随机游走等价于可压缩 Baker 映射及其信息维的 Kaplan-Yorke 近似
混沌动力学
2023-03-30 v7 统计力学
摘要
简单的时间反演系统可以产生满足热力学第二定律的{\it 不可逆}流。映射及其等价随机游走同样可以做到这一点。我们研究一对时间反演的 Baker 映射, 和 ,它们产生耗散性{\it 分形}相空间结构。稳定递减的相空间体积对应于与熵产生相关的耗散。如同 1980 和 1990 年代发展的三个光滑反演耗散单体相空间流,我们的映射产生分形分布,但是在二维而非三维,简化了可视化与分析。量化相体积极损失的连续性方程,促使研究分形的约化“信息维”,Kaplan 和 Yorke 曾用二维映射的两个 Lyapunov 指数对其近似。此处研究的映射在其相空间中产生分形(分数维)分布。通过映射均匀稠密的点网格,分形维可由“按面积”映射确定。从 Baker 映射的均匀网格按面积映射开始,给出信息维 1.78969。或者,从任意点出发多达一万亿次迭代,给出更小的“按点”维数 。这些精确确定的估计均不与 Kaplan-Yorke 猜想值 1.7337 相符。在研究这三种信息维方法的过程中,我们发展了两种映射的随机游走等价形式,极大简化了分析。我们发现,对于较老的 Baker 映射,三种方法彼此都不一致!我们后来发现,对于较新的 Baker 映射,三种信息维方法——按面积、按点和 Kaplan-Yorke——是一致的。
引用
@article{arxiv.1909.04526,
title = {Random Walk Equivalence to the Compressible Baker Map and the Kaplan-Yorke Approximation to Its Information Dimension},
author = {William Graham Hoover and Carol Griswold Hoover},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.04526},
year = {2023}
}
备注
23 pages with 10 figures. Publication requested and reviewed by Journal Entropy