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== 相似性 ==
 
== 相似性 ==
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'''定理3:'''对于任意 TPM P 和 <math>
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\alpha\in(0,2)
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</math>,<math>
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\Gamma_{\alpha}
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</math>的对数和EI都有相同的最小值0和一个共同的极小值点(当<math>
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P=\frac{1}{N} I_{N\times{N}}
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</math>时取到),其中<math>I</math>是全1矩阵。它们还有相同的最大值<math>\log{N}</math>,最大值点对应于P是一个置换矩阵。
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因此当P是可逆的(置换矩阵)时,<math>
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\log{\Gamma_{\alpha}}
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</math>和EI可以达到最大值<math>
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\log{N}
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</math>。当<math>
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P_{i}=\frac{I}{N},\forall{i}\in[1,N]
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</math>,它们也可以达到最小值0。然而,我们可以证明<math>
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\frac{I}{N}
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</math>并不是EI的唯一最小点,对于任何满足<math>P_{i}=P_{j},\forall{i}\in{[1,N]}</math>的TPM都能使EI=0。其次EI的上限和下限都是<math>\log{\Gamma_{\alpha}}</math>的线性项。
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'''定理4:'''对于任何TPM P,其有效信息EI的上限为<math>\frac{2}{\alpha}\log{\Gamma_{\alpha}}</math>,下限为<math>
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\log{\Gamma_{\alpha}}-\log{N}</math>.
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因此,有如下不等式:
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<blockquote>
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<math>
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\begin{aligned}
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\log{\Gamma_{\alpha}}-\log{N}\le{EI}\le\frac{2}{\alpha}\log{\Gamma_{\alpha}}
 +
\end{aligned}
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</math></blockquote>
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实际上,EI有一个更严格的上限,<math>EI\le\log{\Gamma_{\alpha}}</math>,这个上限是由数值实验的结果确定的。我们发现在许多例子中,EI和<math>\log\Gamma_{\alpha}</math>具有近似线性关系,因此,基于可逆性的因果涌现理论主张:
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<blockquote>
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<math>\begin{aligned}
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EI\sim\log\Gamma_{\alpha}.
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\end{aligned}
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</math>
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</blockquote>
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根据前文,EI的上界和下界分别是<math>\log{\Gamma_{\alpha}}
 
根据前文,EI的上界和下界分别是<math>\log{\Gamma_{\alpha}}
 
</math>的线性项。由此还可以推测两者具有近似关系:<math>
 
</math>的线性项。由此还可以推测两者具有近似关系:<math>
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