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符号序列熵的非广延方法

chao-dyn 2015-06-24 v2 混沌动力学

摘要

具有长程相关性的符号序列预期会导致熵增缓慢回归到稳态。然而,我们证明,在这种情况下,只要采用具有熵指数 q 的 Tsallis 广延熵,也可以获得向恒定熵增率的快速转变,从而产生一种新的熵形式,我们将其称为 Kolmogorov-Sinai-Tsallis (KST) 熵。我们假设相同的符号,1 或 -1,在长度为 l 的字符串中重复出现,其概率分布 p(l) 与 1/(l^mu) 成正比。KST 熵的数值评估表明,在 mu = 2 时,可能会发生一种突变。对于 mu 在 1<mu<2 范围内的值,熵指数 q 预计会消失,这是因为在这种情况下平均长度 <l> 发散,从而打破了确定性与随机性之间的平衡,有利于确定性。在 mu > 2 的区域,熵指数 q 似乎通过幂律表达式 q = (mu-2)^(alpha) 依赖于 mu,其中 alpha 约等于 0.13(当 mu > 3 时 q = 1)。有人认为,这种类似相变的性质标志着在 mu = 2 处热力学状态的开始。

引用

@article{arxiv.chao-dyn/9902006,
  title  = {A non extensive approach to the entropy of symbolic sequences},
  author = {Marco Buiatti and Paolo Grigolini and Luigi Palatella},
  journal= {arXiv preprint arXiv:chao-dyn/9902006},
  year   = {2015}
}

备注

7 pages, revtex, 3 ps figures, to be published in Physica A, minor content changes (mostly in the conclusions) added to the previous version