更改

跳到导航 跳到搜索
添加1,563字节 、 2026年5月1日 (星期五)
第407行: 第407行:     
根据成块性的定义,当<math>\Phi_{ik} = 1</math>,即状态<math>i</math>属于第<math>k</math>组时,状态<math>i</math>转移到第<math>j</math>组的概率<math>=\sum_m (P_{im} \Phi_{mj})=P'_{kj}</math>,所以<math>\Phi P' = P \Phi</math>,交换律成立。
 
根据成块性的定义,当<math>\Phi_{ik} = 1</math>,即状态<math>i</math>属于第<math>k</math>组时,状态<math>i</math>转移到第<math>j</math>组的概率<math>=\sum_m (P_{im} \Phi_{mj})=P'_{kj}</math>,所以<math>\Phi P' = P \Phi</math>,交换律成立。
 +
 +
 +
 +
反过来,如果粗粒化和动力学演化满足可交换性,即存在某个宏观转移矩阵 <math>P'</math>,使得
 +
<math>
 +
P\Phi=\Phi P'
 +
</math>
 +
那么也可以推出该划分满足成块性。
 +
 +
设状态 <math>i</math> 和状态 <math>i'</math> 属于同一个宏观块 <math>A_k</math>,也就是 <math>\Phi_{ik}=\Phi_{i'k}=1</math>。由于 <math>\Phi P'</math> 的作用是把宏观转移矩阵 <math>P'</math> 的第 <math>k</math> 行复制到所有属于 <math>A_k</math> 的微观状态行上,因此对于任意宏观块 <math>A_j</math>,都有
 +
<math>
 +
(\Phi P')_{ij} = P'_{kj}
 +
</math>
 +
以及
 +
<math>
 +
(\Phi P')_{i'j} = P'_{kj}
 +
</math>
 +
所以
 +
<math>
 +
(\Phi P')_{ij}=(\Phi P')_{i'j}
 +
</math>
 +
 +
又因为可交换性假设给出 <math>P\Phi=\Phi P'</math>,于是
 +
<math>
 +
(P\Phi)_{ij}=(P\Phi)_{i'j}
 +
</math>
 +
 +
而 <math>(P\Phi)_{ij}</math> 的含义是状态 <math>i</math> 转移到宏观块 <math>A_j</math> 的总概率:
 +
<math>
 +
(P\Phi)_{ij}=\sum_{m}P_{im}\Phi_{mj}=\sum_{s_m\in A_j}P_{im}
 +
</math>
 +
因此,对任意同属 <math>A_k</math> 的微观状态 <math>i,i'</math>,以及任意宏观块 <math>A_j</math>,都有
 +
<math>
 +
\sum_{s_m\in A_j}P_{im}
 +
=
 +
\sum_{s_m\in A_j}P_{i'm}
 +
</math>
 +
这正是成块性的充分必要条件。
 +
 +
因此,在强成块/ordinary lumpability 的意义下,成块性与“存在宏观转移矩阵 <math>P'</math> 使得 <math>P\Phi=\Phi P'</math>”是等价的。也就是说,成块性不是可交换性的一个附加性质,而是马尔科夫链中实现精确可交换粗粒化的具体结构条件。
    
===一致性===
 
===一致性===
812

个编辑

导航菜单