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=====因果涌现充分指标=====
 
=====因果涌现充分指标=====
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在PID框架中,基于协同信息的概念,Rosas引入了使用 <math> \Phi ID </math> 框架的因果涌现的定量定义,以应对确定适当粗粒化策略的挑战。该定义包括两个方面:首先,确定系统是否具有生成因果涌现的能力;其次,评估在特定宏观特征下因果涌现的发生。
关于系统展示因果涌现的能力,该定义建立了因果涌现与不同时间点变量之间协同关系之间的联系。因此,如果且仅当系统Xt被表示为具有因果涌现特征的能力时:
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在PID框架中,基于协同信息的概念,Rosas引入了使用 <math> \Phi ID </math> 框架的因果涌现的定量定义,以应对确定适当粗粒化策略的挑战。该定义包括两个方面:首先,确定系统是否具有生成因果涌现的能力;其次,评估在特定宏观特征下因果涌现的发生。
关于系统展示因果涌现的能力,该定义建立了因果涌现与不同时间点变量之间协同关系之间的联系。因此,如果且仅当系统<math>X_t</math> 被表示为具有因果涌现特征的能力时:
 
<math> Syn(X_{t}; X_{t+1}) > 0 </math>.  
 
<math> Syn(X_{t}; X_{t+1}) > 0 </math>.  
    
在这种背景下,因果涌现被理解为在马尔可夫动力系统中,先前时刻和后续时刻变量之间的协同效应。然后,Rosas在<math> \Phi ID </math>框架中进一步将因果涌现分为两个部分,向下因果性和因果解耦,这是基于信息原子的不同特征。通过使用<math> \Phi ID </math>分解互信息<math> I(X_{t}; X_{t+1}) </math>得到的十六个信息原子中,有四个信息原子对应于协同效应,这被视为因果涌现的组成。这些原子表示为,其中<math>\alpha \in  A = \{\{\{1\}\{2\}\}, \{1\}, \{2\}, \{12\}\} </math>。
 
在这种背景下,因果涌现被理解为在马尔可夫动力系统中,先前时刻和后续时刻变量之间的协同效应。然后,Rosas在<math> \Phi ID </math>框架中进一步将因果涌现分为两个部分,向下因果性和因果解耦,这是基于信息原子的不同特征。通过使用<math> \Phi ID </math>分解互信息<math> I(X_{t}; X_{t+1}) </math>得到的十六个信息原子中,有四个信息原子对应于协同效应,这被视为因果涌现的组成。这些原子表示为,其中<math>\alpha \in  A = \{\{\{1\}\{2\}\}, \{1\}, \{2\}, \{12\}\} </math>。
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此外,Rosas还提供了一种量化特定宏观变量(即粗粒化策略)因果涌现的方法。如果一个系统具有产生因果涌现的能力,那么它可能会有一些表现出因果涌现的宏观特征。如果一个特征变量V在系统在时间t的完整状态X已知且精确度完美的情况下,对于时间t+1的未来状态没有提供任何预测能力,那么这个特征变量V被认为是依赖于底层系统的。这等同于<math>V_t</math> 在给定<math>X_{t}</math>的情况下与<math>X_{t+1}</math> 统计独立。然后,对于由Xt描述的系统,如果一个依赖特征Vt表现出因果作用,当且仅当:
<math> \text{Un}(V_{t}; X_{t+1} \mid X_{t}) > 0 </math>。
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此外,Rosas还提供了一种量化特定宏观变量(即粗粒化策略)因果涌现的方法。如果一个系统具有产生因果涌现的能力,那么它可能会有一些表现出因果涌现的宏观特征。如果一个特征变量<math>V</math> 在系统在时间t的完整状态<math>X</math> 已知且精确度完美的情况下,对于时间t+1的未来状态没有提供任何预测能力,那么这个特征变量V被认为是依赖于底层系统的。这等同于<math>V_t</math> 在给定<math>X_{t}</math>的情况下与<math>X_{t+1}</math> 统计独立。然后,对于由<math>X_t</math> 描述的系统,如果一个依赖特征Vt表现出因果作用,当且仅当:
<math> \text{Un}(V_{t}; X_{t+1} \mid X_{t}) > 0 </math>。
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对于这个定义,系统的因果涌现能力是必需的,其中 <math> \text{Syn}(X_{t}; X_{t+1}) > 0 </math> ,因为对于任何超涌现特征 <math>V_t</math> ,都有 <math> \text{Un}(V_{t}; X_{t+1} \mid X_{t}) \leq \text{Syn}(X_{t}; X_{t+1}) </math>成立。对应于系统能力的分类,当 <math> \text{Un}(V_{t}; X_{t+1} \mid X_{t}) > 0 </math>或者 <math> \text{Un}(V_{t}; X_{t}^{2} + 1 \mid X_{t}) > 0 </math>时,特征变量 V 存在向下的因果作用。
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对于这个定义,系统的因果涌现能力是必需的,其中 <math> \text{Syn}(X_{t}; X_{t+1}) > 0 </math> ,因为对于任何超涌现特征 <math>V_t</math> ,都有 <math> \text{Un}(V_{t}; X_{t+1} \mid X_{t}) \leq \text{Syn}(X_{t}; X_{t+1}) </math>成立。对应于系统能力的分类,当 <math> \text{Un}(V_{t}; X_{t+1} \mid X_{t}) > 0 </math>或者 <math> \text{Un}(V_{t}; X_{t}^{2} + 1 \mid X_{t}) > 0 </math>时,特征变量 <math>V</math>  存在向下的因果作用。
    
当 <math> \text{Un}(V_{t}; V_{t+1} \mid X_{t}, X_{t+1}) > 0 </math> 时,存在因果解耦,这也取决于系统的容量。此外,如果 <math> \text{Un}(V_{t}; X_{t}^{\alpha} + 1 \mid X_{t}) = 0 </math>且 ,则称<math>V_t</math> 具有纯粹的因果解耦。如果所有涌现特征都表现出纯粹的因果解耦,则称系统是完全解耦的。
 
当 <math> \text{Un}(V_{t}; V_{t+1} \mid X_{t}, X_{t+1}) > 0 </math> 时,存在因果解耦,这也取决于系统的容量。此外,如果 <math> \text{Un}(V_{t}; X_{t}^{\alpha} + 1 \mid X_{t}) = 0 </math>且 ,则称<math>V_t</math> 具有纯粹的因果解耦。如果所有涌现特征都表现出纯粹的因果解耦,则称系统是完全解耦的。
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