Santa Fe Institute

聖塔非研究所論文區

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2026-08-30 · 已發表論文 摘要 Recent attempts to understand the origin of 社會 fr

摘要 Recent attempts to understand the origin of 社會 fragmentation are based on spin models which include terms accounting for two 社會 phenomena: homophily the tendency for people with similar o…

系列專文

25 篇
系列專文 042

複雜科學是什麼:跨學科的緣起與定位

從戰後控制論、資訊論、非線性動力學,到聖塔菲研究所的制度化實驗:複雜科學不是單一理論,而是一組研究「多元元素如何互動、適應並產生整體秩序」的跨學科方法。

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系列專文 055

聖塔菲研究所系列 055

從 Santa Cruz 的混沌物理、穿戴式輪盤電腦與 Prediction Company,到聖塔菲研究所的市場生態學與 Oxford/INET 的 agent-based 經濟模擬:Farmer 的工作展示了一條少見的路徑,將非線性動力系統、實證市場微結構、演化與政策模擬接在同一個研究綱領上。

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系列專文 061

聖塔菲研究所系列:演化、適應與適應度地景

從 Sewall Wright 的「適應地景」隱喻,到 Stuart Kauffman 在聖塔菲研究所脈絡下發展出的 NK 模型,再到蛋白質、抗藥性與高維序列空間的實驗地景:一條橫跨族群遺傳學、複雜系統、計算理論與分子演化的思想史。

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系列專文 065

聖塔菲學派的批評與局限

從「複雜性科學」的宏大承諾、方法論困境、制度化瓶頸,到今日 AI、網路科學與複雜經濟學中的殘留問題

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論文庫

5403 篇
已發表論文 3725
工作論文 1678
2026-05-06 已發表論文

不同的亞群是否意味著嘈雜的單細胞中的行為模式?

摘要 螢光或分子計數的群體層級分佈通常用來反映該群體內單一細胞的行為。在這篇概念性文章中,我認為計算亞群可能是一個誤導性的指標,用於識別系統內單一細胞可訪問的行為模式的數量。我表明,當系統狀態或雜訊的波動變得顯著時,基於確定性建模的行為模式定義可能會失敗。在這種情況下,機率分佈中的峰值(從隨機描述中出現)通常被解釋為確定性定義的穩定模式的替代品。然而,我證明了這種解釋可以被打破…

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2026-02-17 已發表論文

實驗性暖化消除了植物與真菌共生體的相互作用,並導致了更保守的生態系統

摘要 氣候預測預計地球上每個陸地表面的溫度都會上升。預測氣候變暖的後果對科學和社會提出了挑戰。植物與微生物相互作用的變化可能導致生態系層面功能的重大變化。在世界上最長的氣候變遷實驗之一中,我們研究了 29 年暖化對北美落基山脈原生亞高山草原的影響。暖化導致植被從草本為主轉變為木本為主,暖化地區的灌木增加了 150%,而雜草和禾本科植物則減少了約 28%。這種轉變伴隨著功能特徵向…

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2026-01-29 已發表論文

從 KEGG RCLASS 資料計算雙推出圖變換規則和原子到原子圖 作者:Beier, Nora;托馬斯·加特;雅各布·L·安德森和彼得·F·斯塔德勒

摘要 背景 原子到原子圖在許多應用中發揮重要作用。然而,它們通常很難獲得。 KEGG 反應資料庫不提供其反應的原子到原子圖,而是以所謂的 RCLASS 形式描述反應物和產物分子對的局部變化。 RCLASS 資料是為分類目的而開發的,很難用於建立原子間圖或反應規則等目的。另一方面,DPO 圖轉換規則可以作為一種方便且高效的表示形式,特別是對於這些應用程式。 RCLASS 資料可以…

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2026-01-28 已發表論文

外來歸化和本土滅絕驅動的全球樹木功能變化

摘要 人類活動同時推動本土滅絕和外來歸化,重塑全球樹木多樣性,對生態系統結構和功能產生重大影響。在這裡,我們分析了全球 31,001 種樹種的功能特徵和環境生態位,比較歸化、受威脅和非受威脅物種,以評估當前模式並預測在加劇的滅絕和歸化下的未來變化。未來樹木豐富的生態系統預計將越來越多地由具有貪婪特徵的快速生長、高資源利用物種主導,而生長緩慢、保守的物種則面臨更大的滅絕風險。儘管…

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2026-01-14 已發表論文

摘要 動物如何從單細胞祖先演化而來是一個基本的生物學問題

摘要 動物如何從單細胞祖先演化而來是一個基本的生物學問題。所有動物都是單系的——擁有一個共同的祖先——這一事實意味著它們起源於單細胞真核生物,很可能是由罕見且高度有利的創新所驅動的。雖然化石記錄和最初的基因組比較表明動物起源於許多新基因的快速獲取,但對動物最近的單細胞親屬的新研究表明,大多數這些基因起源於動物進化之前。在這裡,我們提出了一個動物起源的新模型,它與我們這個時代最偉…

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2026-01-07 已發表論文

深度與廣泛的技術搜尋以及創新影響的時機

摘要 這項研究透過在動態集體知識系統中對創意搜尋進行建模並強調技術影響時機的重要性,為創新策略中深度與廣度的爭論提供了新的視角。我們使用前沿機器學習在雙曲空間中投影專利引用網絡,分析了 490 萬項美國專利,以研究搜尋策略如何產生不同的影響累積時間模式。我們發現,基於深度搜尋的發明依賴於對重組複雜結構的專業理解,透過在專業群體中的早期採用來推動更高的短期影響,但隨著創新被「鎖定…

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2026-01-06 已發表論文

顯示美國法律法規一個世紀以來複雜性演變的資料集

摘要 隨著社會在數位治理、氣候政策和公共衛生等領域面臨日益複雜的監管需求,迫切需要了解法律體系如何演變、監管注意力集中在哪裡以及其製度架構如何塑造適應能力。然而,法律的長期結構動態仍然沒有得到充分的實證探索。在這裡,我們對美國聯邦成文法的主要彙編《美國法典》(U.S. Code)進行了定量分析,涵蓋了該法典從 1926 年到 2023 年的整個歷史。我們包括與該法典的結構和語言…

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2025-11-24 已發表論文

清潔能源技術的知情投資

摘要 Governments and companies face consequential decisions about allocating resources to the research, development, demonstration and deployment of energy technologies to meet environmental, …

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2025-11-21 已發表論文

人類視覺皮層中的通用無標度表示

摘要 How does the human 大腦 encode complex visual 資訊? While previous research has characterized individual dimensions of visual representation in cortex, we still lack a comprehensive understan…

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2025-11-20 已發表論文

預測河川魚類出現和密度的乾燥狀況特徵

摘要 自然間歇系統中的物種可能已經進化到受益於歷史乾燥動態或能夠適應歷史乾燥動態,但預計氣候引起的乾旱化和人類對水的需求將增加空間和時間尺度上的乾燥。乾燥的增加已被確定為淡水無脊椎動物物種豐富度減少的主要水文決定因素,而可能表明乾燥的極低流量與魚類豐度和物種豐富度的減少有關。為了更了解河流乾燥加劇對魚類組合的影響,我們分析了 12 年空間明確的灌溉季節(4 月至 10 月)每日…

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2025-11-03 已發表論文

量子力學的廣義非線性擴展

摘要 We construct the most general form of our previously proposed 非線性 extension of 量子 mechanics that possesses three basic properties. Unlike the simpler model, the new version is not complet…

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2025-11-01 已發表論文

雙向回饋系統中的耦合災難

摘要 Catastrophes are present across many disciplines, ranging from the extinction of 族群s in ecosystems to the collapse of prices in financial systems. Here, we focus on how interactions betwe…

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2025-10-24 已發表論文

透過模型增強改進疫情預測

摘要 Accurate forecasts of 疾病 outbreaks are critical for effective public health responses, management of healthcare surge capacity, and communication of public risk. There are a growing numbe…

