是什么使学习自然界中的概率分布成为可能?
统计力学
2024-12-10 v3 无序系统与神经网络
摘要
生物体和算法从先前的观测中学习概率分布,无论是在进化时间尺度上还是实时进行。在缺乏规律性的情况下,从数据估计底层分布将需要多次观测每一种可能的结果。此处我们表明,两个条件使我们能够避开这一不可行的需求。首先,系统两半之间的互信息应持续为亚广延的。其次,这一共享信息应是可压缩的,从而可用与信息量而非熵成正比的比特数来表示。在这些条件下,分布可用随系统尺寸线性增长的参数数量来描述。这些条件分别自然图像和统计物理模型中得到了证实。
引用
@article{arxiv.2008.12279,
title = {What makes it possible to learn probability distributions in the natural world?},
author = {William Bialek and Stephanie E. Palmer and David J. Schwab},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.12279},
year = {2024}
}
备注
This paper has been combined with work discussed in arXiv:2112.14334v1, and extended. The longer paper is now available in arXiv:2112.14334v2