活性物质的不可逆性与偏置系综：来自随机热力学的见解

活性系统因其微观组分持续耗散能量而规避了平衡热力学的规则。这一能流源于环境中燃料向持续个体运动的转化。它可引发无平衡对应物的集体效应，例如纯排斥粒子的相分离，或对齐粒子的集体运动（群集）。其中部分效应可通过平衡工具来概括非平衡转变加以理解。一个重要挑战在于系统界定这些活性转变在何种程度上真正区别于平衡类比。我们综述了近期运用随机热力学工具为活性系统辨识一种包含粗粒化或信息熵产生的不可逆性度量的工作。我们描述了该度量如何关联底层能量耗散或热力学熵产生，以及它如何受集体行为影响。随后，我们综述了构建非平衡热力学系综的可能性，其中轨迹被偏置至非平衡观测量的非典型值。我们表明，这是发现活性物质系统中意外相变的通用途径，亦可为其设计提供指导。