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基于有效信息的因果涌现理论
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2025年2月28日 (五) 20:03
→空间因果涌现
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'''1.提高确定性实例分析'''
'''1.提高确定性实例分析'''
−
'''微观动力学'''
:系统微观态由四个布尔变量组成
[math]S_m = \{ABCD\}[/math] (图A),其中A和B一组,C和D一组,其中一个组中的每个变量[math]t+1[/math]时刻的状态由另一组两个变量[math]t[/math]时刻的状态决定。机制是一个带噪声的AND门,图A中间表格为详细的对应关系。举例来看,假设[math]t[/math]时刻CD = {00},则[math]t+1[/math]
时刻,A和B每个元素有0
.7的概率为0,0.3的概率为1,AB组水平的状态总共可能有以下四种:{00},{01},{10},{11}
,每种组状态概率由组成元素单独的状态概率相乘得到,所以分别对应为0
.49(0.7x0.7),0.21(0.7x0.3),0.21(0.3x0.7),0.09(0.3x0.3),满足概率之和为1。
+
'''微观动力学'''
:系统由四个布尔变量组成
[math]S_m = \{ABCD\}[/math] (图A),其中A和B一组,C和D一组,其中一个组中的每个变量[math]t+1[/math]时刻的状态由另一组两个变量[math]t[/math]时刻的状态决定。机制是一个带噪声的AND门,图A中间表格为详细的对应关系。举例来看,假设[math]t[/math]时刻CD = {00},则[math]t+1[/math]
时刻,A和B每个变量有0
.7的概率为0,0.3的概率为1,AB组水平的状态总共可能有以下四种:{00},{01},{10},{11}
,每种组状态概率由组成变量单独的状态概率相乘得到,所以分别对应为0
.49(0.7x0.7),0.21(0.7x0.3),0.21(0.3x0.7),0.09(0.3x0.3),满足概率之和为1。
−
考虑到每个元素都有两个可能状态,则系统总共有
[math]2^4=16[/math]
个可能的状态。接着上面的例子,假设
[math]t[/math]时刻CD = {cd},而且AB = {ab}(这里a,b,c,
d指代元素状态,可取0或1),可以按照上述机制分别计算
[math]t+1[/math]时刻AB和CD的状态分布{a'b'}和{c'd'},又因为AB和CD的状态在同一时刻是互相独立的,那么系统[math]t+1[/math]时刻状态取{a'b'c'd'}
的概率等于两组元素分别
{a'b'}和{c'd'}的概率相乘,也就可以得到状态转移之间的关系。避免先验信息和其他因果关系的影响,我们将[math]t[/math]
时刻系统以等概率设置为所有可能的微观状态,即每种状态概率都为1
/
16,可以根据上述计算方式得到状态之间的概率转移矩阵
16 × 16 [math]S_m[/math]。再根据EI的公式可以计算得到有效信息[math]EI(S_m) = Det(S_m) - Deg(S_m) = 1.35 - 0.20 =1.15 \text{ bits}[/math],[math]Eff(S_m) = EI(S_m)/ \log N = 1.15/4 = 0.29[/math]。
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考虑到每个变量都有两个可能状态,则总共有
[math]2^4=16[/math]
个微观态。接着上面的例子,假设
[math]t[/math]时刻CD = {cd},而且AB = {ab}(这里a,b,c,
d指代变量状态,可取0或1),可以按照上述机制分别计算
[math]t+1[/math]时刻AB和CD的状态分布{a'b'}和{c'd'},又因为AB和CD的状态在同一时刻是互相独立的,那么系统[math]t+1[/math]时刻状态取{a'b'c'd'}
的概率等于两组变量分别
{a'b'}和{c'd'}的概率相乘,也就可以得到状态转移之间的关系。避免先验信息和其他因果关系的影响,我们将[math]t[/math]
时刻系统以等概率设置为所有可能的微观态,即每种处于微观态的概率都为1
/
16,可以根据上述计算方式得到微观态的概率转移矩阵
16 × 16 [math]S_m[/math]。再根据EI的公式可以计算得到有效信息[math]EI(S_m) = Det(S_m) - Deg(S_m) = 1.35 - 0.20 = 1.15 \text{ bits}[/math],[math]Eff(S_m) = EI(S_m)/ \log N = 1.15/4 = 0.29[/math]。
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=== 时间因果涌现 ===
=== 时间因果涌现 ===
相信未来
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