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情境流形上的拓扑通量产生非互惠集体动力学

适应与自组织系统 2025-12-23 v1 数学物理 math.MP 生物物理 物理与社会

摘要

非互惠相互作用——即 agent i 对 j 的影响不同于 j 对 i 的影响——是主动物质和生命物质中的基本特征。然而,大多数模型是通过现象学方式实现此类不对称性的。我们在此表明,非互惠性可从内部拓扑结构 alone 产生。agent 在内部“情境流形”上演化,并耦合到 Chern-Simons 规范场。由于规范场对时间的一阶导数,故可快速松弛;消除它可得到有效的横向、反对称相互作用核,一般可产生螺旋波、持久涡旋和不可逆状态转变。数值仿真显示明显的互惠性破坏迹象:持久的涡核、有限环流、非对称的信息流以及非零互惠残差。进一步地,动力学在参数扫描下表现出显著的滞后现象,表明其记忆效应无法在互惠或势能驱动的系统中实现。这些结果确定 Chern-Simons 规范场为产生方向性影响和稳健非互惠集体行为的最小且普适来源。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.19598,
  title  = {Topological Flux on a Context Manifold Generates Nonreciprocal Collective Dynamics},
  author = {Jyotiranjan Beuria and Venkatesh H. Chembrolu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.19598},
  year   = {2025}
}

备注

11 pages, 4 figures