco matemático y tratar de derivar sus resultados de tal mientras que los artículos orientados a la implementación conciben algún algoritmo y un protocolo (basado únicamente en un argumento lógico en lugar de una premisa matemática rigurosa) y presentan los resultados de sus simulaciones de software.

Mientras que en el papel la gente argumenta que no hay división entre la teoría y la práctica, al menos para mí, el enfoque hacia la investigación difiere ampliamente entre los miembros de la facultad en el mismo campo y departamento. Ahora a mis preguntas:

  • ¿Qué tan importante es el énfasis en las matemáticas en un campo aplicado como la creación de redes? El trabajo de la industria casi siempre se basa en simulación por lo que he visto. Después de todo, las redes están ahí para ser implementadas y desplegadas, entonces, ¿por qué preocuparse por el modelado probabilístico?
  • Cuando hay dos modos de investigación en un campo en particular, ¿el enfoque del estudiante de doctorado jugará un papel en el reclutamiento de profesores?
  • ¿Existe una noción generalizada de que uno es superior a otro? Sé de profesores y estudiantes que enfatizan ampliamente las matemáticas y el tipo de artículos "S-BAA: simulación basada en algoritmo arbitrario".
Supongo que tendrás que distinguir entre matemáticas y matemáticas aplicadas.
¿Por qué un departamento de ingeniería debería otorgar un título a una tesis donde el problema tiene una causa de ingeniería, pero todo es simplemente matemática aplicada? — ¿Qué crees que es la ingeniería ?
@JeffE: Ah, bueno, eso está mal redactado. He visto tesis donde el problema es de ingeniería solo en la superficie, es decir, la causa es falsa y es simplemente un "pretexto" para usar resultados matemáticos.

Respuestas (2)

  • ¿Qué tan importante es el énfasis en las matemáticas en un campo aplicado como la creación de redes?

La creación de redes es un campo enorme, que abarca todo el espectro, desde las matemáticas puras hasta la implementación real en el mundo real, con muchos matices de matemáticas aplicadas, desarrollo de algoritmos, modelado, simulación y experimentación en el medio. Hay mucho más que "dos modos de investigación" en la creación de redes, como usted dice. El énfasis matemático es fundamental en el extremo matemático del campo, inútil en el extremo del despliegue y en algún punto intermedio.

Para decirlo de otra manera, depende de lo que entiendas por "redes".

  • ¿Por qué un departamento de ingeniería debería otorgar un título a una tesis donde el problema tiene una causa de ingeniería, pero todo es simplemente matemática aplicada?

No hay contradicción aquí. Calculo que entre un tercio y la mitad de nuestra facultad de ingeniería en mi universidad pueden llamarse legítimamente matemáticos aplicados. Incluso hubo una propuesta pequeña pero seria hace unos años para trasladar nuestro departamento de matemáticas a nuestra facultad de ingeniería.

  • ¿El enfoque del estudiante de doctorado jugará un papel en el reclutamiento de profesores?

¡Por supuesto! Los patrones de contratación en mi propia universidad (tanto en CS como en ECE) sugieren que los doctores en redes con más probabilidades de ser contratados como profesores cierran cómodamente la llamada brecha entre la teoría y la aplicación, hablando con ambos campos en sus idiomas nativos y aplicando técnicas de ambos campos para hacer que las cosas funcionen. (La respuesta de Sylvain es consistente con esta observación).

  • ¿Existe una noción generalizada de que uno es superior a otro?

Por supuesto. Las personas en red son personas. Como en cualquier otro campo amplio, muchos experimentadores piensan que todo el trabajo teórico es un juego de símbolos sin sentido, y muchos teóricos piensan que todo el trabajo experimental es una piratería sin sentido. Ambos están equivocados. Parte del trabajo teórico consiste en empujar símbolos sin sentido, y parte del trabajo experimental es piratería sin sentido, que es exactamente como debería ser. Ningún punto de vista es "mejor"; simplemente son diferentes.

No tiza y queso, sino chocolate y jengibre.

¿Qué tan importante es el énfasis en las matemáticas en un campo aplicado como la creación de redes? El trabajo de la industria casi siempre se basa en simulación por lo que he visto. Después de todo, las redes están ahí para ser implementadas y desplegadas, entonces, ¿por qué preocuparse por la investigación y el modelado probabilístico? En otras palabras, ¿por qué un departamento de ingeniería debería otorgar un título a una tesis donde el problema tiene una causa de ingeniería, pero todo es simplemente matemática aplicada?

En estos campos, las matemáticas son una herramienta, como codificación o experimento de laboratorio. Incluso si tiene un análisis matemático completo de un protocolo, debe realizar experimentos, porque la vida real no es uno de nuestros modelos, demasiado simples. ¿Por qué molestarse en el modelado probabilístico? porque tenemos que encontrar ideas para diseñar algoritmos, con la esperanza de que el rendimiento en el mundo real esté relacionado de alguna manera con el del modelo formal.

Cuando hay dos modos de investigación en un campo en particular, ¿el enfoque del estudiante de doctorado jugará un papel en el reclutamiento de profesores?

Sí, casi siempre lo hará. Usted aplica en un equipo, probablemente el equipo se incline en algunas de las formas, y quiera hacer que el equipo sea aún más fuerte con un enfoque o, por el contrario, abrirse a otras formas de pensar. También recuerdo mi propio reclutamiento, donde el hecho de que estoy en el medio (matemáticas + experimentos) fue una gran ventaja para mí, ya que la gente asumió que podría hablar con muchas personas en el laboratorio, desde teoría hasta gente práctica (y eso es lo que pasó).

¿Existe una noción generalizada de que uno es superior a otro? Sé de profesores y estudiantes que enfatizan ampliamente las matemáticas y el tipo de artículos "S-BAA: simulación basada en algoritmo arbitrario".

Al final, solo una cosa es importante: hacer cosas que funcionen. Siempre encontrarás personas que piensan que el enfoque teórico (resp. el enfoque experimental) es superior al enfoque experimental (resp. el enfoque teórico). Ambos son erróneos, lo que queremos son algoritmos utilizables (en condiciones reales) con garantías (error controlado, corrección, etc.), nos interesa cómo logramos este objetivo, pero no es el punto principal de nuestra investigación (recordemos que la pregunta se trata de investigación en ingeniería ).

¡Gracias! Un par de puntos: 1) Para Q1, por lo que he visto, la traducción de la teoría a la práctica rara vez ocurre en algunos campos. Los resultados en muchas áreas (teoría de la información, teoría de la codificación del espacio-tiempo, etc.) están muy alejados de la práctica. que parece poco probable que este último alguna vez se ponga al día.
2) El término medio a veces es muy difícil de alcanzar: en un entorno basado en expertos, no puedes hacer muchos cursos de matemáticas; en un laboratorio centrado en la teoría, no hay más recursos que computadoras y muebles, por lo que la experimentación se vuelve inviable.
Sí, actualmente estoy en un laboratorio enorme donde todos (podrían) tener acceso a lo que sea necesario para los experimentos (incluso redes de sensores reales para personas en redes). Esto ayuda ;)