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增加最佳性和唯一性一节到定义11的翻译
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    给定一个过程的数学描述,有人可以经常计算分析它的ϵ-机制。(例如,查阅参考文献【65】中旋转系统的计算力学分析。)这里也有很多宽泛的算法可以从P(S<->)的经验模拟重构ϵ-机制。一些,比如那些在参考文献【5-7,69】中使用到的,操作在“批量”模式,将原始数据一起处理然后生成ϵ-机制。其他的可以操作在增量,处于“在线”模式,将因果态和它们的转移概率集合单独的测量和重新评估。
 
    给定一个过程的数学描述,有人可以经常计算分析它的ϵ-机制。(例如,查阅参考文献【65】中旋转系统的计算力学分析。)这里也有很多宽泛的算法可以从P(S<->)的经验模拟重构ϵ-机制。一些,比如那些在参考文献【5-7,69】中使用到的,操作在“批量”模式,将原始数据一起处理然后生成ϵ-机制。其他的可以操作在增量,处于“在线”模式,将因果态和它们的转移概率集合单独的测量和重新评估。
 
   
 
   
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== Ⅴ. 最佳性和唯一性 ==
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我们现在展示这个:因果态是最高准确度的预测器并且是最小统计复杂度的;他们在共享两者属性中是唯一的;而且他们状态到状态的转换是最小随机性的。用其他的话说,他们满足从奥卡姆借用的两个约束条件,而且他们是唯一能做到这样的表示形式。这个非常重要的寓意在这里是因果态和ϵ-机制是任何学习或模型词汇的目标。该论点由证明最优化理论的久享盛名的意义上作出。我们指出,在我们的结论备注中(第Ⅶ节),在获取这些目标中已经包含了实的例子。
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图例3。一个可供替代的状态的类R划分S<-覆盖在因果态S上(由实线绘出)。这里,作为例子,S2包含R1, R2, R3和R4的部分。这些所有可供替代的部分的集合构成了奥卡姆的水池。再次注意到Ri需要不是紧致的也不是简单连接的,如所绘制的那样。
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作为我们策略的部分,然后,我们仍要证明几个不是最优化的结果;我们叫这些引理以标识他们的从属状态。所有我们的定理,和一些我们的引理,将由一些方法构造,包括比较因果态,由ϵ生成,用其他状态的等价态集合,由其他函数η生成。简而言之,没有竞争状态——没有其他斑图——可能构造因果态。
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修正一些附加的标记法是很方便地。让S是当前因果态的随机变量,S->1∈A是下一个我们从原始随机过程获得的“可观测的”量,S'是下一个因果态,R是对应到η的当前态,而R'是下一个η状态。σ将表示S的一个部分值(因果态),而ρ是R的部分值。当我们量化因果态的可替代者时,我们在R上量化。
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定理1(因果态具有最大预测性)【15】
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对于所有的R和所有的L∈Z+,
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H[\overset{\to L}{S} \vert R] \ge H[\overset{\to L}{S} \vert S] \tag{42}
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</math>
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证明。我们已经看到H[S->L|R]>=H[S->L|S<-](引理1)。但是由构造(定义5),
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<math>
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P(\overset{\to L}{S} = \overset{\to L}{s} \vert \overset{\leftarrow}{S}=\overset{\leftarrow}{s}) = P(\overset{\to L}{S} = \overset{\to L}{s} \vert S = ϵ(\overset{\leftarrow}{s})) \tag{43}
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</math>
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自从熵仅依赖于概率分布,H[S->L|S] = H[S->L|S<-],对于每个L。因此,H[S->L | R] >= H[S->L | S],对于所有的L。证毕。
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备注。这就是说,因果态在预测未来方面是一样优秀的——作为预测者——作为完整的历史。在这方面,他们符合最开始从奥卡姆处借用的要求。自从因果态是良好定义的,而且自从他们可以被系统性的逼近,我们已经展示了斑图强度(定义3和引理1,备注)的上界在实际上是可以达到的。直观地,因果态达到这个,是因为——不象一般的实际状态,他们没有丢弃任何关于未来的信息,可能包含在S<-中。用更通俗的话讲,为解释参考文献【70】中信息的定义,因果态记录制造不同(去到未来)的每个不同(关于过去)。我们实际上可以非常准确地制造这种直觉,使用定理的一个简单推论。
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推论1(因果态是足够统计的)一个过程的因果态S用于预测它是足够统计的。
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证明。它遵从于定义1和等式8,对于所有的L∈Z+,
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<math>
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I[\overset{\to L}{S}; S] = I[\overset{\to L}{S}; \overset{\leftarrow}{S}], \tag{44}
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</math>
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其中I由等式8定义。结果,因果态是足够统计——参阅参考文献【62,p.37】和【71,2.7-2.5节】——为预测任意长度的将来。证毕。
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所有随后的结果关注于同因果态一样预知的竞争态。我们称呼这些预知竞争者并用R^将他们归为一类。
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定义11(预知竞争者)预知竞争者R^是同因果态一样预知的状态;即,对于所有的L∈Z+,
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<math>
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H[\overset{\to L}{S} \vert \hat{R}] = H[\overset{\to L}{S} \vert S], \tag{45}
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</math>
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备注。预知竞争者也是足够统计的。
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