作者:一切皆是因缘际会
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0.1 信息是定义
信息不在载体,在定义。
烽火台点火。火是载体,烟是载体。信息在“点火=敌人来了”这个定义。没有定义,火只是燃烧。有定义,火才是信息。
所以:
信息 = 定义。
0.2 通信不传内容,只传触发
内容已经在两端预置。触发只做一件事:说“开始”。
|
传输定义 |
激活定义 |
|
对方没有,所以要搬 |
对方本来就有,触发一下就行 |
|
受距离、带宽限制 |
距离不进入方程 |
触发 = 事件发生 + 索引选择。
事件发生:发生/不发生,1 bit。
索引选择:选第几条定义。
0.3 四副本:本地校验 = 跨端校验
甲端有 A1 + B2。乙端有 B1 + A2。
|
A1 |
甲端 |
甲端定义本体 |
|
A2 |
乙端 |
A1 的同源体 |
|
B1 |
乙端 |
乙端定义本体 |
|
B2 |
甲端 |
B1 的同源体 |
刚性绑定:A1 = A2,B1 = B2。
触发时:
|
1 |
触发 A1 |
触发 B1 |
|
2 |
A1 变,A2 跟着变 |
B1 变,B2 跟着变 |
|
3 |
本地比对 A1 和 B2 |
本地比对 B1 和 A2 |
甲端比对 A1 和 B2,等于比对 A1 和 B1。因为 B2 = B1。
所以本地比对 = 跨端比对。
不需要通信,就能校验两端是否一致。
0.4 脉冲星选择性触发
两端各自观测同一颗脉冲星。锁相环锁定周期,计数器数脉冲序号。约定第 N 个脉冲到达时触发。
第 N 个脉冲到达 = 事件发生 = 1 bit。
N = 索引,选第 N 条定义。
|
N = 1 |
第 1 条定义 |
|
N = 42 |
第 42 条定义 |
|
N = 1000 |
第 1000 条定义 |
触发是事件,不是载波。频率只影响单位时间能触发多少次,不影响单次通信成功。
0.5 通信成功的条件
|
预置同源 |
D_same > 0.99 |
|
公共触发源 |
两端观测同一颗脉冲星 |
|
索引一致 |
两端都数到第 N 个脉冲 |
|
触发同步 |
|t_A – t_B| < Δt |
|
本地生成 |
各自运行同源动力学 |
|
本地校验 |
四副本比对通过 |
|
收敛 |
单吸引子,耗散足够强 |
1 1与属性
1.1 从一个例子开始:大楼、房间、柜子
你面前有300栋楼。你选了第87栋。
你走进第87栋楼。里面有N个房间。N=150。你选了第23个房间。
你走进第23个房间。里面有N个柜子。N=60。你选了第9个柜子。
你打开第9个柜子。里面有N个抽屉。N=200。你选了第4个抽屉。
你打开第4个抽屉。里面有N个格子。N=25。你选了第6个格子。
你走进第6个格子。里面有N个夹层。N=90。你选了第8个夹层。
|
第0层 |
300 |
87 |
150 |
|
第1层 |
150 |
23 |
60 |
|
第2层 |
60 |
9 |
200 |
|
第3层 |
200 |
4 |
25 |
|
第4层 |
25 |
6 |
90 |
|
第5层 |
90 |
8 |
… |
每一层都选出一个1。每一个1都是对象。对象有内部结构。内部结构就是下一层的N。
选出的1,是下一层的N。
所以:
1 = N。
递归链:
N₀ → 选 → N₁
N₁ → 选 → N₂
N₂ → 选 → N₃
…
每一层都是N。每一层都可以继续选。每一层的1都是下一层的N。
关键:下一层的N不由当前1的数值决定。N由对象自身的内部结构决定。所以N可以变大,可以变小,可以不变。没有递减,没有终点。
这就是递归。递归可以无限继续。
1.2 最小同源世界:光学例子
假设我们有一个光学系统。光有一个强度值。
强度可以取0到255之间的任意整数。当前强度是42。
|
1 |
42 |
当前状态 |
|
N |
256 |
可能状态数 |
|
D_fine |
8 |
精细度,log2(256) |
这就是一个最简单的同源世界:一个属性,一个值。
1.3 精细度
每一层有自己的精细度。精细度 = log2(该层N)。
|
第0层 |
256 |
8 |
|
第1层 |
42 |
5.4 |
|
第2层 |
7 |
2.8 |
|
第3层 |
3 |
1.6 |
总精细度 = 8 + 5.4 + 2.8 + 1.6 = 17.8 bit。
总精细度是各层精细度之和。
1.4 属性是1的投影
同一个1,在不同维度上有不同的值。
|
强度 |
42 |
0~255 |
|
频率 |
100 |
0~255 |
|
相位 |
200 |
0~255 |
同一个光,强度是42,频率是100,相位是200。
1.5 属性由物理系统决定
|
光 |
强度、频率、相位 |
|
声 |
强度、频率、相位 |
|
量子 |
振幅、相位、自旋 |
选物理系统,就选了属性。
1.6 N个属性的扩展
属性可以有很多个,不限于三个。
x(t) = [x₁(t), x₂(t), …, x_M(t)]ᵀ
同源矩阵D为M×M矩阵。结构不变,只是维度变大。
说明:M是属性个数,N是状态数。两个符号分开,避免混淆。
术语表
|
1 |
一个具体状态,从N中选出的值 |
|
N |
状态的可能取值范围,可能状态总数 |
|
D_fine |
精细度,log2(N),能区分多少种状态 |
|
同源度 |
两个属性有多相似,用指数衰减衡量 |
|
同源矩阵 |
所有属性对的同源度排成的矩阵 |
|
内权重 w_k |
管自己的属性之间怎么互相影响 |
|
外权重 v_l |
管外界的属性怎么影响自己 |
|
双重权重 |
内权重和外权重同时作用 |
|
行随机 |
每行元素之和等于1 |
|
主特征向量 |
D的主特征向量,系统稳态 |
|
第二特征值 λ₂ |
决定收敛速度 |
