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=== 因果涌现定义 ===

=== 系统的因果涌现定义 ===

在研究因果涌现（Causal Emergence）的框架下，我们考虑一个多变量动力系统，其中系统的状态随时间演化，并可以从微观层级（microscopic level）和宏观层级（macroscopic level）进行观察和建模。基于部分信息分解（PID）框架，作者提出了系统在指定宏观变量和未指定宏观变量情况下分别定义因果涌现的方法：

在研究因果涌现（Causal Emergence）的框架下，我们考虑一个多变量动力系统，其中系统的状态随时间演化，并可以从微观层级（microscopic level）和宏观层级（macroscopic level）进行观察和建模。基于部分信息分解（PID）框架，作者提出了系统在未指定宏观变量情况下分别定义因果涌现的方法：

基于系统当前时刻的微观态 <math>X_t</math> 和下一时刻的微观态 <math>X_{t+1}</math> 之间的协同信息 <math>Syn^{(k)}(X_t^1,...,X_t^n;X_{t+1})>0</math>，若该协同信息大于零，则先前时刻与后续时刻变量之间存在不可约的协同效应（irreducible synergy），即系统发生因果涌现。此处默认<math>k=1</math>时的定义代表系统内所有子集所产生协同效应的总和，而非仅包括了所有变量的协同效应，后者只是前者的一部分。

在未指定系统的宏观随附特征时，基于系统当前时刻的微观态 <math>X_t</math> 和下一时刻的微观态 <math>X_{t+1}</math> 之间的协同信息 <math>Syn^{(k)}(X_t^1,...,X_t^n;X_{t+1})>0</math>，若该协同信息大于零，则先前时刻与后续时刻变量之间存在不可约的协同效应（irreducible synergy），即系统发生因果涌现。此处默认<math>k=1</math>时的定义代表系统内所有子集所产生协同效应的总和，而非仅包括了所有变量的协同效应，后者只是前者的一部分。

==== 特定宏观特征的因果涌现 ====  

 

=== 特定宏观特征的因果涌现 ===  

在指定系统的宏观随附特征 <math>V_t</math> 时，当特有信息满足 <math>Un^{(k)}(V_t;X_{t+1}| X_t)>0</math>，即当前时刻的宏观态 <math>V_t</math> 能超过当前时刻的微观态 <math>X_t</math> 给下一时刻的整体系统 <math>X_{t+1}</math> 提供更多信息，则系统存在因果涌现。此处的 <math>k</math>表示排除掉系统内每<math>k</math>个变量所构成的变量组内部所产生的该效应（类似于在微观和宏观间加入针对所有大小为<math>k</math>的子集的粗粝化中间层，然后仅关注从该中间层出发到宏观层间的效应）。为了便于理解，在本词条的后续介绍中默认<math>k=1</math>并不再标注，既不存在中间层的情况。

在指定系统的宏观随附特征 <math>V_t</math> 时，当特有信息满足 <math>Un^{(k)}(V_t;X_{t+1}| X_t)>0</math>，即当前时刻的宏观态 <math>V_t</math> 能超过当前时刻的微观态 <math>X_t</math> 给下一时刻的整体系统 <math>X_{t+1}</math> 提供更多信息，则系统存在因果涌现。此处的 <math>k</math>表示排除掉系统内每<math>k</math>个变量所构成的变量组内部所产生的该效应（类似于在微观和宏观间加入针对所有大小为<math>k</math>的子集的粗粝化中间层，然后仅关注从该中间层出发到宏观层间的效应）。为了便于理解，在本词条的后续介绍中默认<math>k=1</math>并不再标注，既不存在中间层的情况。