Экстремальная физическая информация - Extreme physical information

Экстремальная физическая информация (EPI) является принципом теория информации, впервые описанный и сформулированный в 1998 г.^[1] к Б. Рой Фриден, Заслуженный профессор оптических наук Университет Аризоны. Принцип гласит, что осаждение научных законов может быть получено через Информация Fisher, принимая форму дифференциальные уравнения и функции распределения вероятностей.

Вступление

Физик Джон Арчибальд Уиллер заявил, что:

Все физические вещи имеют теоретико-информационное происхождение, и это вселенная соучастия ... Участие наблюдателя порождает информацию; а информация рождает физику.

Используя Информация Fisher, в частности его потеря я - J возникший во время наблюдения, принцип EPI обеспечивает новый подход к выводу законов, управляющих многими аспектами природы и человеческого общества. EPI можно рассматривать как расширение теории информации, которое охватывает много теоретических физика и химия. Примеры включают Волновое уравнение Шредингера и Распределение Максвелла – Больцмана закон. EPI был использован для вывода ряда фундаментальных законов физика,^[2]^[3] биология,^[4] в биофизика из рак рост,^[5] химия,^[5] и экономика.^[6] EPI также можно рассматривать как игра против природы, впервые предложенный Чарльз Сандерс Пирс. Такой подход требует предварительного знания соответствующего принципа инвариантности или данных.

Принцип EPI

Принцип EPI основан на хорошо известной идее о том, что наблюдение явления «источника» никогда не бывает полностью точным. То есть информация, имеющаяся в источнике, неизбежно теряется при наблюдении за источником. Предполагается, что случайные ошибки в наблюдениях определяют функцию распределения вероятностей явления источника. То есть «физика заключается в колебаниях». Утрата информации считается чрезвычайно высокой.^{[требуется разъяснение ]} Обозначая Информация Fisher в данных^{[требуется разъяснение ]} в качестве ${ displaystyle { mathcal {I}}}$ , и что в источнике как ${ displaystyle { mathcal {J}}}$ , принцип EPI гласит, что

{ displaystyle { mathcal {I}} - { mathcal {J}} = mathrm {Extremum}}

Поскольку данные, как правило, являются несовершенными версиями источника, экстремум для большинства ситуаций минимален.^{[Почему? ]} Таким образом, у любого наблюдения есть утешительная тенденция правдиво описывать его источник.^{[Почему? ]} Принцип EPI может быть решен для неизвестных амплитуд системы с помощью обычного Эйлер-Лагранж уравнения вариационного исчисления.

Книги

Фриден, Б. Рой - Физика от Fisher Information: объединение , 1-е изд. Издательство Кембриджского университета, ISBN 0-521-63167-X, стр 328, 1998
Фриден, Б. Рой - Наука от информации Фишера: объединение , 2-е изд. Издательство Кембриджского университета, ISBN 0-521-00911-1, стр502, 2004
Frieden, B.R. И Гатенби, Р.А. ред. - Исследовательский анализ данных с использованием информации Fisher, Springer-Verlag (в печати), стр. 358, 2006 г.

Последние статьи с использованием EPI

Frieden, B. Roy; Гейтенби (2013). «Принцип максимума информации Фишера из аксиом Харди применительно к статистическим системам». Phys. Ред. E. 88 (4): 042144. arXiv:1405.0007. Bibcode:2013PhRvE..88d2144F. Дои:10.1103 / PhysRevE.88.042144. ЧВК 4010149. PMID 24229152.
Гейтенби, Роберт А .; Frieden. «Применение теории информации и экстремальной физической информации к канцерогенезу». Исследования рака. 62: 3675–3684.
Chimento, L.P .; Pennini, F .; Пластино, А. (2000). «Наудтоподобная двойственность и принцип информации Экстремального Фишера». Phys. Ред. E. 62 (5): 7462–7465. arXiv:cond-mat / 0005006. Bibcode:2000PhRvE..62.7462C. Дои:10.1103 / Physreve.62.7462. PMID 11102108.
Надь, А (2003). «Информация Фишера в теории функционала плотности». J. Chem. Phys. 119 (18): 9401–9405. Bibcode:2003ЖЧФ.119.9401Н. Дои:10.1063/1.1615765.
Антон, М., Вайзен, Х. и Датч, М.Дж. - "Рентгеновская томография на токамаке TCV", Plasma Phys. Контроль. Fusion 38, 1849-1878, 1996 г. http://ej.iop.org/links/q80/fVFo+Bx3KRlwd6qcdU2Saw/p61101.pdf^{[постоянная мертвая ссылка ]}
Млынар Дж. И Бертало Л. - «Нейтронные спектры, разворачивающиеся с минимальной регуляризацией Фишера» http://pos.sissa.it/archive/conferences/025/063/FNDA2006_063.pdf Тема: Диагностика формы плазмы в термоядерной машине токамака с использованием реконструкций на основе EPI.
Венкатесан, Рави. - «Шифрование информации с использованием модели Фишера-Шредингера», представленное на 6-й Международной конференции по сложным системам (ICCS), июнь 2006 г., Бостон, Массачусетс. Полный текст статьи находится в Frieden and Gatenby, 2006 г. http://necsi.edu/community/wiki/index.php/ICCS06/235 Тема: Шифрование, безопасная передача с использованием EPI, в частности игровой аспект.
Фат Б.Д. & Кабезас, Х. & К.В. Павловски - "Информация об эксергии и рыбалке как экологические показатели",

Экологическое моделирование 174, 25-35, 2004 - CW 2003

DOI: 10.1016 / j.ecolmodel.2003.12.045

Тема: мониторинг окружающей среды на предмет разнообразия видов

Желтки. М.И. - «Кибернетика знаний: новая метафора социальных коллективов», 2005 г.

http://isce.edu/ISCE_Group_Site/web-content/ISCE_Events/Christchurch_2005/Papers/Yolles.pdf

Тема: Информационные подходы к управлению знаниями.