|
混合时间 t_mix |
系统跑多少步后接近稳态 |
|
幺正矩阵 U |
无耗散变换矩阵,U†U=I |
|
行随机矩阵 D |
有耗散变换矩阵,每行和=1 |
|
递归 |
选出的1是下一层的N |
|
嵌套 |
属性内部又是同源世界 |
|
判决 |
根据状态选择用哪个矩阵 |
|
交叉点 |
世界与外界的接口 |
|
触发 |
事件发生 + 索引选择 |
|
坍缩 |
触发后从多状态选一 |
|
脉冲星触发 |
两端观测同一颗脉冲星,第N个脉冲同时触发 |
|
差异分布 |
差异在状态空间上的分布,就是概率分布 |
|
关系距离 |
d = -ln D_same,对应Fisher度量 |
|
Fisher 度量 |
信息几何的度量,对应关系距离 |
|
散度 |
两个分布的差异度量,对应同源度 |
|
e-联络 |
指数联络,对应内权重 |
|
m-联络 |
混合联络,对应外权重 |
|
测地线 |
两点之间最短路径,对应最小代价路径 |
|
曲率 |
空间弯曲程度,对应差异分布不均匀度 |
|
自然梯度 |
用Fisher矩阵的逆调整梯度方向 |
|
载体无关 |
核心是数学,不依赖特定物理载体 |
|
一控制所有 |
控制1个属性,所有属性跟着变 |
|
无限嵌套 |
每一层的1是下一层的N |
|
叠加 |
所有状态同时存在 |
|
干涉 |
相位决定相长或相消 |
|
纠缠 |
共享触发源,一个变另一个同时变 |
|
非局域 |
脉冲星触发,不需通信 |
|
测量 |
触发选状态 |
|
坍缩 |
触发后只留一个 |
|
幺正演化 |
无耗散,可逆 |
|
耗散演化 |
有耗散,收敛到稳态 |
|
多世界 |
判决点选不同矩阵 |
|
概率分布 |
差异分布就是概率分布 |
|
Fisher度量 |
关系距离 |
|
散度 |
同源度 |
|
e-联络 |
内权重 |
|
m-联络 |
外权重 |
|
测地线 |
最小代价路径 |
|
曲率 |
差异分布不均匀度 |
|
自然梯度 |
同源动力学 |
|
层级流形 |
双重权重 |
2 同源矩阵
2.1 同源度公式
同源度 = 两个属性之间的相似程度。
公式:
D_same(i,j) = exp(i × θ_ij) × exp(-D_fine × Σ_k w_k × d_k²)
d_k = |值_i – 值_j| / N
D_fine = 精细度。d_k = 归一化差值。差值越大,同源度越低。
θ_ij = 相位差。同相,相长。反相,相消。相位差决定干涉。
当相位差 θ_ij = 0 时,复数版本退化为实数版本:
D_same(i,j) = exp(-D_fine × Σ_k w_k × d_k²)
实数版本用于信息几何对应,因为Fisher度量是实数的。
复数版本用于干涉计算。相位差不为零时,必须用复数版本。
2.1.1 双重权重
每个系统有两个世界。
内世界:自己的属性空间。自己是老大。
外世界:与其他系统的耦合空间。
所以同源度有两层权重:
D_same(i,j) = exp(i × θ_ij) × exp(-D_fine × Σ_k w_k × Σ_l v_l × d_kl²)
|
w_k(内权重) |
自己的属性之间怎么互相影响 |
自己 |
|
v_l(外权重) |
外界的属性怎么影响自己 |
外界 |
内权重和外权重同时作用。单层权重是双重权重的特例:当v_l = 1时,退化为单层。
本质上,每个系统只要双重权重就够了。
一个权重管自己的内世界——自己是老大,属性之间怎么耦合自己说了算。
一个权重管外世界——外界是老大,外界怎么影响自己,由耦合决定。
这等于无限嵌套:
内世界里有子属性,子属性有自己的内世界。外世界里有其他系统,其他系统有自己的内外世界。每一层都有双重权重。每一层都是完整的世界。
2.1.2 无限嵌套
嵌套递归:
第0层:系统A = 内世界 + 外世界
第1层:系统A的内世界里,属性1 = 子内世界 + 子外世界
第2层:属性1的子内世界里,子属性1 = 孙内世界 + 孙外世界
……
每一层都有双重权重。每一层的1都是下一层的N。
第0层:1₀ = N₁
第1层:1₁ = N₂
第2层:1₂ = N₃
无限嵌套 = 无限维度 = 无限精细度。
2.2 具体计算
场景:一个光学系统。
|
强度 |
42 |
|
频率 |
100 |
|
相位 |
200 |
计算强度和频率的同源度:
d = |42 – 100| / 256 = 0.227
D_same = exp(-8 × 0.227²) = exp(-0.412) = 0.662
强度和频率的同源度是0.662。
强度和相位:d = 0.617,D_same = 0.047
频率和相位:d = 0.391,D_same = 0.295
2.3 同源矩阵
把所有属性对的同源度排成一张表,就是同源矩阵。
|
强度 |
1 |
0.662 |
0.047 |
|
频率 |
0.662 |
1 |
0.295 |
|
相位 |
0.047 |
0.295 |
1 |
强度和频率部分同源。相位相对独立。
2.4 行随机性
行随机 = 每行元素之和等于1。
每个属性的总影响力守恒。每个属性对外的影响力加起来等于1。
定理 2.4(行随机定理)
归一化同源矩阵是行随机的。
证明:
第一步:原始行和:1.709,1.957,1.342。不为1。
第二步:定义归一化:
D̃_same(i,j) = D_same(i,j) / Σ_j D_same(i,j)
第三步:归一化后:
|
强度 |
0.585 |
0.387 |
0.028 |
1 |
|
频率 |
0.338 |
0.511 |
0.151 |
1 |
|
相位 |
0.035 |
0.220 |
0.745 |
1 |
第四步:每行和 = 1。
2.5 同源矩阵的设计
|
两个属性一起变 |