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2025-10-17 已發表論文

度量網路上的動態過程

摘要 The structure of a 網絡 has a major effect on dynamical processes on that 網絡. Many studies of the interplay between 網絡 structure and dynamics have focused on models of phenomena such as 疾病 …

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2025-10-16 已發表論文

彌合約理心認知差距可促進社會聯繫

摘要 Young adults face a rising tide of mental illness and loneliness. We propose that an overlooked barrier for 社會 connection is how people perceive each other's empathy. Here, our longitudin…

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2025-10-10 已發表論文

自發性對稱破缺在物理和生物中的角色

摘要 Coexistence is simultaneously one of the most fundamental concepts of 生態學, and one of the most difficult to define. A particular challenge is that, despite a well developed body of resear…

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2025-10-07 已發表論文

合成生物學中的基因電路設計

摘要 自組織 of individual organisms at a very small scale may result in recognizable functional ecosystem structures at a larger spatial scale. Drylands, which cover almost half of emerged lands,…

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2025-10-06 已發表論文

社會網絡中的意見極化

摘要 The cosmic far infrared background (CIB) encodes dust emission from all galaxies and carries valuable 資訊 on structure formation, star formation, and chemical enrichment across cosmic time…

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2025-10-06 已發表論文

替換、增強、顛覆:人工智慧與組織決策

摘要 Generative 人工智慧 (AI) and Large 語言 Models (LLMs) will have an enormous impact on how organizations make decisions. On many operational decisions, AI and LLMs will replace humans, while on …

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2025-10-03 已發表論文

一夫多妻制的高比例並沒有將大部分男性排除在婚姻市場之外

摘要 学术文献和大众媒体普遍认为,一夫多妻制通过扭曲婚姻市场的性别比例来阻止大量男性结婚。反过来,将男性排除在婚姻之外被认为会导致负面结果,例如助长犯罪和武装冲突。在本文中,我们系统地研究了一夫多妻制与男性婚姻前景之间的关系。首先,我們使用人口統計模型表明,在一系列現實的人口統計情境下,婚姻市場已經足夠女性化,可以維持一定程度的一夫多妻制,而不會將任何男性排除在婚姻之外。其次,…

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2025-10-02 已發表論文

複雜網絡上的傳播動態

摘要 許多關於生命起源的研究都集中在封裝的優點上。除了這些優點之外,要實現封裝的系統可能還需要克服嚴峻的挑戰。在這裡,我們解決了與封裝生物系統相關的一般限制。我們首先考慮地球現存的生化系統,並表明大分子的速率和大小的微小變化很容易使封裝變得困難。我們發現,如果核醣體的大小較慢,則存在一個閾值,現代生命無法封裝在細胞中。我們也展示了最大的細胞如何受到單位尺寸核醣體比率的限制。我們…

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2025-10-02 已發表論文

差距的科學

摘要 我們考慮評估和擴展有關生命起源的推測假設的問題。生活的複雜性和歷史偶然性的可能性相結合,使得知識和思想的缺失(我們稱之為「差距」)阻礙了其最基本問題的廣泛多樣性。事實證明,為證明成熟和穩定的科學信念的合理性而發展起來的科學經驗主義方法對於通過間隙進行推理不太有用,在這種情況下,一致性標準可能很少得到滿足,並且隱喻等較弱的標準在實踐中充當動機。我們考慮情境在證明推測假設的合…

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2025-10-02 已發表論文

生命的起源:可能與實際

摘要 The questions of how life forms, whether life is an inevitable outcome and how diverse its presentation could be remain some of the most profound in science. Investigations into the origi…

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2025-10-02 已發表論文

生命起源的分歧與相變

摘要 The path towards the 湧現 of life in our biosphere involved several key events allowing for the persistence, reproduction and 演化 of molecular systems. All these processes took place in a gi…

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2025-10-02 已發表論文

原細胞能量轉換、訊息與健身

摘要 An integrated protocellular system is presented and studied in simulation. In this system, co factor molecules serve both as part of an electron relay for an energy transduction mechanism…

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2025-10-01 已發表論文

有向超路徑中的裝配

摘要 Assembly theory has received considerable attention in the recent past. Here we analyze the formal framework of this model and show that assembly pathways coincide with certain minimal hy…

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2025-10-01 已發表論文

細胞預測的最小遺傳電路

摘要 Living systems have evolved 認知 complexity to reduce environmental uncertainty, enabling them to predict and prepare for future conditions. Anticipation, distinct from simple prediction, i…

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2025-09-24 已發表論文

城市形態的自組織演化

摘要 Technology plays a central role in all human societies, from foraging to industrial economies. However, technological solutions come with associated costs, and in small scale societies, t…

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2025-09-19 已發表論文

網路上量子行走的聚類誘導定位

摘要 網路上的量子行走是量子資訊理論中的一個範例模型。量子行走演算法已被開發用於各種應用,包括空間搜尋問題、元素獨特性問題和節點中心性分析。與經典對應物不同,量子行走的演化是單一的,因此它們不會收斂到平穩分佈。然而,對於許多應用來說,了解量子行走的長期行為以及網路結構對其演化的影響非常重要。在本文中,我們研究網路上連續時間量子行走的定位。我們推導了長期逆參與比的解析表達式,該表…

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2025-09-09 已發表論文

當你掉進黑洞時霍金輻射是什麼樣子

摘要 我們研究了半經典史瓦西黑洞視界附近自由落體安魯 德威特粒子探測器的測量結果。我們的結果表明,在哈特爾 霍金真空和安魯真空中,探測器的反應隨著其接近和跨越地平線而平穩增加。然而,這些測量主要取決於偵測器開關的影響,而不是霍金輻射粒子的探測。我們證明,自由落體的安魯 德威特探測器無法直接測量地平線附近的霍金輻射,因為熱化所需的時間比地平線附近花費的時間長。我們根據粒子探測器的…

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2025-09-01 已發表論文

使用平均場極限來近似主方程式的隨機擴散

摘要 隨機 擴散 is the noisy process through which dynamics like 流行病學cs, or 智能體s like animal 物種, disperse over a larger area. These processes are increasingly important to better prepare for pandem…

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2025-08-28 已發表論文

有限記憶約束下歧視的演變

摘要 We develop an 演化ary model for individual discriminatory behavior that emerges naturally in a mixed 族群 as an adaptive strategy. Our findings show that, when individuals have finite memory …

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2025-08-26 已發表論文

深度學習在科學發現中的應用

摘要 蜜蜂以其建造複雜且適應性強的蜂巢的技能而聞名,這些蜂巢顯示出細胞大小的顯著變化。然而,它們在構造不同蜂窩尺寸的蜂窩體時的適應性程度尚未被徹底研究。我們使用 3D 列印和 X 光顯微鏡來量化蜜蜂將蜂巢調整到不同初始條件的能力。我們的研究結果提出了三種不同的梳子構造模式,以響應具有不同尺寸的 3D 列印單元的基礎。對於較小的地基,蜜蜂有時會合併相鄰的單位以補償減少的空間。然而…

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2025-08-25 已發表論文

社交網絡中的合作演化

摘要 Environmental microbiology is a multidisciplinary area that can encompass field expeditions, 計算 modelling and aseptic culturing techniques in the laboratory. Training at the graduate and …

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2025-08-20 已發表論文

基因組中的暗物質:非編碼DNA的功能

摘要 Understanding the neurophysiological changes underlying conscious unconscious transitions is a key goal in neuroscience. Using magnetic resonance neuroimaging, we investigate the 網絡 conne…

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2025-08-19 已發表論文

隨機熱力學的基礎與應用

摘要 Many microbial eukaryotes have unicellular life stages, but can also form multicellular colonies. We explored hydrodynamic consequences of colony morphology, which affects swimming and fl…

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2025-08-15 已發表論文

資訊動態與生態系中高階個體的出現

摘要 At what level does 自然選擇 occur? When considering the reproductive dynamics of interacting and mutating 智能體s, it has long been debated whether selection is better understood by focusing on …