Венкатесан, Р. - «Инвариантная экстремальная физическая информация и нечеткая кластеризация», Тр. Симпозиум SPIE по обороне и безопасности,

Интеллектуальные вычисления: теория и приложения II, изд. Придди, К. Л., том 5421, стр. 48-57, Орландо, Флорида, 2004 г.

http://spiedl.aip.org/getpdf/servlet/GetPDFServlet?filetype=pdf&id=PSISDG005421000001000048000001&idtype=cvips&prog=normal^{[постоянная мертвая ссылка ]}

Менар, Мишель; Эбуэя, Мишель (2002). «Экстремальная физическая информация и целевая функция в нечеткой кластеризации». Нечеткие множества и системы. 128 (3): 285–303. Дои:10.1016 / s0165-0114 (01) 00071-9.
Менар, Мишель. И Дардиньяк, Пьер-Андре. И Чибелуши, Клод К. - "Неэкстенсивная термостатистика и экстремальная физическая информация для нечеткой кластеризации (приглашенная статья)", IJCC, 2 (4): 1-63, 2004 http://www.yangsky.us/ijcc/pdf/ijcc241.pdf

Смотрите также

Примечания

^ Б. Рой Фриден, Физика от Fisher Information: объединение , 1-е изд. Издательство Кембриджского университета, ISBN 0-521-63167-X, стр 328, 1998
^ Frieden, B.R .; Хьюз (1994). «Спектральный шум 1 / f, полученный из экстремизированной физической информации». Phys. Ред. E. 49 (4): 2644–2649. Bibcode:1994PhRvE..49.2644F. Дои:10.1103 / Physreve.49.2644. PMID 9961526.
^ Frieden, B.R .; Соффер (1995). «Лагранжианы физики и игра Фишера-передачи информации». Phys. Ред. E. 52 (3): 2274–2286. Bibcode:1995PhRvE..52.2274F. Дои:10.1103 / Physreve.52.2274. PMID 9963668.
^ Frieden, B.R .; Пластино, А .; Соффер, Б. (2001). «Популяционная генетика с информационной точки зрения». J. Theor. Биол. 208 (1): 49–64. Дои:10.1006 / jtbi.2000.2199. PMID 11162052.
^ ^а ^б Frieden, B.R .; Гейтенби, Р.А. (2004). «Информационная динамика в канцерогенезе и росте опухолей». Мутат. Res. 568 (2): 259–273. Дои:10.1016 / j.mrfmmm.2004.04.018. PMID 15542113.
^ Hawkins, R.J .; Frieden, B.R .; Д'Анна, J.L. (2005). «Динамика кривой доходности ab initio». Phys. Lett. А. 344 (5): 317–323. arXiv:физика / 0507098. Bibcode:2005ФЛА..344..317Х. Дои:10.1016 / j.physleta.2005.06.079.

внешняя ссылка

Б. Рой Фриден, "Fisher Information, новая парадигма науки: введение, принципы неопределенности, волновые уравнения, идеи Эшера, Канта, Платона и Уиллера. "Это эссе постоянно пересматривается в свете проводимых исследований с использованием EPI.
Обзор Bactra Критический обзор первого издания Наука от информации Фишера (2-е изд., Перечисленное выше), и об EPI в целом.
Неожиданный союз - информация о физике и Фишере: Некритический обзор той же книги и введение в EPI от SIAM News Vol 33 # 6; 17 июля 2000 г.

[Frienden3-1] Б. Рой Фриден, Физика от Fisher Information: объединение , 1-е изд. Издательство Кембриджского университета, ISBN 0-521-63167-X, стр 328, 1998

[Frieden1-2] Frieden, B.R .; Хьюз (1994). «Спектральный шум 1 / f, полученный из экстремизированной физической информации». Phys. Ред. E. 49 (4): 2644–2649. Bibcode:1994PhRvE..49.2644F. Дои:10.1103 / Physreve.49.2644. PMID 9961526.

[Frieden2-3] Frieden, B.R .; Соффер (1995). «Лагранжианы физики и игра Фишера-передачи информации». Phys. Ред. E. 52 (3): 2274–2286. Bibcode:1995PhRvE..52.2274F. Дои:10.1103 / Physreve.52.2274. PMID 9963668.

[Frieden4-4] Frieden, B.R .; Пластино, А .; Соффер, Б. (2001). «Популяционная генетика с информационной точки зрения». J. Theor. Биол. 208 (1): 49–64. Дои:10.1006 / jtbi.2000.2199. PMID 11162052.

[Frieden5-5] а ^б Frieden, B.R .; Гейтенби, Р.А. (2004). «Информационная динамика в канцерогенезе и росте опухолей». Мутат. Res. 568 (2): 259–273. Дои:10.1016 / j.mrfmmm.2004.04.018. PMID 15542113.

[Frieden7-6] Hawkins, R.J .; Frieden, B.R .; Д'Анна, J.L. (2005). «Динамика кривой доходности ab initio». Phys. Lett. А. 344 (5): 317–323. arXiv:физика / 0507098. Bibcode:2005ФЛА..344..317Х. Дои:10.1016 / j.physleta.2005.06.079.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]