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时间中统计事件计数的热力学行为:独立与相关测量

统计力学 2021-09-28 v1

摘要

我们基于时间 tt 与事件数 nn 的欧拉齐次一次熵函数 Φ(t,n)\Phi(t,n),对时间序列(统计可观测量重复测量)引入一种熵分析。Φ\Phi 在共轭变量 η=Φt\eta=-\Phi'_tμ=Φn\mu=\Phi'_n 下的对偶性,给出微分形式的“状态方程”(EoS),类似于经典热力学中的吉布斯-杜安关系:tdηndμ=0t d\eta-n d\mu = 0。对于速率为 rr 的简单泊松计数,η=r(eμ1)\eta=r(e^{\mu}-1)。该共轭变量 η\eta 随后被确认为等于 Φ(t,n)\Phi(t,n) 的哈密顿-雅可比方程中的哈密顿函数。将同样的逻辑应用于时间相关事件的熵函数,得到哈密顿量作为矩阵的主本征值。对于时间可逆情形,它是对称马尔可夫部分 πiqij/πj\sqrt{\pi_i}q_{ij}/\sqrt{\pi_j} 与共轭变量 μiδij\mu_i\delta_{ij} 之和。该本征向量作为以朴素计数测度为先验的后验,暗示了一组马尔可夫态的内禀特征。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.12806,
  title  = {Thermodynamic Behavior of Statistical Event Counting in Time: Independent and Correlated Measurements},
  author = {Hong Qian},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.12806},
  year   = {2021}
}

备注

9 pages, 1 figure