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2025-08-11 已發表論文

社會合作的演化基礎

摘要 Innovations improve technology costs through various kinds of engineering advancements, including changes to materials choices and device or process designs. Understanding how these innov…

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2025-08-07 已發表論文

量子生物學:生命中的量子效應

摘要 Panel data arise when time series measurements are collected from multiple, dynamically independent but structurally related systems. Each system's time series can be modeled as a partial…

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2025-08-07 已發表論文

生態系統服務的經濟估值

摘要 Background and aims: Elderly onset inflammatory bowel 疾病 (IBD) patients (age = 60 at diagnosis) have unique characteristics that require special consideration. Using a real life registry …

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2025-08-07 已發表論文

生命歷程中個體免疫反應的趨同與分歧

摘要 Three ingredients create the strikingly variable 免疫 trajectories observed across human 族群s: (i) 遺傳 variation, (ii) individual scale generation of additional 遺傳 多樣性 solely in lymphocytes, …

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2025-08-04 已發表論文

神經相似性預測陌生人是否會成為朋友

摘要 What determines who becomes and stays friends? Many factors are linked to friendship, including physical proximity and interpersonal similarities. Recent work has leveraged neuroimaging t…

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2025-08-02 已發表論文

非平衡相變的理論框架

摘要 The C. elegans Orsay 病毒 pathosystem provides a powerful model for investigating the mechanisms that govern viral infection and immunity. Here, we focus on two key aspects of this interact…

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2025-07-24 已發表論文

全球貿易網絡的韌性分析

摘要 Conversations shape future behaviors, particularly among young adults. However, young adults vary widely in their susceptibility to peer influence. What 神經 processes relate to this suscep…

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2025-07-08 已發表論文

文化傳播中的創新擴散

摘要 當科學家使用 Google Scholar、Scopus 和 Web of Science 等平台搜尋文章時,他們看到的結果是由搜尋演算法決定的。這些演算法優先考慮高被引用的論文。一方面,這加強了這些論文與相應關鍵字的關聯,這有助於顯示主流學科的主導出版物。然而,它也縮小了對替代方法、理論或研究項目的接觸範圍。因此,探索新興主題或跨學科問題的研究人員面臨發現相關但較少被引…

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2025-07-07 已發表論文

大腦的預測編碼理論

摘要 城市 environments are often associated with resource and environmental differences providing potential novel selection pressures compared to adjacent unmodified landscapes. While these char…

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2025-07-05 已發表論文

生物時鐘的數學理論

摘要 文化 演化 is driven by how we choose what to consume and share with others. A common belief is that the 文化 artifacts that succeed are the ones that balance novelty and conventionality. This "…

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2025-07-03 已發表論文

社會不平等的動力學模型

摘要 In “The Ecological Approach to Culture”, Baumard and Andre (2025) argue that culture is not fundamentally different from 生態學, and that “適應ist thinking and inclusive fitness theory [are] j…

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2025-07-02 已發表論文

合成細胞的設計與建構

摘要 We propose a new approach to funding 疾病 specific drug development via a variation of the adaptive platform trial. This trial is designed to test a portfolio of drug candidates in parallel…

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2025-07-01 已發表論文

隨機矩陣理論在複雜系統中的應用

摘要 城市ization is a significant source of inter and intra city environmental variation and is associated with declining avian 族群 sizes, with a shift towards more homogeneous communities that c…

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2025-07-01 已發表論文

放牧調節旱地植被的多尺度空間結構

摘要 植物可以改善當地環境,並在旱地創造植被和裸土的兩相空間結構,這在很大程度上影響生態系統的功能。儘管越來越多的研究探討了乾旱等全球變化驅動因素如何影響旱地的植被空間結構(例如斑塊大小分佈),但仍不清楚放牧影響與氣候梯度的影響有何不同,這些影響如何隨食草動物的攝食習慣而變化,以及哪些植物水平特徵(例如大小和生命形式)介導了這些空間響應。在這裡,我們將生態系統影像的空間植被模式…

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2025-06-23 已發表論文

城市熱島效應的物理機制與緩解策略

摘要 Tree 物種 worldwide face increasing exposure to unprecedented macroclimatic conditions due to anthropogenic 氣候 change, which may trigger biome shifts and ecosystem disruptions. We quantifie…

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2025-06-20 已發表論文

回覆 Izuma 和 Kakinuma:對話使自我觀點在降噪之上和之外保持一致

摘要 Izuma 和 Kakinuma 證明,重複採樣可以減少自我報告的變異性,從而隨著時間的推移產生收斂的外觀 (1)。他們提出了一個重要的觀點,我們很高興在這裡提出這一點。我們的數據表明,我們觀察到的對話引起的對齊——我們稱之為自我間對齊(ISA;2)——持續存在於這個偽影之上和之外。我們將對話條件與 Izuma 和 Kakinuma 報告的數據以及與我們原始設計平行但沒有…

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2025-06-17 已發表論文

生態系統的能量流動與營養級聯

摘要 遺傳 algorithms are a powerful method to solve optimization problems with complex cost functions over vast search spaces that rely in particular on recombining parts of previous solutions. …

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2025-06-17 已發表論文

大陸尺度分析揭示了廣泛的根雙峰性

摘要 An improved understanding of root vertical distribution is crucial for assessing plant soil atmosphere interactions and their influence on the land carbon sink. Here, we analyze a contine…

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2025-06-16 已發表論文

演化中的表型可塑性

摘要 合作 at scale is critical for achieving a sustainable future for humanity. However, achieving collective, cooperative behavior in which intelligent actors in complex environments jointly im…

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2025-06-05 已發表論文

熱帶森林碳循環對氣候變遷的回饋

摘要 We study the 演化 of a system of many point particles initially concentrated in a small region in d dimensions. Particles undergo overdamped motion caused by pairwise interactions through t…

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2025-06-02 已發表論文

古氣候重建中的代用指標

摘要 人工智慧 (AI) is reshaping international governance, presenting opportunities to enhance systemic 韌性 while posing significant ethical, 社會, and geopolitical challenges. This paper argues that …

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2025-06-02 已發表論文

人工生命與複雜系統的交叉

摘要 Large 語言 models (LLMs), through their exposure to massive collections of online text, learn to reproduce the perspectives and linguistic styles of diverse 社會 and 文化 groups. This capabilit…

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2025-06-02 已發表論文

摘要 四子棋是一款兩人遊戲,每個玩家都試圖成為第一個創建一個由四個棋子組成的序列的人,這些棋子可以水平、

摘要 四子棋是一款兩人遊戲,每個玩家都試圖成為第一個創建一個由四個棋子組成的序列的人,這些棋子可以水平、垂直或對角排列,輪流將棋子放入寬度為七、高度為六的網格的列中。 《Misère Connect Four》遵循相同的規則,但目標相反:不連接四個。本文宣布四子棋的問題已解決:雙方的完美表現將導致第二名玩家獲勝。更一般地說,本文還宣佈在 w x h 棋盤上玩的 Misère C…

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2025-06-01 已發表論文

代謝縮放理論:從細胞到生態系統

摘要 Background A key step toward understanding psychiatric disorders that disproportionately impact female mental health is delineating the 湧現 of sex specific patterns of 大腦 organisation at t…

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2025-05-29 已發表論文

使用機器學習調查複合系統的描述空間

摘要 Multivariate 資訊 theory provides a general and principled framework for understanding how the components of a system are connected. Existing analyses are coarse in nature built up from cha…

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2025-05-27 已發表論文

人類語言的複雜性與資訊熵

摘要 We investigate mechanisms for the observed 非線性 growth in the number of polymer vesicles generated during a photo Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer based polymerization indu…

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2025-05-23 已發表論文

分子自組裝的設計原則

摘要 我們研究了 Chern Simons 理論中的多部分糾纏模式,其中具有緊緻簡單規範群 G 和級別 k,其狀態由「連結補」上的路徑積分定義,即邊界由 n 個拓撲連結環面組成的緊流形。我們關注的是連結互補,它可以在拓撲上描述為 Seifert 表面上的纖維。我們表明,這種纖維連結補態的糾纏結構是由拓樸不變量(纖維化的單向性)控制的。因此,Chern Simons 連結狀態的糾…

