Conditional compositional biplots: theory and application

The biplot has proved to be a powerful descriptive and analytical tool in many areasof applications of statistics. For compositional data the necessary theoreticaladaptation has been provided, with illustrative applications, by Aitchison (1990) andAitchison and Greenacre (2002). These papers were restricted to the interpretation ofsimple compositional data sets. In many situations the problem has to be described insome form of conditional modelling. For example, in a clinical trial where interest isin how patients’ steroid metabolite compositions may change as a result of differenttreatment regimes, interest is in relating the compositions after treatment to thecompositions before treatment and the nature of the treatments applied. To study thisthrough a biplot technique requires the development of some form of conditionalcompositional biplot. This is the purpose of this paper. We choose as a motivatingapplication an analysis of the 1992 US President ial Election, where interest may be inhow the three-part composition, the percentage division among the three candidates -Bush, Clinton and Perot - of the presidential vote in each state, depends on the ethniccomposition and on the urban-rural composition of the state. The methodology ofconditional compositional biplots is first developed and a detailed interpretation of the1992 US Presidential Election provided. We use a second application involving theconditional variability of tektite mineral compositions with respect to major oxidecompositions to demonstrate some hazards of simplistic interpretation of biplots.Finally we conjecture on further possible applications of conditional compositionalbiplots

Compression-based Image Registration

Image registration is an important component of image analysis used to align two or more images. In this paper, we present a new framework for image registration based on compression. The basic idea underlying our approach is the conjecture that two images are correctly registered when we can maximally compress one image given the information in the other. The contribution of this paper is twofold. First, we show that the image registration process can be dealt with from the perspective of a compression problem. Second, we demonstrate that the similarity metric, introduced by Li et al., performs well in image registration. Two different versions of the similarity metric have been used: the Kolmogorov version, computed using standard real-world compressors, and the Shannon version, calculated from an estimation of the entropy rate of the images

Driven fragmentation of granular gases

The dynamics of homogeneously heated granular gases which fragment due to particle collisions is analyzed. We introduce a kinetic model which accounts for correlations induced at the grain collisions and analyze both the kinetics and relevant distribution functions these systems develop. The work combines analytical and numerical studies based on direct simulation Monte Carlo calculations. A broad family of fragmentation probabilities is considered, and its implications for the system kinetics are discussed. We show that generically these driven materials evolve asymptotically into a dynamical scaling regime. If the fragmentation probability tends to a constant, the grain number diverges at a finite time, leading to a shattering singularity. If the fragmentation probability vanishes, then the number of grains grows monotonously as a power law. We consider different homogeneous thermostats and show that the kinetics of these systems depends weakly on both the grain inelasticity and driving. We observe that fragmentation plays a relevant role in the shape of the velocity distribution of the particles. When the fragmentation is driven by local stochastic events, the longvelocity tail is essentially exponential independently of the heating frequency and the breaking rule. However, for a Lowe-Andersen thermostat, numerical evidence strongly supports the conjecture that the scaled velocity distribution follows a generalized exponential behavior f (c)~exp (−cⁿ), with n ≈1.2, regarding less the fragmentation mechanisms

Non-Quasi-Competitiveness and Stability in Cournot's Model

This paper retakes previous work of the authors, about the relationship between non-quasi-competitiveness (the increase in price caused by an increase in the number of oligopolists) and stability of the equilibrium in the classical Cournot oligopoly model. Though it has been widely accepted in the literature that the loss of quasi-competitiveness is linked, in the long run as new firms entered the market, to instability of the model, the authors in their previous work put forward a model in which a situation of monopoly changed to duopoly losing quasi-competitiveness but maintaining the stability of the equilibrium. That model could not, at the time, be extended to any number of oligopolists. The present paper exhibits such an extension. An oligopoly model is shown in which the loss of quasi-competitiveness resists the presence in the market of as many firms as one wishes and where the successive Cournot's equilibrium points are unique and asymptotically stable. In this way, for the first time, the conjecture that non-quasi- competitiveness and instability were equivalent in the long run, is proved false.

Gender specialization in households: An empirical analysis

This paper studies the effect of parental education on the educational attainmentof children in the US for cohorts born after 1910. Importantly, we allow for cohort-specificdifferences by gender. Our estimates show that paternal education has been more importantfor the attainment of male children (paternal specialization on sons). However, maternalspecialization (on daughters) seems to have appeared only for cohorts born after 1955. Weinterpret these results as evidence that fathers are more important role models for sonswhile mothers are a more important reference for daughters. We argue that our results arerobust to the presence of hereditary unobserved ability and conjecture that both types ofgender specialization may have been present in earlier cohorts too.

