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====斑图重构机器与NIS+(神经信息压缩机)的对比====
 
====斑图重构机器与NIS+(神经信息压缩机)的对比====
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计算力学中的斑图重构机器(ϵ-machine)和识别因果涌现的[[NIS+|NIS+]]都可以理解为是智能体观察外部世界的内部模型。斑图重构机器通过机器重构得到理想的划分和因果态的过程,与NIS+通过最大化宏观动力学的[[有效信息]](Effective information,EI)得到最佳粗粒化策略与涌现的宏观动力学的过程是类似的。可以说,NIS+就是一个斑图重构机器(ϵ-machine)。
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计算力学中的斑图重构机器(ϵ-machine)和识别因果涌现的[[NIS+|NIS+]]都可以理解为是智能体观察外部世界的内部模型。斑图重构机器通过机器重构得到理想的划分和因果态的过程,与NIS+通过最大化宏观动力学的[[有效信息]](Effective information,EI)得到最佳粗粒化策略与涌现的宏观动力学的过程是类似的。可以说,NIS+就是一个通过人工智能技术实现的斑图重构机器(ϵ-machine)。
    
我们在构建模型时,一方面希望它足够简洁(因果态具有最小随机性,NIS+中最大化宏观的EI),另一方面则希望宏观模型仍保留微观态变化的重要信息,有能力预测未来的微观态。计算力学中,因果态的定义保证了它对微观态具有最大预测性,而香农熵率便可以衡量该预测误差的大小。前文中,统计复杂度关于熵率的曲线变化图说明,涌现发生在随机性程度中等的情形下。而在NIS+的框架中,我们用机器的重构预测误差来约束模型,要求其在保证对微观预测尽可能准确(误差低于一定阈值)的前提下,最大化宏观的EI。此时,我们也可以计算宏微观的EI以及它们的差值来判断是否发生因果涌现。如下图所示,因果涌现也发生在观测噪音处于中等强度时。
 
我们在构建模型时,一方面希望它足够简洁(因果态具有最小随机性,NIS+中最大化宏观的EI),另一方面则希望宏观模型仍保留微观态变化的重要信息,有能力预测未来的微观态。计算力学中,因果态的定义保证了它对微观态具有最大预测性,而香农熵率便可以衡量该预测误差的大小。前文中,统计复杂度关于熵率的曲线变化图说明,涌现发生在随机性程度中等的情形下。而在NIS+的框架中,我们用机器的重构预测误差来约束模型,要求其在保证对微观预测尽可能准确(误差低于一定阈值)的前提下,最大化宏观的EI。此时,我们也可以计算宏微观的EI以及它们的差值来判断是否发生因果涌现。如下图所示,因果涌现也发生在观测噪音处于中等强度时。
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[[文件:复杂随机关系.png|居中|800x800像素|替代=|无框]]
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[[文件:计算力学 nis+.png|居中|800x800像素|替代=|无框]]
    
上图中,左图是前文中出现过的示意图。它描述了统计复杂度与数据随机性之间的关系,其中当随机性处于中等强度时出现峰值。右图来自NIS+应用在SIR(病毒感染动力学)为模型的生成数据上的实验。其中横轴<math>\sigma </math>为该数据中观测噪音的强度,纵轴为因果涌现强度<math>\Delta\mathcal{J} </math>以及[[Rosas的因果涌现度量]]<math>\Psi </math>指标。详情可参考词条[[NIS+|NIS+]]。
 
上图中,左图是前文中出现过的示意图。它描述了统计复杂度与数据随机性之间的关系,其中当随机性处于中等强度时出现峰值。右图来自NIS+应用在SIR(病毒感染动力学)为模型的生成数据上的实验。其中横轴<math>\sigma </math>为该数据中观测噪音的强度,纵轴为因果涌现强度<math>\Delta\mathcal{J} </math>以及[[Rosas的因果涌现度量]]<math>\Psi </math>指标。详情可参考词条[[NIS+|NIS+]]。
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