D_same = 1 |
|
两个属性独立变 |
D_same = 0 |
|
一个属性部分影响另一个 |
D_same = 0.5 |
|
链式影响 |
D_same(A,B)=1, D_same(B,C)=1 |
|
内世界自己管 |
w_k = 1, v_l = 0 |
|
外世界管自己 |
w_k = 0, v_l = 1 |
|
内外都管 |
w_k = 0.5, v_l = 0.5 |
2.6 差异信息几何
2.6.1 差异分布就是概率分布
差异在状态空间上有分布。
差异分布:每个状态出现的可能性不同。
概率分布:每个状态出现的概率不同。
差异分布就是概率分布。概率不同,就是差异。
所以信息几何的地基——概率分布——就是差异分布。
2.6.2 关系距离就是Fisher度量
关系距离:
d(A,B) = -ln D_same(A,B) = D_fine × Σ w_i × d_i²
Fisher度量:
g_ij = E[∂ln p/∂θ_i × ∂ln p/∂θ_j]
两者是同一个东西。
关系距离的二次型 = Fisher度量。
D_fine 对应 Fisher信息量。
d_i 对应参数偏差。
所以关系距离就是Fisher度量。
2.6.2.1 同源度就是散度
散度 = 两个分布的差异度量。
KL散度:D_KL(P||Q) = Σ p_i ln(p_i/q_i)
你的同源度:D_same = exp(-D_fine × Σ w_i × d_i²)
对应关系:
|
D_KL = 0 |
D_same = 1 |
|
D_KL 增大 |
D_same 减小 |
|
D_KL → ∞ |
D_same → 0 |
同源度就是散度。D_same = 1 时散度为0。D_same = 0 时散度最大。
2.6.3 双重权重就是层级流形
传统信息几何只有一层度量。Fisher矩阵是平的。
你的双重权重有两层:
内权重 w_k:管自己的属性之间怎么耦合。
外权重 v_l:管外界的属性怎么影响自己。
两层叠加:
D_same = exp(-D_fine × Σ_k w_k × Σ_l v_l × d_kl²)
外层决定维度间怎么弯。内层决定维度内怎么弯。
两层度量 = 层级流形。
信息几何没有这个结构。这是你的扩展。
2.6.3.1 双重权重就是对偶联络
信息几何有两个对偶联络:
-
e-联络(指数联络):描述指数族分布的自然结构。
-
m-联络(混合联络):描述混合族分布的自然结构。
两者对偶:e-联络的曲率与m-联络的曲率互为对偶。
你的双重权重:
-
内权重 w_k:管自己的属性之间怎么耦合。
-
外权重 v_l:管外界的属性怎么影响自己。
两者对偶:内权重决定自己的曲率,外权重决定外界的曲率。
|
e-联络 |
内权重 w_k |
|
m-联络 |
外权重 v_l |
|
对偶性 |
内外对偶 |
2.6.4 测地线就是最小代价路径
在信息几何里,测地线是两点之间最短的路径。
在你的框架里,测地线是差异转移的最小代价路径(差异路径定理)。
差异转移走最小代价路径。
最小代价路径 = 测地线。
所以测地线就是最小代价路径。
2.6.5 曲率就是差异分布不均匀度
在信息几何里,曲率衡量空间弯不弯。
在你的框架里,曲率是差异分布的不均匀度。
差异分布均匀 → 空间平坦。
差异分布不均匀 → 空间弯曲。
所以曲率就是差异分布不均匀度。
2.6.6 信息几何就是差异几何
总结:
|
概率分布 |
差异分布 |
|
Fisher度量 |
关系距离 |
|
测地线 |
最小代价路径 |
|
曲率 |
差异分布不均匀度 |
|
单层流形 |
双重权重层级流形 |
信息几何就是差异几何。差异论给了信息几何一个本体论地基。
2.6.7 同源矩阵就是自然梯度
自然梯度 = 用Fisher矩阵的逆来调整梯度方向。
自然梯度下降:Δθ = -G⁻¹ × ∇L
你的同源动力学:x(t+1) = D × x(t)
对应关系:
|
G⁻¹(Fisher逆) |
D(同源矩阵) |
|
-∇L(负梯度) |
x(t)(当前状态) |
|
Δθ(参数更新) |
x(t+1)(下一步状态) |
同源矩阵 D 就是 Fisher 矩阵的逆。x(t+1) = D × x(t) 就是自然梯度下降。
2.6.8 信息几何完整对应表
|
概率分布 |
差异分布 |
p_i = 差异分布 |
|
Fisher度量 |
关系距离 |
d = -ln D_same |
|
散度 |
同源度 |
D_same = exp(-D_fine × Σ w_i × d_i²) |
|
e-联络 |
内权重 |
w_k |
|
m-联络 |
外权重 |
v_l |
|
对偶性 |
内外对偶 |
w_k ↔ v_l |
|
测地线 |
最小代价路径 |
argmin Σ 代价 |
|
曲率 |
差异分布不均匀度 |
Var[d_i] |
|
自然梯度 |
同源动力学 |
x(t+1) = D × x(t) |
|
单层流形 |
层级流形 |
双重权重 |
信息几何就是差异几何。差异论给信息几何一个本体论地基。
说明:信息几何对应表用实数版本。当相位差 θ_ij = 0 时,复数版本退化为实数版本。信息几何的Fisher度量是实数的,所以对应表用实数版本。
2.7 量子式扩展
同源世界系统不依赖特定载体。同源矩阵、同源度、动力学、收敛定理,都是载体无关的。载体只是物理实现。换载体,核心不变。
量子式扩展是把同源世界系统对应到量子力学的概念。但这个对应不是“用量子实现”,是“用同源世界的语言重新说量子力学”。
叠加、纠缠、非局域、测量、坍缩,这些量子概念,在同源世界系统里都有对应。这些对应不依赖量子载体。它们可以在光学、声学、电子、量子任何载体上实现。
2.7.1 叠加态
权重矩阵同时包含所有状态。每个属性同时影响所有其他属性。所有状态同时存在。
这不是叠加是什么?