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2025-05-22 已發表論文

文化演化中的累積適應

摘要 物種' traits and environmental conditions determine the abundance of tree 物種 across the globe. The extent to which traits of dominant and rare tree 物種 differ remains untested across a broad…

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2025-05-16 已發表論文

自組織臨界性與地震預測

摘要 In this paper, we present a brief critical analysis of the data, methodology, and results of the most recent publication on the 計算 phylogeny of the Indo European family (Heggarty et al. 2…

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2025-05-16 已發表論文

量子資訊與黑洞的資訊悖論

摘要 社會 dynamics are often driven by both pairwise (i.e., dyadic) relationships and higher order (i.e., polyadic) group relationships, which one can describe using hypergraphs. To gain insight…

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2025-05-16 已發表論文

大蠟螟新型隱球菌感染動態

摘要 Galleria mellonella has emerged as an important host for the study of fungal virulence, insect 免疫 responses, and the evaluation of antifungal 智能體s. In this study, we investigated the dyna…

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2025-05-08 已發表論文

非線性微分系統的卡爾曼近似

摘要 我們研究托斯頓·卡爾曼一個世紀前引入的一種近似非線性微分系統解的方法。他的想法是用無限維線性系統來取代非線性系統。卡勒曼近似值是在求解截斷版本時獲得的。我們描述了線性化過程並提出了應用卡爾曼技術的兩種不同方法。在第一種情況下,這是常見的情況,卡爾曼近似集中在相空間中的平衡點。所得線性系統始終是齊次的,並且通常可以解析求解更高階的近似。感興趣點越接近平衡點,近似解越準確。在…

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2025-05-07 已發表論文

網路流的多尺度場論

摘要 網絡 flows are pervasive, including the movement of people, transportation of goods, 傳播 of energy, and dissemination of 資訊; they occur on a range of empirical interconnected systems, from d…

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2025-05-06 已發表論文

最優覓食理論的數學基礎

摘要 To ensure survival and reproduction, individual animals navigating the world must regularly sense their surroundings and use this 資訊 for important decision making. The same is true for an…

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2025-05-01 已發表論文

離散時間主動推理的簡明數學描述

摘要 In this paper we present a concise 數學 description of active inference in discrete time. The main part of the paper serves as a basic introduction to the topic, including a detailed exampl…

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2025-04-29 已發表論文

催產素受體的膽固醇變構調節

摘要 G 蛋白質 coupled receptors are critical components in cellular signaling, mediating various physiological responses to external stimuli. Here, we investigate the intricate relationship betwe…

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2025-04-29 已發表論文

作者支付的出版費破壞了科學,應該被放棄

摘要 作者支付的出版費通常與所謂的「黃金」開放取用期刊有關,它會激勵發表低品質的研究成果,從而導致科學腐敗,並加劇享有盛譽且資金充足的機構與資金雄厚的機構之間的不平等。資助機構和大學圖書館支付文章處理費的壓力浪費了研究經費,並阻礙了建立更永續的出版系統的努力。我們建議完全放棄學術研究向作者支付的出版費,學術研究的出版通常是一種公共產品,但卻可以使出版商致富,同時降低研究成果。謹…

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2025-04-28 已發表論文

群體免疫的數學門檻

摘要 Modern psychiatry faces challenges in translating neuro生物 insights into treatments for severe illnesses. The mid 20th century witnessed the rise of molecular mechanisms as pathophysiologi…

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2025-04-28 已發表論文

複雜系統中的湧現行為與還原論的限制

摘要 This article describes seven potential benefits of incorporating 智能體 based modeling (ABM) as a core research methodology for psychological research on 社會 phenomena: building formal theori…

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2025-04-25 已發表論文

傳染病動態的空間建模

摘要 Pervasive across diverse domains, 隨機 systems exhibit fluctuations in processes ranging from molecular dynamics to 氣候 phenomena. The Langevin equation has served as a common 數學 model for s…

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2025-04-17 已發表論文

科學中的性別與種族多樣性社會化

摘要 Scientific collaboration 網絡s are a form of unequally distributed 社會 capital that shapes both researcher job placement and long term research productivity and prominence. However, the role…

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2025-04-15 已發表論文

計算不可約性與自然定律的極限

摘要 This study (1R01HD107002 01A1) protocol describes the planned creation and use of an 智能體 based model (ABM) of early childhood physical activity (PA). Successful early childhood PA interve…

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2025-04-14 已發表論文

演化中的遺傳約束與發育偏差

摘要 Here, we assess the extent to which land use relating to food acquisition (farming, herding, foraging) and associated value regimes shaped past 經濟 不平等. We consider the hypothesis that lan…

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2025-04-14 已發表論文

演化博弈論在經濟學中的應用

摘要 The Gini coefficient is a 統計 measure commonly used to characterize distributions of socio經濟 quantities. Archaeologists and 社會 scientists have recently adopted this method to analyze ancie…

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2025-04-14 已發表論文

演化發育生物學中的基因調控網絡

摘要 Long entrenched grand narratives have tied 不平等 in large human aggregations to generally linear trends, a direct outcome of domestication, then fostered by 族群 growth and/or stepped scalar …

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2025-04-14 已發表論文

考古學中的網絡分析方法

摘要 Understanding the relationship between 不平等 and 經濟 growth is a critical science problem that hinders sustainable development. In 1955, Simon Kuznets hypothesized that rising 經濟 growth rais…

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2025-04-14 已發表論文

演化賽局理論中的隨機效應

摘要 Defining wealth broadly to include wealth in people, relational connections, and material possessions, we examine the prehistory of wealth 不平等 at the level of the residential units using …

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2025-04-14 已發表論文

社會不平等的計算考古學

摘要 Definitions of 永續 commonly stress both systemic continuity and equality over time. However, the degree to which these two sides of 永續 might be related has not been systematically investig…

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2025-04-11 已發表論文

資訊幾何與統計推論

摘要 By unifying three foundational principles of modern biology, we develop a 數學 framework to analyze the growing tree of life. Contrary to the static case, where the analogy between 系統發育 tre…

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2025-04-11 已發表論文

實體網路成為他們所學到的東西

摘要 Physical 網絡s can develop tuned responses, or functions, by design, by 演化, or by learning via local rules. In all of these cases, tunable degrees of freedom characterizing internal interac…

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2025-04-11 已發表論文

軌跡類漲落定理

摘要 The Trajectory Class Fluctuation Theorem (TCFT) presents equalities between 熱力學 quantities, such as work costs and free energy changes, and the probabilities of classes of system state tr…

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2025-04-07 已發表論文

文明崩潰的複雜系統視角

摘要 Motivation Unraveling the human interactome to uncover 疾病 specific patterns and discover drug targets hinges on accurate 蛋白質 蛋白質 interaction (PPI) predictions. However, challenges persist…

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2025-04-07 已發表論文

氣候模型中的不確定性量化

摘要 At root, perception converts external 資訊 from an environment to signals of use in downstream cognition. We explore a 族群 of interacting perceptual 智能體s whose adaptive internal structure tr…

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2025-04-05 已發表論文

演化中的趨同與平行

摘要 Orthology inference lies at the foundation of comparative genomics research. The correct identification of loci which descended from a common ancestral sequence is not only complicated by…

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2025-04-03 已發表論文

計算社會科學的方法與挑戰

摘要 Music traditions worldwide are subject to remarkable 多樣性 but the origins of this variation are not well understood. Musical behaviour is the product of a multicomponent collection of abil…

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2025-04-01 已發表論文

量子蒙地卡羅方法在凝態物理中的應用

摘要 在本期關於「哲學家的工具包」如何促進神經科學進步的特刊的編輯們所採用的術語中,本文報道了向幾位神經科學家提出了這個問題,所有這些神經科學家都有與哲學家成功互動的記錄。這些討論採用了遵循巴維奇方法的結構化訪談的形式。結果凸顯了這些神經科學家認為哲學家可以幫助他們解決的許多問題。關於「哲學家的工具包」的組成,出現了不同的觀點。但這些神經科學家中的每一位都看到了哲學家在神經科學…

