信息分解揭示时间不可逆性中隐藏的高阶贡献

时间不可逆性，常被称为时间之箭，是统计力学中的一个基本概念。不可逆性的标记也为刻画生物系统中的信息处理提供了有力表征。然而，当前方法倾向于用单一标量量描述时间不可逆性，而未解开促成不可逆性的潜在动力学。在此，我们提出一个广泛适用的信息论框架来刻画多变量时间序列中的时间之箭，其产生定性上不同类型的不可逆信息动力学。这种多维刻画揭示了先前未报道的高阶不可逆性模式，并建立了近期启发式时间不可逆性标记与信息处理度量之间的形式化联系。我们在脑动力学生物物理模型的过度活跃 regime 中展示了高阶不可逆性的普遍存在，表明我们的框架在理论上合理且在经验上有用。该工作挑战了将时间之箭视为整体实体的观点，增进了我们对不可逆性的理论理解及在实际中探测它的能力。