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排序的数学理论

信息检索 2026-04-14 v1

摘要

排序系统从标量分数生成有序列表,但排序本身仅依赖于两两比较。我们发展了一种数学理论,严重对待这一观察,将分析中心放在两两边际上,而非绝对分数。在线性情况下,每个两两边际可精确分解为 factor 水平贡献。我们证明, resulting L_1 local influence share 是唯一与纯 factor 细化一致的预算规则。将 local share 汇总可得到全局影响结构:在 log-absolute-weight 坐标中,这个结构是凸潜在函数的梯度,其 Jacobian 是 competition-graph 拓扑矩阵,而 Influence Exchange --即在 model 状态之间重新分配两两控制--满足零交换刚性定律的有限能量身份。对于非线性评分,两两边际仍然 well-defined,但 factor 水平分解因 cross-factor 相互作用而变得 path-dependent。我们证明了 interaction-curvature 定理:factorwise path attribution 当且仅当相关混合偏导数消失时才为 path-independent,恢复在加法规模下完全 factorwise 唯一性。该框架通过 local 线性化和 Pairwise Integrated Gradients 扩展。几何弧继续通过 permutation space、score-space hyperplane 穿越、离散 exactness 与 triangle curl、Hodge 类诊断以及 root-space/Weyl-chamber 几何——组织为同一两两-first 分析进展的 successive interpretive closures。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.09733,
  title  = {A Mathematical Theory of Ranking},
  author = {Yin Cheng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.09733},
  year   = {2026}
}