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Jaynes最大熵原理、黎曼度量与广义最小作用量界

统计力学 2017-08-23 v2 数学物理 math.MP

摘要

由Jaynes的通用最大熵(MaxEnt)或最大相对熵(MaxREnt)原理推断出的解集——作为矩约束或其共轭拉格朗日乘子的函数——被赋予黎曼几何描述,该描述基于熵的二阶微分张量或其勒让德变换(负Massieu函数)。该分析提供了一个适用于所有Jaynes系统的广义{\it 最小作用量界},该界给出了沿指定路径、以指定控制参数变化率在推断位置之间进行转换的成本(以通用熵单位计)的下界。因此,该分析将“有限时间热力学”的概念扩展到通用Jaynes领域,在系统的纯静态(平稳)推断位置与这些位置之间的动态转换(作为时间或其他坐标的函数)之间建立了联系。如果路径未指定,该分析给出了转换成本的绝对下界,对应于黎曼超曲面的测地线。该分析应用于:(i) 受平均内能和体积约束的平衡热力学系统,以及 (ii) 受平均热、质量和动量通量及化学反应速率约束的稳态流动系统。第一个例子恢复了平衡位置之间转换的{\it 最小熵成本},这是有限时间热力学中广泛使用的结果。第二个例子引出了一个用于流动系统稳态位置之间转换成本的新的{\it 最小熵产生原理}。

关键词

引用

@article{arxiv.0907.2732,
  title  = {Jaynes' Maximum Entropy Principle, Riemannian Metrics and Generalised Least Action Bound},
  author = {Robert K. Niven and Bjarne Andresen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0907.2732},
  year   = {2017}
}

备注

19 pages; 1 figure; corrected for sign of metric, Jan 2011; ISBN: 978-981-4277-31-0