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| | + | === 香农熵率 === |
| | + | 上文中提到的随机性可以用香农熵率(Shannon Entropy Rate)来度量,香农熵率是信息论中的一个概念,它是[[熵|香农熵]]的扩展,主要用于描述时间序列(如[[随机过程]])的平均信息量。香农熵率是信息不确定性程度的归一化指标,信息的不确定性越高,香农熵率越大。如果环境信息生成的离散符号序列记作[math]\displaystyle{ s^L }[/math] ,[math]\displaystyle{ L }[/math]为序列的长度,香农熵率记作[math]\displaystyle{ h_μ }[/math],它与柯式复杂度[math]\displaystyle{ K(x) }[/math]的关系为: |
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| | + | <math> |
| | + | \frac{K\left(s^{L}\right)}{L}\underset{L\to\infty}{\operatorname*{\operatorname*{\operatorname*{\rightarrow}}}}h_{\mu} , |
| | + | </math> |
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| | + | 在这里,香农熵率就可以定义为: |
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| | + | <math> |
| | + | h_\mu=\lim_{L\to\infty}\frac{H(\Pr(s^L))}L |
| | + | </math> |
| | + | 其中<math> \Pr(s^L)</math>是[math]\displaystyle{ s^L }[/math]的边际分布,[math]\displaystyle{ H }[/math]是香农熵,也就是[[自信息]]的平均值,在建模框架中,[math]\displaystyle{ h_μ }[/math]可以解释为智能体在预测序列[math]\displaystyle{ s^L }[/math]的后续符号时的误差率。 |
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| | + | 上文中我们介绍了柯式复杂度、统计复杂度和香农熵率这三个与复杂性相关的指标,其实这三者之间存在一个近似关系,可以用公式表示为: |
| | + | |
| | + | [math]\displaystyle{ K(s^L )≈C_μ (s^L )+h_μ L }[/math] |
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| | + | 如果在已确定描述语言(程序)的情况下,柯式复杂度[math]\displaystyle{ K(s^L ) }[/math]可以理解为描述[math]\displaystyle{ s^L }[/math]所用的总信息量。[math]\displaystyle{ h_μ L }[/math]为允许损失的信息量。统计复杂度[math]\displaystyle{ C_μ (s^L ) }[/math]可以理解为允许存在误差率[math]\displaystyle{ h_μ }[/math]的情况下,描述[math]\displaystyle{ s^L }[/math]所用的最少信息量。 |
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| | + | ==模型的重构== |
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| | === 因果态的主要性质 === | | === 因果态的主要性质 === |
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| | Simplicity,Journal of Statistical Physics,104(3/4).817-879.</ref>,里面有因果态更多的性质和对应的形式化证明过程。 | | Simplicity,Journal of Statistical Physics,104(3/4).817-879.</ref>,里面有因果态更多的性质和对应的形式化证明过程。 |
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| − | === 香农熵率 ===
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| − | 香农熵率(Shannon Entropy Rate)是信息论中的一个概念,通常用来衡量一个[[信源]]或[[随机过程]]在单位时间内传输的[[信息量]],或者说是该信源的不确定性和复杂性的度量。它是香农熵的扩展,主要用于描述时间序列(如随机过程)的平均信息量。如果待测对象是由信源(例如[[马尔可夫链]])生成的离散符号序列[math]\displaystyle{ s^L }[/math] ,[math]\displaystyle{ L }[/math]为序列的长度,香农熵率为[math]\displaystyle{ h_μ }[/math],它与柯式复杂度[math]\displaystyle{ K(x) }[/math]的关系为:
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| − | <math>
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| − | \frac{K\left(s^{L}\right)}{L}\underset{L\to\infty}{\operatorname*{\operatorname*{\operatorname*{\rightarrow}}}}h_{\mu} ,
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| − | </math>
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| − | 在这里,香农熵率就可以定义为:
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| − | <math>
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| − | h_\mu=\lim_{L\to\infty}\frac{H(\Pr(s^L))}L
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| − | </math>
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| − | 其中<math> \Pr(s^L)</math>是[math]\displaystyle{ s^L }[/math]的边际分布,[math]\displaystyle{ H }[/math]是[[Shannon熵]],也就是[[自信息]]的平均值,在建模框架中,[math]\displaystyle{ h_μ }[/math]是信息不确定性程度的归一化指标,信息的不确定性越高,香农熵率越大,在这里可以解释为智能体在预测序列[math]\displaystyle{ s^L }[/math]的后续符号时的误差率。
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| − | 上文中我们介绍了柯式复杂度、统计复杂度和香农熵率这三个与复杂性相关的指标,其实这三者之间存在一个近似关系,可以用公式表示为:
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| − | [math]\displaystyle{ K(s^L )≈C_μ (s^L )+h_μ L }[/math]
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| − | 如果在已确定描述语言(程序)的情况下,柯式复杂度[math]\displaystyle{ K(s^L ) }[/math]可以理解为描述[math]\displaystyle{ s^L }[/math]所用的总信息量。[math]\displaystyle{ h_μ L }[/math]为允许损失的信息量。统计复杂度[math]\displaystyle{ C_μ (s^L ) }[/math]可以理解为允许存在误差率[math]\displaystyle{ h_μ }[/math]的情况下,描述[math]\displaystyle{ s^L }[/math]所用的最少信息量。
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| − | ==模型的重构==
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| | ===模型重构=== | | ===模型重构=== |