Estimating cross-industry cross-country models using benchmark industry characteristics

International industry data permits testing whether the industry-specific impact of cross-countrydifferences in institutions or policies is consistent with economic theory. Empirical implementationrequires specifying the industry characteristics that determine impact strength. Most of the literature has been using US proxies of the relevant industry characteristics. We show that usingindustry characteristics in a benchmark country as a proxy of the relevant industry characteristicscan result in an attenuation bias or an amplification bias. We also describe circumstances allowingfor an alternative approach that yields consistent estimates. As an application, we reexamine theinfluential conjecture that financial development facilitates the reallocation of capital from decliningto expanding industries.

Homotopy Batalin-Vilkovisky algebras

This paper provides an explicit cofibrant resolution of the operad encoding Batalin-Vilkovisky algebras. Thus it defines the notion of homotopy Batalin-Vilkovisky algebras with the required homotopy properties. To define this resolution we extend the theory of Koszul duality to operads and properads that are defind by quadratic and linear relations. The operad encoding Batalin-Vilkovisky algebras is shown to be Koszul in this sense. This allows us to prove a Poincare-Birkhoff-Witt Theorem for such an operad and to give an explicit small quasi-free resolution for it. This particular resolution enables us to describe the deformation theory and homotopy theory of BV-algebras and of homotopy BV-algebras. We show that any topological conformal field theory carries a homotopy BV-algebra structure which lifts the BV-algebra structure on homology. The same result is proved for the singular chain complex of the double loop space of a topological space endowed with an action of the circle. We also prove the cyclic Deligne conjecture with this cofibrant resolution of the operad BV. We develop the general obstruction theory for algebras over the Koszul resolution of a properad and apply it to extend a conjecture of Lian-Zuckerman, showing that certain vertex algebras have an explicit homotopy BV-algebra structure.

The second law of thermodynamics and the global climate system : A review of the maximum entropy production principle

The long-term mean properties of the global climate system and those of turbulent fluid systems are reviewed from a thermodynamic viewpoint. Two general expressions are derived for a rate of entropy production due to thermal and viscous dissipation (turbulent dissipation) in a fluid system. It is shown with these expressions that maximum entropy production in the Earth s climate system suggested by Paltridge, as well as maximum transport properties of heat or momentum in a turbulent system suggested by Malkus and Busse, correspond to a state in which the rate of entropy production due to the turbulent dissipation is at a maximum. Entropy production due to absorption of solar radiation in the climate system is found to be irrelevant to the maximized properties associated with turbulence. The hypothesis of maximum entropy production also seems to be applicable to the planetary atmospheres of Mars and Titan and perhaps to mantle convection. Lorenz s conjecture on maximum generation of available potential energy is shown to be akin to this hypothesis with a few minor approximations. A possible mechanism by which turbulent fluid systems adjust themselves to the states of maximum entropy production is presented as a selffeedback mechanism for the generation of available potential energy. These results tend to support the hypothesis of maximum entropy production that underlies a wide variety of nonlinear fluid systems, including our planet as well as other planets and stars

Galois representations, embedding problems and modular forms

To an odd irreducible 2-dimensional complex linear representation of the absolute Galois group of the field Q of rational numbers, a modular form of weight 1 is associated (modulo Artin's conjecture on the L-series of the representation in the icosahedral case). In addition, linear liftings of 2-dimensional projective Galois representations are related to solutions of certain Galois embedding problems. In this paper we present some recent results on the existence of liftings of projective representations and on the explicit resolution of embedding problems associated to orthogonal Galois representations, and explain how these results can be used to construct modular forms.

Objetivo: cuantificar la reproducción

Se estudian en este trabajo algunas magnitudes relacionadas con el enfoque de la reproducción social. Ante todo se hace hincapié en tres ideas fundamentales, las nociones de: a) Salidas menos entradas; b) Salidas dividido por entradas; c) Subsistemas. A continuación se subrayan los obstáculos para la cuantificación directa de estos conceptos, y se repasan las vías sugeridas para sortear las dificultades (por medio de constructos teóricos propuestos por Leontief, von Neumann y Sraffa). Luego se examinan dos nuevos indicadores: la ¿tasaespecífica de excedente¿, que se refiere a los bienes autorreproducibles, y el ¿coeficiente neto de reproducción¿, que se predica de todos los bienes básicos. De pasada se apuntan algunas pistas para establecer indicadores del mismogénero en campos como la economía ecológica y la economía feminista. Por último, se anotan algunas conjeturas relacionadas con la dirección adecuada del cambio técnico