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2025-04-01 已發表論文

演化動態中的中性理論

摘要 A theory derived ecological equation of state relating 生物多樣性, productivity, abundance and biomass in ecosystems has been tested with satellite derived proxy 森林ry data. Predicted failure o…

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2025-03-26 已發表論文

多智能體系統中的集體決策

摘要 Diaries seem to contain almost anything; how could it be otherwise, given the 多樣性 of their authors, the variety of contexts in which they are authored, and the range of reasons for author…

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2025-03-23 已發表論文

量子糾纏的非局域性

摘要 Low socio經濟 status (SES) undergraduates are often worse off in well being than high SES peers. These "well being gaps" lessen when low SES students self report being 社會ly connected; howev…

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2025-03-20 已發表論文

人工智慧學會推理

摘要 Julia has two sisters and one brother. How many sisters does her brother Martin have? Solving this tiny puzzle requires a bit of thinking. You might mentally picture the family of three g…

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2025-03-19 已發表論文

物種滅絕的選擇性模式

摘要 A plethora of methods have been developed in the past two decades to infer the underlying 網絡 structure of an interconnected system from its collective dynamics. However, methods capable o…

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2025-03-17 已發表論文

演化中的適應性景觀理論

摘要 Humans have an exceptional ability to notice relations between different entities and situations and to transfer their relational knowledge across contexts. For example, adults can easily…

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2025-03-17 已發表論文

氣候變遷下的物種分布建模

摘要 We suggest a possible origin for abrupt mixed order transitions in physical systems and demonstrate it on three different Ising模型s with additional different types of interactions. We iden…

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2025-03-14 已發表論文

馬尾藻海微生物磷採集中的晝夜分配

摘要 The daily cycle of photosynthetic primary production at the base of 海洋 食物網s is often limited by the availability of scarce nutrients. Microbial competition for these scarce resources can …

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2025-03-08 已發表論文

經濟不平等對健康的影響

摘要 Interactions among roots and leaves are fundamental for plant growth and survival, yet it remains a knowledge gap in mangrove plants that experience saline stress distinct from most other…

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2025-03-06 已發表論文

演化發育的基因工具箱

摘要 Understanding the capacity of 森林s to adapt to 氣候 change is of pivotal importance for conservation science, yet this is still widely unknown. This knowledge gap is particularly acute in hi…

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2025-03-06 已發表論文

非平衡統計力學中的漲落定理

摘要 Tropical 森林s and woodlands are key components of the global carbon and water cycles. Yet, how 氣候 change affects these biogeochemical cycles is poorly understood because of scarce long ter…

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2025-03-05 已發表論文

海洋酸化對珊瑚礁的影響

摘要 Tropical 森林 canopies are the biosphere's most concentrated atmospheric interface for carbon, water and energy(1,2). However, in most Earth System Models, the diverse and heterogeneous tro…

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2025-03-03 已發表論文

社會流動性的代際傳遞

摘要 We characterize 量子 dynamics in triangular billiards in terms of five properties: (1) the level spacing ratio (LSR), (2) spectral complexity (SC), (3) Lanczos coefficient variance, (4) ene…

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2025-03-03 已發表論文

微生物燃料電池的生物電化學

摘要 透明導體(TC)具有光學透明性和電子傳導性,對於許多光電和光伏裝置至關重要。最常見的TC是電子摻雜氧化物,其在可能的摻雜劑的選擇上受到限制,因為過渡金屬通常不適合,因為它們傾向於與氧形成強鍵。非氧化物TC具有將材料類別擴展到磁性領域、繞過技術瓶頸並將TC帶入自旋電子學領域的潛力。在這裡,我們提出了將透明度和導電性與磁自旋極化相結合的新型功能材料,可用於自旋電子應用,例如自…

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2025-03-03 已發表論文

語言演化的數學模型

摘要 我們調查招聘流程,按順序面試一系列申請人,並根據申請人的分數立即做出是否僱用申請人的決定。對於最大和平均改進策略,決定取決於申請人的分數和所有員工(即以前成功的申請人)的分數。對於局部改進策略,為每位申請人隨機選擇一個面試委員會,根據申請人的分數和委員會成員的分數做出決定。這些理想化的招募策略抓住了不確定性下決策的挑戰。我們探討了最佳員工的平均分數、僱用所有前 N 個申請…

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2025-03-01 已發表論文

語言的統計結構與認知處理

摘要 Using county level data from the United States, we assessed allometric 縮放律 relationships of corona病毒 疾病 (COVID 19) cases, deaths and age structure within and across the first four major w…

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2025-03-01 已發表論文

複雜系統中的因果推論方法

摘要 Forman Ricci curvature (FRC) is a potent and powerful tool for analyzing empirical 網絡s, as the distribution of the curvature values can identify structural 資訊 that is not readily detected…

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2025-02-28 已發表論文

人類決策中的認知偏差

摘要 反應模板是代表反應中心以及周圍環境的圖表,以指定化學反應的顯著特徵。它們是假想過渡態的子圖,相當於雙推出圖重寫規則,因此可以直接應用於預測結構式層面的反應結果。我們在這裡介紹 SynTemp,一個旨在從大規模反應資料儲存庫中提取反應模板並分層聚類的框架。規則推理是作為一種強大的圖論方法實現的,它首先計算原子映射(AAM),作為來自多個最先進工具的部分預測的共識,然後通過機…

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2025-02-26 已發表論文

臨界點處普遍不發散的 Grüneisen 參數

摘要 According to Boltzmann Gibbs (BG) 統計 mechanics, the 熱力學 response, such as the isothermal susceptibility, at critical points (CPs) presents a divergent like behavior. An appropriate parame…

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2025-02-26 已發表論文

超導西拉德引擎的非平衡熱力學

摘要 We implement a Szilard engine using a 2 bit logical unit consisting of inductively coupled 量子 flux parametrons Josephson junction superconducting circuits with applications in both the cl…

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2025-02-24 已發表論文

技能依賴性揭示了嵌套的人力資本

摘要 現代經濟需要日益多樣化和專業化的技能,其中許多技能首先取決於其他技能的獲得。在這裡,我們分析美國的調查數據,揭示技能組合中的嵌套結構,其中依賴性的方向是從不對稱的條件機率推斷出來的——職業需要一種技能以另一種技能為條件。這種方向性表明,先進的、特定的技能和知識往往建立在更廣泛的、基礎的技能和知識之上。我們研究了 7000 萬個工作轉型,以表明人力資本發展和職業發展遵循這種…

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2025-02-17 已發表論文

人工神經網絡與生物神經網絡的比較

摘要 The lived experience of 城市 life is shaped by personal mobility through dynamic relationships and resources, marked not only by access and opportunity, but also 不平等 and segregation. The re…

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2025-02-12 已發表論文

生態系統的多穩態與臨界轉變

摘要 Aircraft wastewater surveillance has been proposed as a new approach to monitor the global spread of pathogens. Here we develop a 計算 framework providing actionable 資訊 for the design and e…

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2025-02-11 已發表論文

定向交通功能

摘要 Transit functions were introduced as models of betweenness on undirected structures. Here we introduce directed transit function as the directed analogue on directed structures such as po…

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2025-02-04 已發表論文

時間序列分析中的非線性方法

摘要 In a subset of SARS CoV 2 infected individuals treated with the antiviral nirmatrelvir ritonavir, the 病毒 rebounds following treatment. The mechanisms driving this rebound are not well und…

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2025-01-30 已發表論文

基因流動如何影響適應性景觀上的演化動態

摘要 物種 interactions play a crucial role in shaping 生物多樣性, 物種 coexistence, 族群 dynamics, community stability and ecosystem functioning. Our understanding of the role of the 多樣性 of 物種 interactio…

