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因果涌现
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2024年8月31日 (六) 15:54的版本
添加155字节
、
2024年8月31日 (星期六)
→动力学解耦的定量化
第235行:
第235行:
<math>T_t(X \to Y) = I(Y_t : X^-_t | Y^-_t) = H(Y_t | Y^-_t) - H(Y_t | Y^-_t, X^-_t)</math>
<math>T_t(X \to Y) = I(Y_t : X^-_t | Y^-_t) = H(Y_t | Y^-_t) - H(Y_t | Y^-_t, X^-_t)</math>
−
其中,<math>Y_t</math>表示<math>t</math>时刻的宏观变量,<math>X^-_t</math>和<math>Y^-_t</math>分别表示<math>t</math>
时刻之前的微观和宏观变量。当且仅当时间
<math>t</math>从<math>X</math>到<math>Y</math>的转移熵 <math>T_t(X \to Y)=0</math>时,<math>Y</math>相对于<math>X</math>动力学解耦
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其中,<math>Y_t</math>表示<math>t</math>时刻的宏观变量,<math>X^-_t</math>和<math>Y^-_t</math>分别表示<math>t</math>
时刻之前的微观和宏观变量。[math]I[/math]为互信息,[math]H[/math]为Shannon熵。当且仅当时间
<math>t</math>从<math>X</math>到<math>Y</math>的转移熵 <math>T_t(X \to Y)=0</math>时,<math>Y</math>相对于<math>X</math>动力学解耦
−
动力学解耦的概念广泛适用于多种复杂动态系统,包括神经系统、经济过程和进化过程。通过粗粒化方法,可以将高维微观系统简化为低维宏观系统,从而揭示出复杂系统中的突现结构。
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动力学解耦的概念可以被广泛适用于多种复杂动态系统,包括神经系统、经济过程和进化过程。通过粗粒化方法,可以将高维微观系统简化为低维宏观系统,从而揭示出复杂系统中的涌现结构。
−
文中,作者在[[线性系统]]中进行了实验验证,实验流程是:1)使用线性系统生成参数与规律;2)设定粗粒化函数;3)
得到转移熵的表达式;4)优化求解最大脱耦合率的粗粒化方法(对应最小转移熵)。这里的优化算法可以使用转移熵作为优化目标,然后使用
[[梯度下降算法]]
来求解符合的粗粒化函数,也可以使用
[[遗传算法]]来优化。
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文中,作者在[[线性系统]]中进行了实验验证,实验流程是:1)使用线性系统生成参数与规律;2)设定粗粒化函数;3)
得到转移熵的表达式;4)优化求解最大去耦合的粗粒化方法(对应最小转移熵)。这里的优化算法可以使用转移熵作为优化目标,然后使用
[[梯度下降算法]]
来求解粗粒化函数,也可以使用
[[遗传算法]]来优化。
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下图展示了一个线性动力系统的例子,其动力学是一个向量自回归的模型,实验结果如下所示,图a是使用遗传算法不同的初始化迭代的结果,纵轴表示动力学解耦的程度,随着迭代的增加,动力学解耦程度也逐渐增加,图b表示不同的粗粒化尺度会影响优化到
[[动力学解耦]]的程度,结果发现只有scale=2和6时可能达到动力学解耦,因此尺度的选择也很重要。
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=====实例=====
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下图展示了一个线性动力系统的例子,其动力学是一个向量自回归的模型,实验结果如下所示,图a是使用遗传算法对不同的初始条件进行迭代进化的结果,纵轴表示动力学解耦的程度,横坐标代表迭代步数。从图中,我们可以看出:随着迭代的增加,动力学解耦程度也逐渐增加,图b表示不同的粗粒化尺度会影响优化到
[[动力学解耦]]的程度,结果发现只有scale=2和6时可能达到动力学解耦,因此尺度的选择也很重要。
[[文件:动力学解耦例子2.png|居左|600x600像素|线性动力学解耦例子]]
[[文件:动力学解耦例子2.png|居左|600x600像素|线性动力学解耦例子]]
Jake
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