Slow Dynamics of Ising Models with Energy Barriers

Using Monte Carlo simulations we study the dynamics of three-dimensional Ising models with nearest-, next-nearest-, and four-spin (plaquette) interactions. During coarsening, such models develop growing energy barriers, which leads to very slow dynamics at low temperature. As already reported, the model with only the plaquette interaction exhibits some of the features characteristic of ordinary glasses: strong metastability of the supercooled liquid, a weak increase of the characteristic length under cooling, stretched-exponential relaxation, and aging. The addition of two-spin interactions, in general, destroys such behavior: the liquid phase loses metastability and the slow-dynamics regime terminates well below the melting transition, which is presumably related with a certain corner-rounding transition. However, for a particular choice of interaction constants, when the ground state is strongly degenerate, our simulations suggest that the slow-dynamics regime extends up to the melting transition. The analysis of these models leads us to the conjecture that in the four-spin Ising model domain walls lose their tension at the glassy transition and that they are basically tensionless in the glassy phase.

Heat fluctuations in Brownian transducers

The heat fluctuation probability distribution function in Brownian transducers operating between two heat reservoirs is studied. We find, both analytically and numerically, that the recently proposed fluctuation theorem for heat exchange [C. Jarzynski and D. K. Wojcik, Phys. Rev. Lett. 92, 230602 (2004)] has to be applied carefully when the coupling mechanism between both baths is considered. We also conjecture how to extend such a relation when an external work is present.

Ecrire demain, penser aujourd'hui : la science-fiction à la croisée des disciplines : façonner une poétique, esquisser une pragmatique

Abstract De nature interdisciplinaire, ma thèse de doctorat porte sur les récits littéraires traditionnellement nommés de «science-fiction» - peu étudiés dans le milieu universitaire jusqu'à maintenant - et, plus particulièrement, sur le dialogue critique que ce genre littéraire peut instituer entre tout lecteur et la société technoscientifique au sein de laquelle il évolue au quotidien. Afin que cette tâche puisse être menée de manière rigoureuse, j'ai été conduit à faire entrer en résonance divers champs cognitifs non nécessairement liés a priori, à savoir les études littéraires (théorie de la mimèsis, théorie de la réception, théorie schaefferienne de la fiction et situations-limites sartriennes), anthropologiques (fonction du récit chez Jean Molino et Jérôme Brunner), économiques (histoire et théories du libéralisme), philosophiques (méditations heisenbergienne et heideggérienne sur la technique) et épistémologiques (liens entre technologies, sciences et société). En débutant par une réflexion historique sur l'émergence de la science moderne et du libéralisme économique, il s'agissait pour moi de montrer qu'entre ces deux savoirs, une alliance originale s'est nouée et ce, dès la fin du XVIIIe siècle : l'un a besoin de l'autre, et réciproquement. Il est ensuite mis en lumière qu'à la naissance de la science-fiction à la fin du XIXe siècle, correspond la nécessité, pour certains écrivains du moins, de réfléchir à l'évolution technoscientifique prise par la société de leur temps, ainsi qu'aux conséquences que ce progrès pourrait induire sur l'être humain en tant que sujet moral - une problématisation du rapport homme/technoscience par le biais de la fiction, donc. Lors de cette partie, je discute, d'une part, des éléments fondamentaux qui sont essentiels pour établir une poétique originale de la science-fiction - la conjecture, la structure des univers et les thèmes - et, d'autre, part, des distinctions génériques qu'il est important de discerner - j'en délimite trois : science-fiction «apologétique », «neutre » et «critique ». Finalement, mon travail se conclut par une réflexion, à partir de la pensée de Hans Jonas et de Jean-Pierre Dupuy, sur la fonction active que peuvent jouer les romans de science-fiction au niveau éthique. Pour le dire autrement, la fin de mon étude propose, en premier lieu, d'esquisser une «pragmatique de la science-fiction» ; puis, en second lieu, mon enquête stipule que la prise en charge sérieuse de ces récits conduit à la possibilité de concevoir une forme particulière de «catastrophisme éclairé », que j'appelle «heuristique du catastrophisme éclairé » conjurer les dangers et les périls qui pourraient éventuellement nous menacer, c'est avant tout croire qu'ils pourraient se réaliser si on ne les pense pas ou si on n'agit pas. Cette étape, souhaitée par les éthiciens, est justement celle qui me semble caractériser les récits de science-fiction critique. En ce sens, je montre que si la science-fiction écrit «demain », ce n'est en tout cas pas pour le fantasmer ou le prédire, mais, au contraire, pour mieux penser ce qui lui donne forme : l'« aujourd'hui ».

