Thesis advisor: Elisenda Grigsby / The space of parameter vectors for a feedforward ReLU neural networks with any fixed architecture is a high dimensional Euclidean space being used to represent the associated class of functions. However, there exist well-known global symmetries and extra poorly-understood hidden symmetries which do not change the neural network function computed by network with different parameter settings. This makes the true dimension of the space of function to be less than the number of parameters. In this thesis, we are interested in the structure of hidden symmetries for neural networks with various parameter settings, and particular neural networks with architecture \((1,n,1)\). For this class of architectures, we fully categorize the insufficiency of local functional dimension coming from activation patterns and give a complete list of combinatorial criteria guaranteeing a parameter setting admits no hidden symmetries coming from slopes of piecewise linear functions in the parameter space. Furthermore, we compute the probability that these hidden symmetries arise, which is rather small compared to the difference between functional dimension and number of parameters. This suggests the existence of other hidden symmetries. We investigate two mechanisms to explain this phenomenon better. Moreover, we motivate and define the notion of \(\varepsilon\)-effective activation regions and \(\varepsilon\)-effective functional dimension. We also experimentally estimate the difference between \(\varepsilon\)-effective functional dimension and true functional dimension for various parameter settings and different \(\varepsilon\). / Thesis (PhD) — Boston College, 2024. / Submitted to: Boston College. Graduate School of Arts and Sciences. / Discipline: Mathematics.

This thesis investigates the topology and geometry of hyperbolic knot complements that are commensurable with other knot complements. In chapter 3, we provide an infinite family examples of hyperbolic knot complements commensurable with exactly two other knot complements. In chapter 4, we exhibit an obstruction to knot complements admitting exceptional surgeries in conjunction with hidden symmetries. Finally, in chapter 5, we discuss the role of surfaces embedded in 3-orbifolds as it relates to hidden symmetries. / text

En utilisant des modèles sigma non-linéaires de fonctions d'un espace-temps D-dimensionnel à un espace symétrique G/H, nous discutons de solutions de type trou noir et membrane noire dans diverses théories de gravité supersymétriques. Un espace symétrique est une variété, riemannienne ou pseudo-riemannienne, pour laquelle le tenseur de Riemann est covariantement constant. L'utilisation du dictionnaire Kac-Moody/supergravité et les techniques de réduction dimensionnelles nous permettent de décrire des trous noirs de cohomogénéité un comme des géodésiques sur G/H. Un espace-temps M, potentiellement agrémenté d'un trou noir, est de cohomogénéité un s'il existe un groupe d'isométries Iso qui agit sur M et dont le quotient M/Iso est uni-dimensionnel. L'utilisation d'algèbres de Kac-Moody dans les théories de gravité a été développé dans l'espoir de décourvrir la symétrie sous-jacente de la théorie des cordes, aussi appelée théorie M. Les techniques de réduction dimensionnelle ont depuis longtemps été utilisées pour dévoiler les symétries cachées des théories de gravité. Dans la description du modèle sigma, les trous noirs extrémaux ou branes noires sont des géodésiques nulles et correspondent à un élément nilpotent de l'algèbre de Lie g de G. Un élément X nilpotent est caractérisé par la propriété X^n = 0. En utilisant le formalisme mathématique decrivant les orbites nilpotentes, nous classifions tous les trous noirs extrémaux dans la supergravité N=2 minimale à quatre dimensions, N=2 S^3 supergravité en quatre dimensions et la supergravité minimale en cinq dimensions. De la même manière, quand G est un sous-groupe d'un groupe Kac-Moody, très-étendu ou sur-étendu, on envoie l'orbite nilpotente minimale, en utilisant le plus haut poids de g, sur des solutions supersymétriques et non-supersymétriques de type brane dans les théories de supergravité à dix et onze dimensions. Nos résultats montrent que les symétries du groupe de Lie sont très utiles de ces solutions pour classer et trouver de nouvelles solutions de type trou noir. Afin de prouver l'unicité et plusieurs autres résultats formels, nous avons développé des méthodes préliminaires dans l'espoir qu'elles puissent être utilisées à l'avenir pour l'étude des trous noirs. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished