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→马尔科夫动力系统
=== 马尔科夫动力系统 ===
=== 马尔科夫动力系统 ===
最初，基于有效信息的因果涌现理论是基于离散状态的马尔科夫动力学，即马尔科夫链展开定量化描述的。
马尔科夫链是指一种状态离散、时间离散的平稳随机过程，描述的是一组随机变量[math]X_t[/math]，它在状态空间[math]\mathcal{X}=\{1,2,\cdots,N\}[/math]上取值，其中[math]t[/math]通常表示时间。马尔科夫链动力学一般可以用转移概率矩阵(Transitional Probability Matrix)，简称TPM。该矩阵是一个概率矩阵，其中第[math]i[/math]行，第[math]j[/math]列元素[math]p_{ij}[/math]，表示任意时刻[math]t[/math]，系统在[math]i[/math]状态的条件下，下一时刻转移到[math]j[/math]状态的概率。转移概率矩阵任意时刻[math]t+1[/math]上的状态概率分布，即[math]Pr(X_{t+1})[/math]，可以被上一时刻的状态概率分布，即[math]Pr(X_t)[/math]和[[状态转移矩阵]]所唯一确定
马尔科夫链是指一种状态离散、时间离散的平稳随机过程，描述的是一组随机变量[math]X_t[/math]在状态空间[math]\mathcal{X}=\{1,2,\cdots,N\}[/math]上的取值，其中[math]t[/math]通常表示时间。其动力学一般可以用转移概率矩阵描述(Transitional Probability Matrix)，简称TPM。该矩阵是一个概率矩阵，其中第[math]i[/math]行，第[math]j[/math]列元素[math]p_{ij}[/math]，表示任意时刻[math]t[/math]，系统在[math]i[/math]状态的条件下，下一时刻转移到[math]j[/math]状态的概率。因此，转移概率矩阵每一行均满足归一化条件：
<math>
<math>
\sum_{j=1}^Np_{ij}=1,
</math>
</math>
任意时刻[math]t+1[/math]上的状态概率分布，即[math]Pr(X_{t+1})[/math]，可以被上一时刻的状态概率分布，即[math]Pr(X_t)[/math]和状态转移矩阵唯一确定，即满足：
<math>
<math>
\sum_{j=1}^Np_{ij}=1,
Pr(X_{t+1}=j)=\sum_{i=1}^N p_{ij}\cdot Pr(X_t=i),
</math>
</math>
这里的[math]i,j\in \mathcal{X}[/math]都是[math]\mathcal{X}[/math]中的任意状态，且[math]N=\#(\mathcal{X})[/math]即[math]\mathcal{X}[/math]中的总状态数。
这里的[math]i,j\in \mathcal{X}[/math]都是[math]\mathcal{X}[/math]中的任意状态，且[math]N=\#(\mathcal{X})[/math]即[math]\mathcal{X}[/math]中的总状态数。