开放马尔可夫过程：生物学中非平衡稳态的组合视角
生物物理
2016-11-02 v1 软凝聚态物质
范畴论
摘要
在最近的工作中，Baez、Fong和作者引入了一个框架，将具有细致平衡平衡的马尔可夫过程描述为某类开放系统。这些“开放马尔可夫过程”作为更复杂过程的构建模块。在本文中，我们描述了该框架在将生物系统建模为维持在非平衡状态的开放系统方面的潜在应用。我们表明，此类开放系统中会出现非平衡稳态，即使底层过程的速率允许细致平衡平衡。研究表明，这些非平衡稳态最小化一个我们称之为“耗散”的二次型。在某些情况下，耗散近似等于相对熵的变化率加上一个修正项。另一方面，普里高津的最小熵产生原理对于非平衡稳态通常不成立。我们使用一个简单的膜运输模型来说明这些概念。
引用
@article{arxiv.1601.00711,
title = {Open Markov processes: A compositional perspective on non-equilibrium steady states in biology},
author = {Blake S. Pollard},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.00711},
year = {2016}
}