The global welfare impact of China: Trade integration and technological change

This paper evaluates the global welfare impact of China's trade integration and technological change in a multi-country quantitative Ricardian-Heckscher-Ohlin model.We simulate two alternative growth scenarios: a "balanced" one in which China's productivity grows at the same rate in each sector, and an "unbalanced" one in whichChina's comparative disadvantage sectors catch up disproportionately faster to theworld productivity frontier. Contrary to a well-known conjecture (Samuelson 2004),the large majority of countries experience significantly larger welfare gains whenChina's productivity growth is biased towards its comparative disadvantage sectors.This finding is driven by the inherently multilateral nature of world trade.

Integral cohomology of finite postnikov towers

Depuis le séminaire H. Cartan de 1954-55, il est bien connu que l'on peut trouver des éléments de torsion arbitrairement grande dans l'homologie entière des espaces d'Eilenberg-MacLane K(G,n) où G est un groupe abélien non trivial et n>1. L'objectif majeur de ce travail est d'étendre ce résultat à des H-espaces possédant plus d'un groupe d'homotopie non trivial. Dans le but de contrôler précisément le résultat de H. Cartan, on commence par étudier la dualité entre l'homologie et la cohomologie des espaces d'Eilenberg-MacLane 2-locaux de type fini. On parvient ainsi à raffiner quelques résultats qui découlent des calculs de H. Cartan. Le résultat principal de ce travail peut être formulé comme suit. Soit X un H-espace ne possédant que deux groupes d'homotopie non triviaux, tous deux finis et de 2-torsion. Alors X n'admet pas d'exposant pour son groupe gradué d'homologie entière réduite. On construit une large classe d'espaces pour laquelle ce résultat n'est qu'une conséquence d'une caractéristique topologique, à savoir l'existence d'un rétract faible X K(G,n) pour un certain groupe abélien G et n>1. On généralise également notre résultat principal à des espaces plus compliqués en utilisant la suite spectrale d'Eilenberg-Moore ainsi que des méthodes analytiques faisant apparaître les nombres de Betti et leur comportement asymptotique. Finalement, on conjecture que les espaces qui ne possédent qu'un nombre fini de groupes d'homotopie non triviaux n'admettent pas d'exposant homologique. Ce travail contient par ailleurs la présentation de la « machine d'Eilenberg-MacLane », un programme C++ conçu pour calculer explicitement les groupes d'homologie entière des espaces d'Eilenberg-MacLane. <br/><br/>By the work of H. Cartan, it is well known that one can find elements of arbitrarilly high torsion in the integral (co)homology groups of an Eilenberg-MacLane space K(G,n), where G is a non-trivial abelian group and n>1. The main goal of this work is to extend this result to H-spaces having more than one non-trivial homotopy groups. In order to have an accurate hold on H. Cartan's result, we start by studying the duality between homology and cohomology of 2-local Eilenberg-MacLane spaces of finite type. This leads us to some improvements of H. Cartan's methods in this particular case. Our main result can be stated as follows. Let X be an H-space with two non-vanishing finite 2-torsion homotopy groups. Then X does not admit any exponent for its reduced integral graded (co)homology group. We construct a wide class of examples for which this result is a simple consequence of a topological feature, namely the existence of a weak retract X K(G,n) for some abelian group G and n>1. We also generalize our main result to more complicated stable two stage Postnikov systems, using the Eilenberg-Moore spectral sequence and analytic methods involving Betti numbers and their asymptotic behaviour. Finally, we investigate some guesses on the non-existence of homology exponents for finite Postnikov towers. We conjecture that Postnikov pieces do not admit any (co)homology exponent. This work also includes the presentation of the "Eilenberg-MacLane machine", a C++ program designed to compute explicitely all integral homology groups of Eilenberg-MacLane spaces. <br/><br/>Il est toujours difficile pour un mathématicien de parler de son travail. La difficulté réside dans le fait que les objets qu'il étudie sont abstraits. On rencontre assez rarement un espace vectoriel, une catégorie abélienne ou une transformée de Laplace au coin de la rue ! Cependant, même si les objets mathématiques sont difficiles