搜索

x

留言板

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

downloadPDF
引用本文:
Citation:

邢修三

On dynamic information theory

Xing Xiu-San
PDF
导出引用
  • 本文综述了作者的研究成果. 近十年, 作者将现有静态统计信息理论拓展至动态过程, 建立了以表述动态信息演化规律的动态信息演化方程为核心的动态统计信息理论. 基于服从随机性规律的动力学系统(如随机动力学系统和非平衡态统计物理系统)与遵守确定性规律的动力学系统(如电动力学系统)的态变量概率密度演化方程都可看成是其信息符号演化方程, 推导出了动态信息(熵)演化方程. 它们表明: 对于服从随机性规律的动力学系统, 动态信息密度随时间的变化率是由其在系统内部的态变量空间和传递过程的坐标空间的漂移、扩散和耗损三者引起的, 而动态信息熵密度随时间的变化率则是由其在系统内部的态变量空间和传递过程的坐标空间的漂移、扩散和产生三者引起的. 对于遵守确定性规律的动力学系统, 动态信息(熵)演化方程与前者的相比, 除动态信息(熵)密度在系统内部的态变量空间仅有漂移外, 其余皆相同. 信息和熵已与系统的状态和变化规律结合在一起, 信息扩散和信息耗损同时存在. 当空间噪声可略去时, 将会出现信息波. 若仅研究系统内部的信息变化, 动态信息演化方程就约化为与表述上述动力学系统变化规律的动力学方程相对应的信息方程, 它既可看成是表述动力学系统动态信息的演化规律, 亦可看成是动力学系统的变化规律都可由信息方程表述. 进而给出了漂移和扩散信息流公式、信息耗散率公式和信息熵产生率公式及动力学系统退化和进化的统一信息表述公式. 得到了反映信息在传递过程中耗散特性的动态互信息公式和动态信道容量公式, 它们在信道长度和信号传递速度之比趋于零的极限情况下变为现有的静态互信息公式和静态信道容量公式. 所有这些新的理论公式和结果都是从动态信息演化方程统一推导出的.
    In this paper, the author presents an overview on his own research works. In recent ten years, we extended the present static statistical information theory to dynamic processes and established a dynamic statistical information theory whose core is the dynamic information evolution equation describing the evolution law of dynamic information. Starting from the idea that the state variable probability density evolution equations of the stochastic dynamic system, the classical and quantum nonequilibrium statistical physical systems obeying stochastic law and the electrodynamic system obeying decterministic law can be regarded as their information symbol evolution equations and the definitions of dynamic information and dynamic entropy, we derived the evolution equations of dynamic information and dynamic entropy that express the evolution laws of dynamic information. These show that for the dynamic systems obeying a stochastic law, the time rate of change of dynamic information densities originates from their drift, diffusion and dissipation in state variable space inside the systems and coordinate space in the transmission processes, and that the time rate of change of dynamic entropy densities is caused by their drift, diffusion and production in state variable space inside the systems and coordinate space in the transmission processes. For the dynamic systems obeying the deterministic law, the evolution equations of dynamic information and dynamic entropy are the same mathematical type as the former except that dynamic information (entropy) density only has drift in state variable space inside the systems. Information and entropy have been connected with the state and change law of the system. Information diffusion and information dissipation occur at the same time. When the space noise can be neglected, information wave will appear. If we only consider the information change inside the systems, the dynamic information evolution equations reduce to information equations corresponding to the dynamic equations which express evolution laws for the above dynamic systems. This reveals that the evolution laws of the respective dynamic systems can be expressed by information equations in a unified fashion. Furthermore, we have presented the formulas for drift and diffusion information flow, information dissipation rate, and entropy production rate and a unified information expression for degradation and self-organizing evolution. Obtained the dynamic mutual information and dynamic channel capacity reflecting the dynamic dissipative character in transmission process, in when in the limiting case the ratio of channel length to signal transmission rate approaches zero, reduces itself to the present static mutual information and static channel capacity. All these new theoritical formulas and results are derived from the dynamic information evolution equation.
      [1]

      [2]

      [3]

      [4]

      [5]

      [6]

      [7]

      [8]

      [9]

      [10]

      [11]

      [12]

      [13]

      [14]

      [15]

      [16]

      [17]

    • [1]

      [2]

      [3]

      [4]

      [5]

      [6]

      [7]

      [8]

      [9]

      [10]

      [11]

      [12]

      [13]

      [14]

      [15]

      [16]

      [17]