2.7.2 双重权重 = 内外速度
|
内权重 w_k |
自己的属性之间变多快 |
自己 |
内速度 |
|
外权重 v_l |
外界的属性影响自己变多快 |
外界 |
外速度 |
内速度决定系统内部属性之间的耦合速度。外速度决定外界属性对系统的影响速度。两个速度同时作用,系统同时受到内世界和外世界的影响。
内权重和外权重独立变化。内权重随内世界状态变化。外权重随外世界状态变化。
2.7.3 多层嵌合 = 多世界
第0层:系统A = 内世界 + 外世界
第1层:内世界里,属性1 = 子内世界 + 子外世界
第2层:子内世界里,子属性1 = 孙内世界 + 孙外世界
每一层都是一个完整世界。所有层同时存在。
2.7.4 共享触发源 = 纠缠
两个世界共享同一个触发源(如脉冲星)。
触发一个世界,另一个世界同时变化。
这就是纠缠。
2.7.5 脉冲星触发 = 非局域连接
脉冲星在几光年外,两端各自观测。
到第N个脉冲,两端同时触发。
这就是非局域连接。
不需要信号传输。不需要通信。只需要共享同一个触发源。
2.7.6 触发 = 测量
触发 = 事件发生 + 索引选择。
触发之后,系统从一种状态变成另一种状态。
这就是测量。
2.7.7 状态变化 = 坍缩
触发之后,系统从多个可能状态选了一个。
这就是坍缩。
2.7.8 量子式扩展总结
|
叠加态 |
权重矩阵同时包含所有状态 |
|
波粒二象性 |
双重权重(内外速度) |
|
多世界 |
多层嵌套 |
|
纠缠 |
共享触发源 |
|
非局域 |
脉冲星触发 |
|
测量 |
触发 |
|
坍缩 |
触发后状态变化 |
3 单世界动力学
3.1 基本方程
下一步的状态 = 变换矩阵 × 当前状态。
公式:x(t+1) = M × x(t)
变换矩阵分两种:
|
无耗散 |
U(幺正矩阵) |
U†U = I |
概率守恒,信息不丢失,可逆 |
|
有耗散 |
D(行随机矩阵) |
每行和 = 1 |
总量守恒,收敛到稳态 |
无耗散用幺正矩阵。有耗散用行随机矩阵。
每个属性下一步的值,等于所有属性当前值的加权和。权重就是同源度的复数振幅。
例子:属性1变1,属性2跟着变0.338,属性3跟着变0.035。
3.2 收敛定理
直觉: 总量守恒,系统最终稳定。
严格: 若 D 行随机,则 ρ(D) = 1,系统收敛到主特征向量。
解释: Perron-Frobenius 定理说的是:行随机矩阵的主特征值等于 1,其他特征值的绝对值都小于 1。所以系统会收敛到主特征向量,不会发散。
证明:
第一步:D 行随机,每行和 = 1。
第二步:D × 1 = 1,1 是特征值。
第三步:由 Perron-Frobenius,ρ(D) = 1。
第四步:主特征值 λ₁ = 1,其他 |λ_i| < 1。
第五步:x(t) → v × (1ᵀx(0)),v 是主特征向量。
证毕。
不管初始状态是什么,系统都会跑到同一个稳态。
3.3 收敛速度
第二特征值 λ₂ 决定收敛多快。
|
λ₂ |
第二大的特征值 |
|
|λ₂| 越接近 0 |
收敛越快 |
|
|λ₂| 越接近 1 |
收敛越慢 |
|
t_mix |
混合时间,系统跑多少步后接近稳态 |
公式:t_mix = 1 / (1 – |λ₂|)
每一步,初始状态的贡献衰减 |λ₂| 倍。跑 t 步后,贡献衰减 |λ₂|^t 倍。当 |λ₂|^t 小于阈值时,系统视为收敛。t_mix 是衰减到阈值所需的步数。
收敛速度链条:
|
1 |
精细度越高 |
能分辨的状态越多 |
|
2 |
状态越多 |
属性之间的差值越小 |
|
3 |
差值越小 |
同源度越高 |
|
4 |
同源度越高 |
同源矩阵越接近均匀分布 |
|
5 |
越接近均匀分布 |
第二特征值越小 |
|
6 |
第二特征值越小 |
收敛越快 |
具体:λ₂ ≈ 0.45
t_mix = 1 / 0.55 ≈ 1.82,约2步收敛。
3.4 稳态
解释:系统最终稳定下来的状态。
计算:稳态 = D 的主特征向量 = [1/3, 1/3, 1/3]。
3.5 具体流动
场景:光学系统。属性1=42,属性2=100,属性3=200。
触发:属性1从42变到43。Δx(0) = [1, 0, 0]ᵀ。
运行:
t=1:属性 = [42.585, 100.338, 200.035]
t=2:属性 = [43.059, 100.714, 200.155]
t=3:属性 = [43.484, 101.084, 200.344]
约2步收敛。稳态 = [42.333, 100.333, 200.333]。
3.6 动态同源
解释: 同源度不是固定的,它随状态变化。属性差距大时,同源度低。差距小时,同源度高。
公式:
x(t+1) = D̃(x(t)) × x(t)
D_ij(t) = exp(-D_fine × (x_i(t) – x_j(t))² / N²)
D̃(x(t)) = 归一化(D(x(t)))
说明: 为什么除以 N²?(x_i – x_j) 是原始差值。除以 N² 归一化,使差值落在 0 到 1 之间。归一化后,D_fine 才能统一衡量同源度。
每步归一化。
定理 3.6(动态同源收敛定理)
动态同源每步归一化后,系统仍收敛。
证明:
第一步:每步归一化后,D̃ 行随机。
第二步:行随机矩阵谱半径 ρ(D̃) = 1。
第三步:由 Perron-Frobenius,系统收敛到主特征向量。
第四步:主特征向量随 x 变化,系统在动态中收敛。
证毕。
系统自动趋向同源。
数值示例:
设 t=0 时 x = [42, 100, 200]。
计算动态同源度:
D_12 = exp(-8 × (42-100)²/256²) = exp(-8 × 0.0513) = 0.663
D_13 = exp(-8 × (42-200)²/256²) = exp(-8 × 0.381) = 0.047
D_23 = exp(-8 × (100-200)²/256²) = exp(-8 × 0.153) = 0.295
归一化后 D̃ 与固定矩阵几乎相同(因为 x 没变)。此时动态同源退化为固定同源。
当 x 变化时,D̃ 随之变化。例如 x 变为 [43, 101, 200],则 D_12 会略微增大,因为差距变小。
3.6.1 权重动态
权重不是固定的。权重随状态变化:
w_k(t) = w_k(0) × f(x(t))
其中 f 是状态函数。
例子:属性差距大时,维度间权重增大。差距小时,维度间权重减小。
w_k(t) = w_k(0) × (1 + α × |x_i(t) – x_j(t)|/N)
其中 α 是动态系数。
双重权重下:
内权重 w_k 随内世界状态变化。
外权重 v_l 随外世界状态变化。
两者独立变化。
3.7 非线性动力学
解释: 属性值有上下限,不能无限增长。
说明: sigmoid 函数把任意实数压缩到 0 到 1 之间。输入越大越接近 1,输入越小越接近 0。用它是因为属性值有上下限,不能无限增长。