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2025-01-24 已發表論文

多層網絡中的擴散與傳播

摘要 From sequences of discrete events, humans build mental models of their world. Referred to as graph learning, the process produces a model encoding the graph of event to event transition p…

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2025-01-24 已發表論文

生態系統中的臨界轉變與早期預警信號

摘要 Fears about the destabilizing impact of mis資訊 online have motivated individuals and platforms to respond. Individuals have increasingly challenged others' online claims with fact checks i…

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2025-01-24 已發表論文

無標度網絡中的同步化轉變

摘要 GenProg implemented a novel method for automatically evolving patches to repair test suite failures in legacy C programs. It combined insights from 遺傳 programming and software engineering…

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2025-01-20 已發表論文

經濟複雜性與國家發展

摘要 Maximizing the amount of work harvested from an environment is important for a wide variety of 生物 and technological processes, from energy harvesting processes such as photosynthesis to e…

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2025-01-18 已發表論文

細胞和基因治療

摘要 Policy Points Cell and gene therapies (CGTs) offer treatment for rare and oftentimes deadly 疾病, but their prices are high, and payers may seek to limit spending. Total annual costs of cov…

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2025-01-18 已發表論文

生物網絡中的模組化結構

摘要 We analyze the employment dynamics of a rapid decarbonization of the US power sector, reducing emissions by 95% before 2035. We couple an input output model with an occupational mobility …

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2025-01-16 已發表論文

多元 Hensel 提升,無需假設與方程式一樣多的變量

摘要 Hensel 提升是一種對具有整數係數的多項式方程組求模 p 的解,並將其「提升」到模 p2、p4、p8 等解的技術。 Hensel 提升的最初應用之一是整數多項式因式分解的演算法,其中方程組與方程式具有相同數量的變數。雖然文獻、教科書、課程和線上筆記中都詳細介紹了這種情況下的亨塞爾提升,但在本說明性註釋中,我們感興趣的是一般情況,其中變數的數量可以多於或少於方程式的數量…

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2025-01-09 已發表論文

民主選舉競爭的普遍統計

摘要 Elections for public offices in democratic nations are large scale examples of collective decision making. As a 複雜系統 with a multitude of interactions among 智能體s, we can anticipate that un…

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2025-01-03 已發表論文

相互作用的複製動態中的持久性和中立性

摘要 We study the large time behavior of an ensemble of entities obeying replicator like 隨機 dynamics with mean field interactions as a model for a primordial 生態學. We prove the propagation of 混…

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2025 已發表論文

k-mers 對一維晶格的隨機順序覆蓋

摘要 在隨機順序覆蓋(RSC)中,相同的物件被隨機地、不可逆地、順序地沉積;只接受增加覆蓋範圍的嘗試。這個過程在無限基底上無限期地繼續,我們使用 k mers 分析了 Z 的 RSC 動力學。我們引入了一種方法,可以為該過程的動力學提供全面的解決方案。我們得出三聚體、四聚體和五聚體的明確解決方案;我們透過較長的聚合物 (k 5) 對 RSC 進行數值研究。 ※ 此為已發表論文,…

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2025 已發表論文

照顧死者:祖先、傳統與文化生活

摘要 Humans stand apart from other animals in our care for children and elders. We are most distinctive, however, in our care for the dead. Such care is fraught in a modern episteme marked by …

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2025 已發表論文

演化醫學:以演化眼光理解疾病

摘要 Ecohydrology engineering provides a valuable framework for addressing emerging environmental challenges by integrating ecological and environmental engineering principles. In this study, …

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2025 已發表論文

複雜系統中的標度不變性

摘要 政策制定者經常選擇一個政策組合,這是不同劑量的不同幹預措施的組合。我們開發了一種新技術—治療變異聚合(TVA)—從大型析因設計中選擇策略。 TVA 將沒有顯著差異的政策變體匯集在一起,並刪除那些被認為無效的政策變體。這使我們能夠將注意力限制在總體政策變體上,一致地估計它們對結果的影響,並估計針對贏家詛咒進行調整的最佳政策效果。我們將 TVA 應用於一項大型隨機對照試驗,該…

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2025 已發表論文

人類合作的文化演化

摘要 From the formation of ice in small clusters of water molecules to the mass raids of army ant colonies, the emergent behavior of collectives depends critically on their size. At the same t…

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2025 已發表論文

機器學習在材料科學中的應用

摘要 Global politics has entered a more transactional era. Although ecosystem services provide valid 經濟 arguments for conserving 生物多樣性, these arguments do not resonate with politicians focused…

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2025 已發表論文

微生物群落的生態組裝規則

摘要 智能體 based models (ABMs) are dynamic computer simulations that abandon utility maximization and instead assume that 智能體s are boundedly rational and make decisions using heuristics, myopic …

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2025 已發表論文

蛋白質摺疊的能量景觀理論

摘要 Reaching net zero emissions will involve a structural transformation of the global economy. The transition is complicated by deep uncertainty about the new 經濟 configurations that will eme…

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2025 已發表論文

免疫系統的演化設計原則

摘要 Infectious 疾病 threats to individual and public health are numerous, varied and frequently unexpected. 人工智慧 (AI) and related technologies, which are already supporting human decision makin…

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2025 已發表論文

蜂巢溫度調節的集體智慧

摘要 Background Psychiatric symptoms are typically highly inter correlated at the group level. Collectively, these correlations define the architecture of psychopathology informing taxonomic a…

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2025 已發表論文

投資組合理論在理論與實務上的不合理有效性

摘要 作為現代金融的創始人之一,哈里·M·馬科維茨改變了金融經濟學家對金融市場和金融機構的思考方式,並將金融實踐從藝術轉變為科學。為了紀念他,我提供了三個具體例子來說明投資組合理論如何在我自己的研究中發揮核心作用,其中一個涉及適應性市場假說,兩個與生物醫學和聚變能源的實際應用相關。這些例子讓我相信投資組合理論在理論和實踐中具有「不合理的有效性」(借用偉大物理學家尤金·維格納的一…

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2025 已發表論文

社團具有個人和集體的功能

摘要 The definition of society as identity group is most likely to be useful when combined with the instrumental functions of identity groupings. These take two key forms, with important diffe…

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2025 已發表論文

層級關係?只有發展才能說明一切

摘要 出生的數量和時間與可用資源的穩定性和外在死亡風險密切相關。作者提出了一個言語模型來理清這兩個變數之間的關係。然而,我們對他們關於這兩個預測因素之間的層次關係的假設提出質疑,並提出從發展的角度對它們之間的相互作用進行正式建模,可以進一步加深我們對女性生殖策略如何應對環境不確定性的理解。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2025 已發表論文

PicAxe:從 PDF 檔案的結構和句法異構語料庫中提取圖形

摘要 PicAxe 是開源 Python 軟體,研究人員可以使用它從包含文字和圖像的 PDF 文件語料庫中提取圖形。它旨在從語料庫中提取圖形,其中包括來自不同文化和時間段(語法異質)的文檔的掃描文件和“原生數字”PDF 文件(結構異構)。在本文中,我們描述了 PicAxe 的功能並在兩個語料庫上展示了其功能。其中一個語料庫包含代表 1929 年至 1974 年「微生物生物膜」概…

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2025 已發表論文

分形社交網路解決什麼問題?