    • [1] 陈浩宇, 徐涛, 刘闯, 张子柯, 詹秀秀.基于高阶信息的网络相似性比较方法. 必威体育下载 , 2024, 73(3): 038901.doi:10.7498/aps.73.20231096
      [2] 吴联仁, 李瑾颉, 齐佳音.一种基于分支过程的信息流行度动力学模型. 必威体育下载 , 2019, 68(7): 078901.doi:10.7498/aps.68.20181948
      [3] 甘甜, 冯少彤, 聂守平, 朱竹青.基于分块离散小波变换的图像信息隐藏与盲提取算法. 必威体育下载 , 2012, 61(8): 084203.doi:10.7498/aps.61.084203
      [4] 冯爱霞, 龚志强, 黄琰, 王启光.全球温度场信息熵的时空特征分析. 必威体育下载 , 2011, 60(9): 099204.doi:10.7498/aps.60.099204
      [5] 陆坤权, 厚美瑛, 王强, 姜泽辉, 刘寄星.震前兆信息传播、分布及其探测原理. 必威体育下载 , 2011, 60(11): 119101.doi:10.7498/aps.60.119101
      [6] 张彦超, 刘云, 张海峰, 程辉, 熊菲.基于在线社交网络的信息传播模型. 必威体育下载 , 2011, 60(5): 050501.doi:10.7498/aps.60.050501
      [7] 郭永峰, 徐伟, 李东喜, 王亮.准单色噪声驱动的耗散动力系统的信息熵演化. 必威体育下载 , 2010, 59(4): 2235-2239.doi:10.7498/aps.59.2235
      [8] 杜华栋, 黄思训, 方涵先, 龙智勇, 王永琪.星基大气探测资料信息容量研究. 必威体育下载 , 2010, 59(1): 683-691.doi:10.7498/aps.59.683
      [9] 赵生妹, 刘静.量子多址高斯信道的信息容量研究. 必威体育下载 , 2010, 59(2): 771-777.doi:10.7498/aps.59.771
      [10] 李明杰, 吴晔, 刘维清, 肖井华.手机短信息传播过程和短信息寿命研究. 必威体育下载 , 2009, 58(8): 5251-5258.doi:10.7498/aps.58.5251
      [11] 胡春红, 李辉, 罗述谦, 王雪艳, 张璐.衍射增强成像信息分离方法研究. 必威体育下载 , 2009, 58(4): 2423-2429.doi:10.7498/aps.58.2423
      [12] 杨 雄, 童朝阳, 匡乐满.利用双光子过程实现量子信息转移. 必威体育下载 , 2008, 57(3): 1689-1692.doi:10.7498/aps.57.1689
      [13] 孟庆芳, 彭玉华, 曲怀敬, 韩 民.基于信息准则的局域预测法邻近点的选取方法. 必威体育下载 , 2008, 57(3): 1423-1430.doi:10.7498/aps.57.1423
      [14] 肖海林, 聂在平.一种研究二元对称离散信道平均互信息的新方法. 必威体育下载 , 2007, 56(4): 1948-1951.doi:10.7498/aps.56.1948
      [15] 林子扬, 付 哲, 刘立新, 胡 涛, 屈军乐, 郭宝平, 牛憨笨.双光子阵列点激发同时多维荧光信息的处理. 必威体育下载 , 2006, 55(12): 6701-6707.doi:10.7498/aps.55.6701
      [16] 宗晓萍, 徐 艳, 董江涛.多信息融合的模糊边缘检测技术. 必威体育下载 , 2006, 55(7): 3223-3228.doi:10.7498/aps.55.3223
      [17] 薛小波, 姚朝晖, 何 枫.信息保存方法在微尺度变温流场中的应用研究. 必威体育下载 , 2006, 55(3): 1276-1282.doi:10.7498/aps.55.1276
      [18] 向少华, 宋克慧.用腔场QED技术实现量子信息转移. 必威体育下载 , 2005, 54(3): 1190-1193.doi:10.7498/aps.54.1190
      [19] 钟锡华, 周岳明, 朱亚芬.自相似时间信息的谱研究. 必威体育下载 , 1991, 40(12): 1934-1941.doi:10.7498/aps.40.1934
      [20] 杨振寰, 庄松林, 赵天欣.彩色图象的光学信息处理. 必威体育下载 , 1981, 30(1): 57-65.doi:10.7498/aps.30.57
    计量
    • 文章访问数:5687
    • PDF下载量:698
    • 被引次数:0
    出版历程
    • 收稿日期:2014-06-05
    • 修回日期:2014-07-28
    • 刊出日期:2014-12-05

      返回文章
      返回
        Baidu
        map