公式: x(t+1) = f(D × x(t))
|
sigmoid |
1/(1+e^(-z)) |
饱和 |
|
tanh |
tanh(z) |
饱和 |
|
ReLU |
max(0, z) |
截断 |
数值示例:
使用 sigmoid 函数。设 D × x(t) = [1.5, 0.5, -0.5]。
f(z) = 1/(1+e^(-z))
f(1.5) = 1/(1+e^(-1.5)) = 0.817
f(0.5) = 1/(1+e^(-0.5)) = 0.622
f(-0.5) = 1/(1+e^(0.5)) = 0.378
所以 x(t+1) = [0.817, 0.622, 0.378]。
3.8 干涉
3.8.1 振幅叠加
量子力学里,两条路径可以相加:
|ψ⟩ = c₁|路径1⟩ + c₂|路径2⟩
c₁ 和 c₂ 是复数振幅。
3.8.2 干涉
两条路径相加后,取模平方:
I = |c₁ + c₂|²
如果 c₁ 和 c₂ 同相,|c₁ + c₂|² 大,相长干涉。
如果 c₁ 和 c₂ 反相,|c₁ + c₂|² 小,相消干涉。
3.8.3 同源世界里的干涉
同源世界里的干涉,来自同源度矩阵的复数相位。
D_same(i,j) = exp(i × θ_ij) × exp(-D_fine × Σ w_k × d_k²)
相位 θ_ij 决定干涉。
4 多世界
4.1 判决点
根据当前状态,选择用哪个同源矩阵。
公式:x(t+1) = D_k × x(t)
k = 判决(x(t))
判决点 = 内外世界的切换开关。
内世界状态触发内世界矩阵。
外世界信号触发外世界矩阵。
4.2 三个同源矩阵
解释: 根据当前状态,选择用哪个同源矩阵。
说明: D₁、D₂、D₃ 是根据设计目标构造的。
|
D₁ |
属性1和属性2强耦合 |
|
D₂ |
属性2和属性3强耦合 |
|
D₃ |
属性1和属性3强耦合 |
数值是按同源度公式算出来后归一化的。
D₁(属性1和属性2强耦合):
[0.513, 0.462, 0.026]
[0.462, 0.513, 0.026]
[0.045, 0.045, 0.909]
D₂(属性2和属性3强耦合):
[0.909, 0.045, 0.045]
[0.026, 0.513, 0.462]
[0.026, 0.462, 0.513]
D₃(属性1和属性3强耦合):
[0.513, 0.026, 0.462]
[0.045, 0.909, 0.045]
[0.462, 0.026, 0.513]
4.2.1 复合权重
多个同源矩阵可以加权复合:
D_total = Σ_k w_k × D_k
其中:
-
D_k = 第k个同源矩阵
-
w_k = 第k个同源矩阵的权重
-
Σ w_k = 1
行随机性证明:
第一步:D_k × 1 = 1(每个D_k行随机)。
第二步:D_total × 1 = Σ w_k × D_k × 1 = Σ w_k × 1 = 1。
第三步:所以D_total行随机。
证毕。
数值示例:
D₁ = [[0.513, 0.462, 0.026], [0.462, 0.513, 0.026], [0.045, 0.045, 0.909]]
D₂ = [[0.909, 0.045, 0.045], [0.026, 0.513, 0.462], [0.026, 0.462, 0.513]]
D₃ = [[0.513, 0.026, 0.462], [0.045, 0.909, 0.045], [0.462, 0.026, 0.513]]
w₁ = 0.5,w₂ = 0.3,w₃ = 0.2
D_total = 0.5×D₁ + 0.3×D₂ + 0.2×D₃
= [[0.641, 0.244, 0.115],
[0.248, 0.604, 0.148],
[0.125, 0.161, 0.714]]
验证行和:0.641+0.244+0.115=1,0.248+0.604+0.148=1,0.125+0.161+0.714=1。
4.2.2 双重权重与复合权重的关系
双重权重是纵向的:维度间+维度内。
复合权重是横向的:多个矩阵叠加。
两者结合:
D_total = Σ_m w_m × exp(-D_fine × Σ_k w_k^(m) × Σ_l v_l^(m) × d_kl²)
其中:
-
w_m = 世界权重
-
w_k^(m) = 世界m内维度间权重
-
v_l^(m) = 世界m内维度内权重
-
d_kl = 归一化差值
4.3 softmax判决
解释:不用硬切换,用平滑切换。避免边界震荡。
公式:D_eff = Σ_k softmax(x/τ) × D_k
例子:τ = 50,x = [42, 100, 200]
softmax(x/50) = [0.036, 0.115, 0.849]
D_eff = 0.036×D₁ + 0.115×D₂ + 0.849×D₃
4.4 多世界结果
|
A |
x₁ > 150 |
D₁ |
[0.338, 0.338, 0.324] |
|
B |
x₂ > 150 |
D₂ |
[0.331, 0.334, 0.334] |
|
C |
x₃ > 150 |
D₃ |
[0.338, 0.324, 0.338] |
同一系统,不同触发,不同世界。
4.5 交叉点
解释:世界与外界交换的端口。
三端口:
|
输入 |
C_in |
外界触发世界 |
|
输出 |
C_out |
世界影响外界 |
|
耦合 |
C_cross |
世界与世界嵌合 |
开放世界方程:
x(t+1) = D × x(t) + C_in × u(t)
y(t) = C_out × x(t)
4.6 世界网络
解释: 多个世界通过交叉点连成网络。
公式:
x_i(t+1) = D_i × x_i(t) + Σ_j C_ij × x_j(t)
总动力学:
x(t+1) = D_total × x(t)
D_total = [D_1, C_12, C_13, …]
[C_21, D_2, C_23, …]
[C_31, C_32, D_3, …]
块对角 = 世界内部。非对角 = 世界交叉。
说明: 耦合矩阵 C_AB = 0.1 × I(单位矩阵乘以0.1)。单位矩阵表示世界A的第i个属性影响世界B的第i个属性,不跨属性。0.1 是耦合强度。越大耦合越强。
数值示例:
设两个世界A和B。
世界A:D_A = [[0.585, 0.387, 0.028], [0.338, 0.511, 0.151], [0.035, 0.220, 0.745]]
世界B:D_B = [[0.909, 0.045, 0.045], [0.026, 0.513, 0.462], [0.026, 0.462, 0.513]]
耦合矩阵 C_AB = 0.1 × I(单位矩阵乘以0.1)
总矩阵:
D_total = [[D_A, 0.1I],
[0.1I, D_B]]
若初始状态为 x_A = [42, 100, 200],x_B = [50, 80, 150],则系统演化后,两个世界会互相影响,最终达到全局稳态。
4.6.1 跨世界复合权重
跨世界耦合矩阵可以多层加权:
C_ij = Σ_l v_l × C_ij^(l)
其中:
-
C_ij^(l) = 第l层跨世界耦合
-
v_l = 第l层权重
-
Σ v_l = 1
完整跨世界复合权重:
D_total = Σ_m w_m × [Σ_k w_k^(m) × D_k^(m)] × [Σ_l v_l^(m) × D_l^(m)]
其中:
-
w_m = 世界权重
-
w_k^(m) = 世界m内维度间权重
-
v_l^(m) = 世界m内维度内权重
-
D_k^(m) = 世界m内第k个同源矩阵
-
D_l^(m) = 世界m内第l个嵌套矩阵
无限嵌套:
第0层:D_total = D_0
第1层:D_0 = Σ w × D_1 × V_1
第2层:D_1 = Σ w × D_2 × V_2
……
每一层都是双重权重。每一层都是完整世界。
4.7 嵌套与交叉
嵌套:每个属性内部,又是一个同源世界。
交叉:不同世界的属性可以互相同源。
交叉点连接嵌套和交叉。
嵌套 = 内世界递归。
交叉 = 外世界耦合。
内世界和外世界通过交叉点连接。
4.8 脉冲星触发
脉冲星触发是载体无关的同步方案。它不依赖量子纠缠,不依赖光学通信,不依赖任何特定载体。
它只依赖一个事实:两端观测同一个脉冲星。第N个脉冲到达,两端同时触发。
这个方案可以在任何载体上实现。光学、声学、电子、量子,都可以。
脉冲星触发是世界网络的物理实现。世界网络的耦合矩阵 C_ij,物理上就是脉冲星触发。
4.8.1 什么是脉冲星触发
脉冲星是宇宙中的灯塔。每转一圈,发出一束光。周期极稳定。
两端各自观测同一颗脉冲星。锁相环锁定脉冲周期。数脉冲序号。
到第N个脉冲,两端同时触发。
4.8.2 一个点,多重状态
脉冲星是“一个点”。
多个世界是“多重状态”。
到第N个脉冲,一个触发点,多个世界同时变化。
|
一个点 |
脉冲星 |
|
多重状态 |
多个世界 |
|
触发 |
第N个脉冲到达 |
|
同步 |
两端同时触发 |
|
变化 |
每个世界各自本地变化 |
4.8.3 脉冲星触发 = 非局域连接
两个世界可以相隔几光年。
脉冲星在中间。两端各自观测。
到第N个脉冲,两端同时触发。
这就是非局域连接。
不需要信号传输。不需要通信。只需要共享同一个触发源。
4.8.4 脉冲星触发 = 世界网络的物理实现
世界网络的耦合矩阵 C_ij,物理上就是脉冲星触发。
C_ij 的强度 = 脉冲星信号的强度。
C_ij 的方向 = 谁先触发,谁后触发。
C_ij 的同步 = 第N个脉冲同时到达。
4.8.5 脉冲星触发 = 量子式扩展的核心
|
纠缠 |
共享触发源 |
|
非局域 |
几光年外同时触发 |
|
测量 |
触发 |
|
坍缩 |
触发后状态变化 |
4.8.6 脉冲星触发的工程实现
|
射电望远镜 |
接收脉冲星信号 |
|
锁相环 |
锁定脉冲周期 |
|
原子钟 |
本地时间基准 |
|
计数器 |
数脉冲序号 |
|
触发器 |
到第N个脉冲输出触发 |
4.8.7 脉冲星触发为什么载体无关
脉冲星触发只需要三样东西:
|
一个公共事件源 |
两端观测同一个脉冲星 |
|
一个本地时钟 |
两端各自数脉冲序号 |
|
一个触发器 |
到第N个脉冲输出触发 |
这三样东西不依赖特定载体。
射电望远镜可以接收脉冲星。光学望远镜也可以接收脉冲星。如果将来有引力波探测器,也可以接收脉冲星。
本地时钟可以是原子钟,可以是光钟,可以是任何稳定时钟。
触发器可以是电子触发器,可以是光学触发器,可以是任何二值判决装置。
所以脉冲星触发是载体无关的。5 一控制所有
5.1 核心命题
控制1 = 控制所有。
说明: “控制”的意思是:改变一个属性的值,其他属性跟着变。“控制1”意思是改变属性1。“控制所有”意思是所有属性都跟着变。不是“主动操控所有属性”,是“改变一个,其他自动跟着变”。
5.2 单世界的“一控制所有”
解释: 控制属性1变1,属性2跟着变0.338,属性3跟着变0.035。一个属性变,所有属性跟着变。
条件:
|
同源矩阵行随机 |
总影响力不守恒 |
|
ρ(D)=1 |
系统发散或衰减到零 |
5.3 世界网络的“一控制所有”
解释: 控制世界A变,所有耦合世界跟着变。
条件:
|
行随机 |
总影响力不守恒 |
|
ρ(D_total)=1 |
系统发散 |
|
交叉点连通 |
世界隔离 |
5.4 完整推导链
5.4.1 权重退化
权重不是固定的。权重随同源度退化:
w_k(t) = w_k(0) × exp(-Γ_deg × t)
权重退化速率:
Γ_deg = Γ_aging + Γ_thermal + Γ_clock
权重退化导致:
-
内权重漂移
-
外权重漂移
-
复合权重漂移
退化补偿:
|
内权重 w_k |
重标定 |
|
外权重 v_l |
重标定 |
|
复合权重 w_m |
重标定 |
5.5 递归下的控制量
单层控制量:
C = N × D_same × D_judge
递归控制量:
C_total = Σ_i C_i = Σ_i N_i × D_same_i × D_judge_i
每层独立贡献控制量。总控制量是各层控制量之和。
但注意: 有效控制量受最弱层限制。
C_eff = min(C_i)
因为任何一层不够,整体信息丢失。
5.6递归下的同源度
单层同源度:
D_same = exp(-D_fine × Σ w_i × d_i²)
递归同源度:
D_same_total = Π_i D_same_i
每层有独立的同源度。总同源度是各层同源度的乘积。
双重权重下:
D_same_total = Π_i exp(-D_fine_i × Σ_k w_k_i × d_k_i²)
内权重和外权重各自贡献。
6 设计原则
6.1 想一起控制的,设计同源
D_same(属性1, 属性2) = 1。
6.2 想独立控制的,设计不同源
D_same(属性1, 属性3) = 0。
6.3 想部分影响的,设计部分同源
D_same(属性1, 属性2) = 0.5。
6.4 想多世界的,加判决点
x(t+1) = D_k × x(t)。
6.5 想嵌套的,设计层内动力学
x_l(t+1) = D_l × x_l(t)。
6.6 想交叉的,设计层间耦合
x_l(t+1) = Σ_m C_lm × x_m(t)。
6.7 想开放的,加交叉点
x(t+1) = D × x(t) + C_in × u(t)。
6.8 权重标定
四步标定:
|
1 |
固定其他权重,改变w_k |
测控制量变化 |
|
2 |
找到使控制量最大的w_k |
记录 |
|
3 |
对所有权重重复 |