à cerner pour un non-mathématicien, les méthodes pour les étudier sont essentiellement les mêmes que celles utilisées dans les autres disciplines scientifiques. On décortique les objets complexes en composantes plus simples à étudier. On dresse la liste des propriétés des objets mathématiques, puis on les classe en formant des familles d'objets partageant un caractère commun. On cherche des façons différentes, mais équivalentes, de formuler un problème. Etc. Mon travail concerne le domaine mathématique de la topologie algébrique. Le but ultime de cette discipline est de parvenir à classifier tous les espaces topologiques en faisant usage de l'algèbre. Cette activité est comparable à celle d'un ornithologue (topologue) qui étudierait les oiseaux (les espaces topologiques) par exemple à l'aide de jumelles (l'algèbre). S'il voit un oiseau de petite taille, arboricole, chanteur et bâtisseur de nids, pourvu de pattes à quatre doigts, dont trois en avant et un, muni d'une forte griffe, en arrière, alors il en déduira à coup sûr que c'est un passereau. Il lui restera encore à déterminer si c'est un moineau, un merle ou un rossignol. Considérons ci-dessous quelques exemples d'espaces topologiques: a) un cube creux, b) une sphère et c) un tore creux (c.-à-d. une chambre à air). a) b) c) Si toute personne normalement constituée perçoit ici trois figures différentes, le topologue, lui, n'en voit que deux ! De son point de vue, le cube et la sphère ne sont pas différents puisque ils sont homéomorphes: on peut transformer l'un en l'autre de façon continue (il suffirait de souffler dans le cube pour obtenir la sphère). Par contre, la sphère et le tore ne sont pas homéomorphes: triturez la sphère de toutes les façons (sans la déchirer), jamais vous n'obtiendrez le tore. Il existe un infinité d'espaces topologiques et, contrairement à ce que l'on serait naïvement tenté de croire, déterminer si deux d'entre eux sont homéomorphes est très difficile en général. Pour essayer de résoudre ce problème, les topologues ont eu l'idée de faire intervenir l'algèbre dans leurs raisonnements. Ce fut la naissance de la théorie de l'homotopie. Il s'agit, suivant une recette bien particulière, d'associer à tout espace topologique une infinité de ce que les algébristes appellent des groupes. Les groupes ainsi obtenus sont appelés groupes d'homotopie de l'espace topologique. Les mathématiciens ont commencé par montrer que deux espaces topologiques qui sont homéomorphes (par exemple le cube et la sphère) ont les même groupes d'homotopie. On parle alors d'invariants (les groupes d'homotopie sont bien invariants relativement à des espaces topologiques qui sont homéomorphes). Par conséquent, deux espaces topologiques qui n'ont pas les mêmes groupes d'homotopie ne peuvent en aucun cas être homéomorphes. C'est là un excellent moyen de classer les espaces topologiques (pensez à l'ornithologue qui observe les pattes des oiseaux pour déterminer s'il a affaire à un passereau ou non). Mon travail porte sur les espaces topologiques qui n'ont qu'un nombre fini de groupes d'homotopie non nuls. De tels espaces sont appelés des tours de Postnikov finies. On y étudie leurs groupes de cohomologie entière, une autre famille d'invariants, à l'instar des groupes d'homotopie. On mesure d'une certaine manière la taille d'un groupe de cohomologie à l'aide de la notion d'exposant; ainsi, un groupe de cohomologie possédant un exposant est relativement petit. L'un des résultats principaux de ce travail porte sur une étude de la taille des groupes de cohomologie des tours de Postnikov finies. Il s'agit du théorème suivant: un H-espace topologique 1-connexe 2-local et de type fini qui ne possède qu'un ou deux groupes d'homotopie non nuls n'a pas d'exposant pour son groupe gradué de cohomologie entière réduite. S'il fallait interpréter qualitativement ce résultat, on pourrait dire que plus un espace est petit du point de vue de la cohomologie (c.-à-d. s'il possède un exposant cohomologique), plus il est intéressant du point de vue de l'homotopie (c.-à-d. il aura plus de deux groupes d'homotopie non nuls). Il ressort de mon travail que de tels espaces sont très intéressants dans le sens où ils peuvent avoir une infinité de groupes d'homotopie non nuls. Jean-Pierre Serre, médaillé Fields en 1954, a montré que toutes les sphères de dimension >1 ont une infinité de groupes d'homotopie non nuls. Des espaces avec un exposant cohomologique aux sphères, il n'y a qu'un pas à franchir...