摘要 Dunbar's framework highlights the challenge of maintaining large, stable 社會 網絡s given 認知 constraints. Expanding on this, I propose that 碎形 社會 網絡s function as lossy compression algorithms,…

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2024-12-31 已發表論文

合成多細胞性中的未決問題

摘要 Multicellularity is one of the major 演化ary transitions, and its rise provided the ingredients for the 湧現 of a biosphere inhabited by complex organisms. Over the last decades, the potentia…

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2024-12-30 已發表論文

戴森氣體電流波動

摘要 We study large fluctuations of the current in a Dyson gas, a one dimensional system of particles interacting through a logarithmic potential and subjected to random noise. We adapt the ma…

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2024-12-23 已發表論文

投資組合理論的不合理有效性

摘要 We propose a new performance attribution framework that decomposes a constrained portfolio's holdings, expected returns, variance, expected utility, and realized returns into components a…

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2024-12-20 已發表論文

什麼是宏觀國家?主觀觀察與客觀動態

摘要 We consider the question of whether 熱力學 macrostates are objective consequences of dynamics, or subjective reflections of our ignorance of a physical system. We argue that they are both; m…

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2024-12-17 已發表論文

d 維 α-海森堡鐵磁體準靜止狀態持續時間的臨界點

摘要 透過第一原理分子動力學研究了 d 維經典慣性 α 海森堡模型中出現的準靜止態 (QSS) 的持續時間,即 N 個三維旋轉體,其相互作用隨距離 r(ij) 衰減為 1/r(ij)(alpha) (alpha = 0)。這些 QSS 出現在超長程交互作用狀態 (0 <= alpha/d <= 1) 中,每個旋轉體的平均能量 U < U c (U c = 5/6),而在 U U…

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2024-12-17 已發表論文

列舉有限進程

摘要 We show how to efficiently enumerate a class of finite memory 隨機 processes using the causal representation of & varepsilon; machines. We characterize & varepsilon; machines in the 語言 of a…

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2024-12-16 已發表論文

模板聚合

摘要 我們引入了基於模板的聚合過程,其中指定數量的組成簇必須組裝在更大的支架聚合體上才能發生反應。一個簡單的例子是二聚體支架,兩個單體在其上相遇並產生另一個二聚體,而二聚體和更大的簇以與質量無關的速率不可逆地連接。在平均場近似中,模板聚集具有不尋常的動力學,其中單體密度 ?⁡(?) 和所有比單體重的簇的密度 ?⁡(?) 隨著時間衰減為 ?∼?2∼?−2/3。這些與傳統聚合中的相…

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2024-12-13 已發表論文

新陳代謝的起源與早期演化

摘要 This study investigates city dynamics employing a nonextensive 擴散 equation suited for addressing 擴散 within a 碎形 medium, where the nonadditive parameter, q , plays a relevant role. The fin…

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2024-12-12 已發表論文

幂律分布在自然和社會中的普遍性

摘要 Covert identity signals permit the communication of group membership to ingroup members while avoiding potentially costly detection by members of other groups. If individuals are incentiv…

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2024-12-06 已發表論文

RNA世界假說的化學驗證

摘要 免疫 responses are induced by parasite exposure and can in turn reduce parasite burden. Despite such apparently simple rules of engagement, key drivers of within host dynamics, including do…

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2024-12-06 已發表論文

人口結構與經濟成長的非線性關係

摘要 In many 複雜系統s encountered in the natural and 社會 sciences, mechanisms governing system dynamics at a microscale depend upon the values of state variables characterizing the system at coars…

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2024-12-05 已發表論文

遠方好友,漁業管理集體行動

摘要 Much received wisdom in the conservation literature is that individual connections across community boundaries undercut natural resource management. However, when multiple communities acc…

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2024-12-05 已發表論文

關於超圖的割點和區間傳輸函數

摘要 傳輸函數 R : V x V — 2v 模型抽象介數以及二元聚類。例子是 I(u, v),u 和 v 之間的間隔,包括從 u 到 v 的最短路徑上的所有點,以及 C(u, v),將 u 和 v 與 u 和 v 一起分開的所有割頂點的集合。這裡我們將超圖的割點傳輸函數描述為滿足所有 u, v, x E v 的單調傳輸函數 (x) R(u, v) C R(u, x) U R(…

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2024-12-03 已發表論文

布朗運動驅動的被動粒子的通用動力學

摘要 We investigate the overdamped dynamics of a "passive" particle driven by nonreciprocal interaction with a "driver" Brownian particle. When the interaction between them is short ranged, th…

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2024-12-02 已發表論文

科學知識預測的有限傳播崩潰

摘要 Market bubbles emerge when asset prices are driven unsustainably higher than asset values, and shifts in belief burst them. We demonstrate an analogous phenomenon in the case of biomedica…

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2024-11-28 已發表論文

利用複雜適應系統理論理解公共衛生

摘要 Dealing with uncertainty is a pivotal skill for adaptive decision making across various real life contexts. 認知 models suggest that individuals continuously update their knowledge based on…

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2024-11-21 已發表論文

環境對衝動和攻擊性影響的證據

摘要 To gain a more comprehensive understanding of the environmental and 經濟 drivers of behavior, a holistic approach encompassing multiple scales of analysis is needed. The current work aims t…

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2024-11-08 已發表論文

互利共生的演化穩定性

摘要 Recent events exemplified the fragility of national and international supply 網絡s (SNs), leading to significant supply shortages of essential goods, such as food and medicines. Severe disr…

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2024-11-06 已發表論文

網絡流的多尺度場論

摘要 We numerically investigate a geographical d dimensional (d=1,2,3,4) Bianconi–Barabási like model, characterized by preferential attachment growth mechanisms influenced by Euclidean distan…

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2024-11-01 已發表論文

量子退相干與經典世界的湧現

摘要 As archaeo遺傳s the study of DNA from (pre )historical samples comes of age, it complements and contrasts historical and archaeological records in novel ways. DNA from victims of the erupti…

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2024-11-01 已發表論文

一位父親在罕見疾病藥物開發中的奮鬥

摘要 Humans have been able to tackle biosphere complexities by acting as ecosystem engineers, profoundly changing the flows of matter, energy and 資訊. This includes major innovations that allow…

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2024-10-31 已發表論文

透過部分可重新編譯反編譯自動緩解二進位程式中的漏洞

摘要 漏洞的定位和修復具有挑戰性,特別是當原始程式碼不可用且需要二進位修補時。手動方法非常耗時,需要大量專業知識,並且無法適應新漏洞的發現速度。自動化方法是一種有吸引力的替代方案,我們提出部分可重新編譯反編譯(PRD)來幫助自動化流程。 PRD 將可疑的二進位函數提升到原始程式碼,可用於分析、修訂或審查,並使用原始程式碼和二進位層級的技術建立修補的二進位檔案。儘管反編譯和重新編…

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2024-10-30 已發表論文

生態系統中的功能冗餘

摘要 One of the primary challenges in metabolic psychiatry is that the disrupted 大腦 functions that underlie psychiatric conditions arise from a complex set of downstream and feedback processes…

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2024-10-25 已發表論文

社會為個體和集體提供功能

摘要 It has been argued that the historical nature of 演化 makes it a highly path dependent process. Under this view, the outcome of 演化ary dynamics could have resulted in organisms with differen…

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2024-10-24 已發表論文

城市交通系統的韌性分析

摘要 The configuration model is a standard tool for uniformly generating 隨機圖s with a specified degree sequence, and is often used as a null model to evaluate how much of an observed 網絡's struc…

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2024-10-21 已發表論文

帶電聚集

摘要 我們引入了一個聚集過程,該過程從等濃度的帶正電和帶負電的單體開始。帶相反電荷的單體合併形成中性二聚體。這些二聚體是隨後聚集事件的種子,其中必然具有均勻質量的中性簇不可逆地結合形成尺寸不斷增加的中性聚集體。在具有與質量無關的反應速率的平均場近似中,我們求解了反應動力學,並表明質量為 k 的團簇濃度 ck ( t ) 漸近地縮放為 Ak/t,其中 Ak 對 k 具有非平凡的依…

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2024-10-18 已發表論文

人工智慧學會推理

摘要 Mitochondrial tRNAs have acquired a diverse portfolio of aberrant structures throughout metazoan 演化. With the availability of more than 12,500 mito基因組 sequences, it is essential to compil…

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2024-10-18 已發表論文

反向四子棋已被解決

摘要 Realistic credit risk assessment, the estimation of losses due to a debtors failure, is central for maintaining financial stability. Credit risk models focus on the financial conditions o…

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2024-10-14 已發表論文

短程自旋玻璃的自由能差漲落

摘要 It is generally believed (but not yet proved) that Ising spin glasses with nearest neighbor interactions have a 相變 in three and higher dimensions to a low temperature spin glass phase, bu…

