面向满足详细平衡条件的分子系统推断因果关系的稳健方法

区分分子系统中变量之间相关性与因果性的能力仍是一有趣且开放的研究领域。本文使用两种独立的计算方法探索分子系统中的因果性，这些方法通过信息传递的语言来推断因果方向。具体而言，我们展示了一个涉及单个色氨酸在液态水中的分子动力学仿真，显示了特定集中变量（如溶质和溶剂坐标）之间信息传递的非对称性。分析离散马尔可夫态和 Langevin 动力学在 2D 自由能表面上，我们证明即使在极其简单的系统中发生平衡和时间可逆动力学，也会出现类似的非对称性。我们使用这些模型系统以自由能景观和/或相关坐标的松弛动力学的非对称性来阐释分子系统中单向信息传递。最后，我们提出一种计算实验，允许决定两种变量之间的非对称信息传递是否对应于真正的因果链接。