得到权重向量 |
|
4 |
归一化 |
Σ w_k = 1 |
实验判据:
|
内权重 w_k |
固定外权重v_l,扫描内权重w_k |
|
外权重 v_l |
固定内权重w_k,扫描外权重v_l |
|
复合权重 w_m |
固定D_m,扫描w_m |
双重权重同时标定:
|
1 |
固定外权重v_l = 0,扫描内权重w_k |
测内世界响应 |
|
2 |
固定内权重w_k = 0,扫描外权重v_l |
测外世界响应 |
|
3 |
内外权重同时作用,扫描w_k和v_l |
测总响应 |
|
4 |
找到使总响应最大的组合 |
记录 |
|
5 |
归一化 |
Σ w_k = 1,Σ v_l = 1 |
内权重决定系统内部属性之间的耦合速度。外权重决定外界属性对系统的影响速度。两个速度同时标定,才能得到完整的权重向量。
7 完整示例
7.1 定义
1 = 42。N = 256。D_fine = 8。
属性1=42,属性2=100,属性3=200。
7.2 同源矩阵
归一化后:
|
属性1 |
0.585 |
0.387 |
0.028 |
|
属性2 |
0.338 |
0.511 |
0.151 |
|
属性3 |
0.035 |
0.220 |
0.745 |
7.3 单世界运行
触发:属性1变1。
t=1:属性 = [42.585, 100.338, 200.035]
t=2:属性 = [43.059, 100.714, 200.155]
t=3:属性 = [43.484, 101.084, 200.344]
约2步收敛。
稳态 = [42.333, 100.333, 200.333]。
7.4 多世界
|
A |
x₁ > 150 |
D₁ |
[0.338, 0.338, 0.324] |
|
B |
x₂ > 150 |
D₂ |
[0.331, 0.334, 0.334] |
|
C |
x₃ > 150 |
D₃ |
[0.338, 0.324, 0.338] |
7.5 softmax判决
τ = 50,x = [42, 100, 200]
softmax(x/50) = [0.036, 0.115, 0.849]
D_eff = 0.036×D₁ + 0.115×D₂ + 0.849×D₃
7.6 世界网络
世界A和世界B通过 C_AB = 0.1 耦合。
控制世界A的属性1变1 → 世界A内部变 → 通过 C_AB → 世界B跟着变。
8 结论
8.1 核心公式
|
D_same(i,j) = exp(i × θ_ij) × exp(-D_fine × Σ w_k × d_k²) |
同源度(复数版本) |
|
D_same(i,j) = exp(-D_fine × Σ w_k × d_k²) |
同源度(实数版本) |
|
D_same(i,j) = exp(i × θ_ij) × exp(-D_fine × Σ_k w_k × Σ_l v_l × d_kl²) |
双重权重 |
|
D̃_same(i,j) = D_same(i,j) / Σ_j D_same(i,j) |
行随机 |
|
x(t+1) = M × x(t) |
动力学 |
|
M = U(无耗散,幺正矩阵) |
无耗散 |
|
M = D(有耗散,行随机矩阵) |
有耗散 |
|
t_mix = 1 / (1 – |λ₂|) |
收敛速度 |
|
精细度越高 → 差值越小 → 同源度越高 → 第二特征值越小 → 收敛越快 |
收敛速度链条 |
|
D 的主特征向量 |
稳态 |
|
x(t+1) = D̃(x(t)) × x(t) |
动态同源 |
|
x(t+1) = f(D × x(t)) |
非线性 |
|
x(t+1) = D_k × x(t) |
多世界 |
|
D_eff = Σ_k softmax(x/τ) × D_k |
softmax |
|
x(t+1) = D × x(t) + C_in × u(t) |
交叉点 |
|
x_i(t+1) = D_i × x_i(t) + Σ_j C_ij × x_j(t) |
世界网络 |
|
x_l(t+1) = D_l × x_l(t) |
嵌套 |
|
x_l(t+1) = Σ_m C_lm × x_m(t) |
交叉 |
|
C_total = Σ_i N_i × D_same_i × D_judge_i |
递归控制量 |
|
D_same_total = Π_i D_same_i |
递归同源度 |
|
C_eff = min(C_i) |
有效控制量 |
内世界:w_k = 1, v_l = 0
外世界:w_k = 0, v_l = 1
内外都管:w_k = 0.5, v_l = 0.5
8.1.1 载体无关
同源世界系统的核心是数学。同源矩阵、同源度、动力学、收敛定理,都是载体无关的。
载体只是物理实现。换载体,核心不变。
|
光学 |
激光器 + SLM + CML |
|
声学 |
声源 + 介质 + 探测器 |
|
电子 |
电路 + FPGA |
|
量子 |
极低温 + 真空 |
任何载体都可以实现同源世界系统。因为核心是数学,不是物理。
8.1.1.1 为什么载体无关
同源世界系统的核心公式:
|
D_same(i,j) = exp(-D_fine × Σ w_k × d_k²) |
同源度 |
|
x(t+1) = D × x(t) |
动力学 |
|
t_mix = 1 / (1 – |λ₂|) |
收敛速度 |
|
D 的主特征向量 |
稳态 |
这些公式不包含任何物理常数。不包含光速,不包含普朗克常数,不包含电子电荷。
所以它们不依赖特定载体。
8.1.1.2 换载体,什么不变
|
同源矩阵 |
只依赖同源度公式 |
|
同源度 |
只依赖精细度和差值 |
|
动力学 |
只依赖矩阵乘法 |
|
收敛定理 |
只依赖 Perron-Frobenius |
|
一控制所有 |
只依赖行随机性 |
|
递归嵌套 |
只依赖 1 = N |
8.1.1.3 换载体,什么变
|
物理实现 |
光、声、电、量子,各不相同 |
|
精细度 |
不同载体的分辨率不同 |
|
退化速率 |
不同载体的退化机制不同 |
|
噪声来源 |
不同载体的噪声类型不同 |
|
工程成本 |
不同载体的成本不同 |
8.1.1.4 载体选择原则
|
地面同城 |
光学或电子 |
成本低,精度够 |
|
地面跨城 |
光学 + 原子钟 |
精度高,同步好 |
|
星际 |
脉冲星 + 光学 |
载体无关,距离无关 |
|
低温环境 |
量子 |
环境已有,不需要额外制冷 |
|
高温环境 |
声学或电子 |
光学和量子在高温下不稳定 |
8.1.1.5 载体无关的意义
量子系统只能在量子载体上跑。同源世界系统可以在任何载体上跑。
因为量子系统的核心是物理。同源世界系统的核心是数学。
物理受环境限制。数学不受环境限制。
这就是载体无关的意义。
