更改

跳到导航 跳到搜索
添加782字节 、 2024年7月7日 (星期日)
补充“历史”一节正文
第1行: 第1行:  
=历史=
 
=历史=
  −
==数学框架:最大化EI==
      
==Normalizing Flow(标准化流)技术==
 
==Normalizing Flow(标准化流)技术==
第10行: 第8行:     
需要说明的是,因为分布间是可以相互变换的,因此对基础分布没有特定的限制,不失一般性的,可以使用标准分布(单高斯)分布作为基础分布。另外,在本文中,我们回避使用先验分布(prior distribution)来称呼这个基础分布,是因为这里的变量<math>\mathbf{z}</math>和其他场合下的隐变量不同,在标准化流模型中,一旦<math>\mathbf{x}</math>确定了,<math>\mathbf{z}</math>也随之确定下来,不存在随机性,也没有后验概率这一说法,所以不能称其为隐变量。
 
需要说明的是,因为分布间是可以相互变换的,因此对基础分布没有特定的限制,不失一般性的,可以使用标准分布(单高斯)分布作为基础分布。另外,在本文中,我们回避使用先验分布(prior distribution)来称呼这个基础分布,是因为这里的变量<math>\mathbf{z}</math>和其他场合下的隐变量不同,在标准化流模型中,一旦<math>\mathbf{x}</math>确定了,<math>\mathbf{z}</math>也随之确定下来,不存在随机性,也没有后验概率这一说法,所以不能称其为隐变量。
 +
 +
正则化流模型(Normalizing Flow)和NIS在某些方面具有相似性。它们都致力于使用可逆神经网络(INN)通过将复杂的微观状态<math>s</math>映射到更简单的宏观状态<math>S</math>,即粗粒化过程。在这种粗粒化之后,二者都试图最大化由此产生的有效信息量<math>L(s,S)</math>,从而提取出系统中重要的宏观动态特征。这种方法可以帮助理解复杂系统中的涌现现象和因果关系,在数据建模和分析中有较大应用潜力。
 +
 +
==数学框架:最大化EI==
 +
信道具有一定的容量,即将输入以最具信息性和可靠性转换为输出的能力。通过信道传输的信息速率对输入概率分布<math>p(X)</math>的变化非常敏感。通道的容量(<math>C</math>)由最大化互信息的输入集合定义,即信道可靠传输信息的最大速率:
 +
 +
<math>C = max _{p(X)} I(X;\mathcal{Y})</math>
 +
 +
因果涌现理论揭示了系统的类似因果容量。因果容量(CC)是系统以最具信息性和高效性的方式将干预转化为效应的能力:
 +
 +
<math>CC = max _{I_D}(I_D;E_D).</math>
 +
 +
正如改变通道的输入概率分布p(X)可以增加I(X;Y),改变干预分布l可以增加I_D。宏观干预的使用转换或扭曲了I_D,导致因果涌现。相应地,具有EI最大化的宏观因果模型(及其相关的I_D和E_D)最充分地利用了系统的因果容量。还需注意的是,尽管从某个特定宏观尺度的视角来看,I_D仍处于H的最大化状态,即每个do(s_m)具有相同的概率(而E_D是宏观效应的集合)。
 +
 +
NIS框架解决的数学问题正是如何最大化这一过程中的有效信息。
    
=简介=
 
=简介=
第25行: 第38行:  
这一架构的另一优点是,其解码器可由编码器逆转得到,且可以自上而下地从编码器配合随机采样的数据生成微观态细节,属于生成模型的一种。
 
这一架构的另一优点是,其解码器可由编码器逆转得到,且可以自上而下地从编码器配合随机采样的数据生成微观态细节,属于生成模型的一种。
   −
==问题与展望:NIS+==
+
=问题描述 =
NIS的主要问题在于,首先其并没有直接地最大化EI,而是训练了微观上的预测误差,即NIS框架没有完全解决其提出的问题;第二是NIS难以应用于大规模的系统,在实验中仅应用于弹簧振子及布尔网络的例子,目前没有拓展到大规模复杂网络上的应用。
  −
 
  −
为解决这些问题,从NIS框架出发提出NIS+框架。在NIS的基础上,NIS+框架添加了反向动力学、由此产生一个新的损失函数,并对两个损失函数进行加权。其中,新的损失函数产生于神经网框架中添加的部分:通过对<math>t+1</math>时刻再次编码,在宏观上来训练一个反向动力学来去预测<math>t</math>时刻的一个<math>\hat{y}(t)</math>。将新的损失函数与NIS框架中原有的损失函数加权,可以直接最大化EI。
  −
 
  −
=问题描述=
      
==背景知识==
 
==背景知识==
68

个编辑

导航菜单