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==== 时间因果涌现 ====
 
==== 时间因果涌现 ====
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对时间进行粗粒化映射也会有涌现现象发生,具体形式为:将微观时间步([math]t_x[/math]) 粗粒化为宏观时间步([math]T_x[/math])。下面对一个时间因果涌现实例进行分析:
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如果我们将接续多个时刻的状态合并到一起形成一个联合状态,将([math]t_x[/math]) 个微观时间步粗粒化为([math]T_x[/math])个宏观时间步,从而得到衍生的多个时间步合并的新的[[高阶马尔科夫动力学]],则我们可以定义对时间进行粗粒化映射而导致的涌现现象。
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'''微观动力学''':系统有A和B两个变量,每个变量[math]t[/math]和[math]t+1[/math]的状态由另一变量[math]t-2[/math]和[math]t-1[/math]时刻的状态决定,即遵循二阶马尔可夫机制(图A)。具体的状态决定机制如图C所示,当B前两时刻([math]t-2[/math],[math]t-1[/math])状态为{11}时,A当前和后一时刻([math]t[/math],[math]t+1[/math])状态可确定为{11};当B前两时刻状态为其余三种情况{00,01,10},A当前和后一时刻状态会以等概率出现这三种情况中的一种。基于一个微观时间步分析,得到 [[math]EI(S_m) = 0.16 \text{ bits}[/math];[math]Eff(S_m) = 0.03[/math]],因果相互作用较弱,因为忽略了系统二阶性质。进行两个微观时间步的计算分析,可以得到 [math]EI(S_m) = 1.38 \text{ bits}[/math],[math]Eff(S_m) = 0.34[/math]。
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下面对一个时间因果涌现实例进行分析:
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[[文件:Temporal-A.png|无框|居左|600x400像素]]
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'''微观动力学''':系统有A和B两个变量,每个变量[math]t[/math]和[math]t+1[/math]的状态由另一变量[math]t-2[/math]和[math]t-1[/math]时刻的状态决定,即遵循二阶马尔可夫机制(图A)。具体的状态决定机制如图C所示,当B前两时刻([math]t-2[/math],[math]t-1[/math])状态为{11}时,A当前和后一时刻([math]t[/math],[math]t+1[/math])状态可确定为{11};当B前两时刻状态为其余三种情况{00,01,10},A当前和后一时刻状态会以等概率出现这三种情况中的一种。基于一个微观时间步分析,得到 [[math]EI(S_m) = 0.16 \text{ bits}[/math];[math]Eff(S_m) = 0.03[/math]],因果相互作用较弱,因为忽略了系统二阶性质。计算这个二阶马尔科夫链的 [math]EI(S_m) = 1.38 \text{ bits}[/math],[math]Eff(S_m) = 0.34[/math]。
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[[文件:Temporal-A.png|无框|居左|900x600像素]]
    
'''粗粒化映射''':根据二阶马尔科夫性质,将微观态的时间步分组为宏观状态[math]α = {A_t, A_{t+1}}[/math]和[math]β = {B_t, B_{t+1}}[/math](图D);同空间因果涌现实例,图C概率转移矩阵中状态间明显的界限,可以将{[00,01,10],[11]}分别映射为{"off","on"}两个宏观状态。
 
'''粗粒化映射''':根据二阶马尔科夫性质,将微观态的时间步分组为宏观状态[math]α = {A_t, A_{t+1}}[/math]和[math]β = {B_t, B_{t+1}}[/math](图D);同空间因果涌现实例,图C概率转移矩阵中状态间明显的界限,可以将{[00,01,10],[11]}分别映射为{"off","on"}两个宏观状态。
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'''宏观动力学''':时间步粗粒化后得到的宏观机制如图E所示,此时机制为完全确定和非简并的,即宏观时间尺度下 [math]EI(P_M) = 2 \text{ bits}[/math],[math]Eff(P_M) = 1[/math], [math]CE = EI(P_M) - EI(P_m) = 0.62 \text{ bits}[/math],因果涌现发生。
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'''宏观动力学''':对二阶马尔科夫过程进行粗粒化后得到的宏观机制如图E所示,此时机制为完全确定和非简并的,即宏观时间尺度下 [math]EI(P_M) = 2 \text{ bits}[/math],[math]Eff(P_M) = 1[/math], [math]CE = EI(P_M) - EI(P_m) = 0.62 \text{ bits}[/math],因果涌现发生。
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[[文件:Temporal-B.png|无框|居左|600x400像素]]
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[[文件:Temporal-B.png|无框|居左|900x600像素]]
    
==== 时空因果涌现 ====
 
==== 时空因果涌现 ====

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