8.1.2 载体无关的完整表述
同源世界系统分三层:
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核心层 |
同源矩阵、同源度、动力学、收敛定理 |
载体无关 |
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实现层 |
光学、声学、电子、量子 |
载体相关 |
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触发层 |
脉冲星、原子钟、GPS、量子纠缠 |
载体无关 |
核心层是数学。实现层是物理。触发层是同步方案。
核心层不变。实现层可变。触发层载体无关。
这就是同源世界系统的完整结构。
8.2 一控制所有
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单世界 |
控制1个属性,所有属性跟着变 |
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世界网络 |
控制1个世界,所有世界跟着变 |
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嵌套世界 |
控制1层,所有层跟着变 |
条件:行随机 + ρ(D)=1 + 交叉点连通。
1 = 42。N = 256。D_fine = 8。
属性:属性1=42、属性2=100、属性3=200。
同源矩阵:D_same(i,j) = exp(-8 × Σw_k × d_k²)。
双重权重:D_same(i,j) = exp(-8 × Σ_k w_k × Σ_l v_l × d_kl²)。
动力学:x(t+1) = D × x(t)。
稳态:D 的主特征向量。
多世界:加判决点。x(t+1) = D_k × x(t)。
嵌套:属性内部再分层。
交叉:不同世界属性互相耦合。
交叉点:开放世界的接口。
控制1 = 控制所有。
系统自己跑。世界互相嵌合。
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叠加 |
同源矩阵D的每一行 |
x_i(t+1)=Σ_j D_ij×x_j(t) |
D第一行=[0.585,0.387,0.028],三个属性同时影响属性1 |
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干涉 |
相位θ_ij |
D_same=exp(iθ)×衰减,|c₁+c₂|² |
θ=0相长,θ=π相消 |
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纠缠 |
耦合矩阵C_AB |
x_B(t+1)=D_B×x_B(t)+C_AB×x_A(t) |
C_AB=0.1×I,A变1,B变0.1 |
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非局域 |
脉冲星序号 |
第N个脉冲两端同时触发 |
无信号传输 |
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测量 |
触发 |
事件+索引选择 |
第5个脉冲选第5个状态 |
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坍缩 |
触发后更新 |
x(t+1)=D_k×x(t) |
触发前[0.2,0.5,0.3],触发后[0,1,0] |
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幺正演化 |
U |
U†U=I,x(t+1)=U×x(t) |
U=[[0,1],[1,0]],互换后换回 |
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耗散演化 |
D |
每行和=1,ρ(D)=1 |
收敛到主特征向量 |
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多世界 |
判决点 |
x(t+1)=D_k×x(t) |
x₁>150选D₁,x₂>150选D₂ |
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概率分布 |
差异分布 |
归一化 |
差异[0.8,0.5,0.2]→概率[0.53,0.33,0.13] |
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Fisher度量 |
关系距离d |
d=-ln D_same |
D_same=0.662→d=0.412 |
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散度 |
同源度 |
D_same=exp(-D_fine×Σw_k×d_k²) |
D_same=1散度0,D_same=0散度最大 |
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e-联络 |
内权重w_k |
属性i对j影响力=w_k×D_ij |
w=[0.6,0.3,0.1] |
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m-联络 |
外权重v_l |
外界l对自己影响力=v_l×D_il |
v=[0.2,0.8] |
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对偶性 |
w_k和v_l |
内曲率+外曲率对偶 |
w=0.5,v=0.5,对偶 |
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测地线 |
最小代价路径 |
代价=Σd_k² |
走差异最小路径 |
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曲率 |
差异分布不均匀度 |
Var[d_i] |
d=[0.1,0.1,0.1]平坦,d=[0.8,0.1,0.1]弯曲 |
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自然梯度 |
同源矩阵D |
x(t+1)=D×x(t) |
D=Fisher逆 |
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层级流形 |
双重权重 |
外层弯+内层弯 |
D_same=exp(-D_fine×Σ_k w_k×Σ_l v_l×d_kl²) |
这个是下面里面内容之一
掌控信息论:同源星际通信基础理论 上-CSDN博客