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2024-09-27 已發表論文

基因組演化中的水平基因轉移

摘要 Orsay 病毒 (OrV) is the only known natural 病毒 affecting Caenorhabditis elegans, with minimal impact on the animal's fitness due to its robust innate 免疫 response. This study aimed to underst…

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2024-09-26 已發表論文

量子計算的錯誤修正

摘要 A long standing question in biology is whether there are common principles that characterize the development of ecological systems (the appearance of a group of taxa), regardless of organ…

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2024-09-01 已發表論文

計算和化學中的自組織:回歸 AlChemy

摘要 How do complex adaptive systems, such as life, emerge from simple constituent parts? In the 1990s, Walter Fontana and Leo Buss proposed a novel modeling approach to this question, based o…

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2024-08-20 已發表論文

排斥的擴散:中世紀對猶太人的驅逐

摘要 What 社會 processes guide the spread of ethnic or racial exclusion? I investigate the 擴散 of medieval expulsions of Jews among over 500 polities in the western Holy Roman Empire, 1385 1520 C…

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2024-08-20 已發表論文

縱向資料集中微生物組成的內插

摘要 人類腸道微生物組對健康有顯著影響,促使在多個時間點捕獲微生物組樣本的縱向研究增加。此類研究使研究人員能夠表徵微生物組隨時間的變化,但重要的是,由於採樣不完整或不規則,也帶來了重大的分析挑戰。為了應對這項挑戰,縱向微生物組研究通常採用各種插值方法,旨在推斷缺失的微生物組數據。然而,迄今為止,仍然缺乏對此類微生物組插值技術的全面評估,以及插值微生物組數據的最佳實踐指南。這項工…

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2024-08-15 已發表論文

嘈雜的旋轉有利於向日葵的自組織避蔭

摘要 Circumnutations are widespread in plants and typically associated with exploratory movements; however, a quantitative understanding of their role remains elusive. In this study we report,…

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2024-07-21 已發表論文

社會物理學:人類行為的統計規律

摘要 Introduction and framework: Sleep capital contributes to individual and societal wellbeing, productivity, and 經濟 outcomes and involves a novel aspect of 大腦 capital. It encompasses the qua…

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2024-05-24 已發表論文

清潔能源轉型的社會政治動態

摘要 A rapid and effective transition to low carbon energy production is essential to limit 氣候 change impacts. While the scientific community has mostly focused on research and development and…

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2024-01-11 已發表論文

神經科學中的因果關係:維持機制的意義

摘要 A fundamental goal of research in neuroscience is to uncover the causal structure of the 大腦. This focus on causation makes sense, because causal 資訊 can provide explanations of 大腦 function…

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2024 已發表論文

信念動態建模的類比

摘要 Belief dynamics has an important role in shaping our responses to natural and societal phenomena, ranging from 氣候 change and pandemics to immigration and conflicts. Researchers often base…

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2024 已發表論文

司法暗物質

摘要 Judicial reform efforts aimed at rectifying historical gender and racial inequalities understandably focus on increasing the number of women and people of color on the bench. While this i…

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2024 已發表論文

神經網絡中的臨界性假說

摘要 不適用;會議摘要:B291/P1280 在美國細胞生物學學會和歐洲分子生物學組織(ASCB/EMBO)聯席會議上提出;馬薩諸塞州波士頓;2023年12月2日至6日;由 Amer Soc Cell Biol 贊助;歐洲分子生物學組織 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2023-11-24 已發表論文

論入侵共存結果的限制

摘要 自然界生態群落的動態通常以涉及入侵動態的機率過程為特徵。然而,由於技術挑戰,大多數理論和實驗研究都集中在共存動力學上。因此,了解共存結果在多大程度上可用於預測與自然系統相關的類似入侵結果已變得至關重要。在這裡,我們研究幾何和機率 Lotka Volterra 框架下這種可預測性的限制。我們表明,雖然共存動態中的個體生存機率可以相當接近地轉化為入侵動態中的入侵者殖民機率,但…

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2023-11-23 已發表論文

崎嶇但易於通行的健身景觀

摘要 適應度景觀 theory predicts that rugged landscapes with multiple peaks impair Darwinian 演化, but experimental evidence is limited. In this study, we used 基因組 editing to map the fitness of 260,00…

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2023-11-07 已發表論文

反對皮質重組

摘要 Neurological insults, such as congenital blindness, deafness, amputation, and stroke, often result in surprising and impressive behavioural changes. Cortical reorganisation, which refers …

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2023-11-01 已發表論文

摘要 物理學最難的問題是什麼

摘要 物理學最難的問題是什麼?雖然肯定沒有唯一的答案,但幾乎任何人都會同意湍流是一個強有力的競爭者。湍流在宇宙中無所不在,包括廣泛的空間和時間尺度。在三維 (3D) 均勻和各向同性湍流中,能量從大尺度轉移到小尺度,即直接級聯。在二維 (2D) 中,情況正好相反,即逆級聯。由於行星自轉、密度分層和層幾何形狀,地球和天文物理背景中的許多重要流動都是各向異性的。透過改變各向異性的程度…

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2023-08-31 已發表論文

用一個簡單的舉動拯救母親

摘要 「聞!」在新劇《塞梅爾維斯博士》的開頭,這個奇怪的小個子男人在舞台邊緣大聲喊道。當他走上舞台時,他又重複了幾次——對自己、對觀眾、對其他角色、對任何願意聽的人。這個神秘的聲明是對即將展開的事件的故意預示,觀眾將與這個人一起旅行——很快就被確認為伊格納茲·塞梅爾維斯 (Ignaz Semmelweis),一位 19 世紀的匈牙利醫生,他的簡單發現最終將永遠改變醫學。 ※ 此…

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2023-07-06 已發表論文

熱帶地區創傷弧菌臨床感染的氣象關聯:與氣壓、風速和溫度的相關性

摘要 作者摘要V.創傷弧菌是世界上最致命的水傳播病原體之一。它是一種在水生環境中傳播的細菌,會引起嚴重的人類感染,通常會導致死亡。儘管創傷弧菌最近引起了公共衛生部門的關注,但人們對導致其爆發的環境力量卻知之甚少。在這項研究中,我們使用佛羅裡達州衛生部的創傷弧菌病例數據以及美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 的數據來確定與創傷弧菌病例和死亡相關的氣象因素。我們發現氣溫和水溫升…

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2023-06-26 已發表論文

雜色黑蟲的採集生物物理學

摘要 概要 許多生物表現出收集和收集行為作為覓食和生存方法。底棲大型無脊椎動物由於收集顆粒物質而被歸類為收集者。其中,水生寡毛動物 Lumbriculus variegatus(加州黑蟲)表現出攝取有機和無機材料(包括微塑膠)的能力。然而,早期的研究僅定性地描述了它們對此類材料的收集行為。黑蟲將離散顆粒整合成更大團塊的機制尚未被定量研究。在這項研究中,我們分析了一個大型場所中含…

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2023-06-26 已發表論文

南西伯利亞游牧民族的繼承與不平等

摘要 At the headwaters of the Yenisei River in Tuva and northern Mongolia, nomadic pastoralists move between camps in a seasonal rotation that facilitates their animals' access to high quality…

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2023-06-08 已發表論文

摘要 我們調查了對標有 BlackLivesMatter 和 AllLivesMatter 標籤的推文的

摘要 我們調查了對標有 BlackLivesMatter 和 AllLivesMatter 標籤的推文的看法,以及這些標籤的存在或不存在如何改變了美國參與者對推文的含義和隨後的解釋。我們發現黨派之爭對推文的看法有很大影響,政治左翼的參與者更有可能將 AllLivesMatter推文視為種族主義和攻擊性的,而政治右翼的參與者更有可能將 BlackLivesMatter推文視為種族…

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2023-06-06 已發表論文

單射分裂系統

摘要 有限集 X 上的分裂系統 S, X = 3,是 X 的二分或分割集,其中包含 {x, X {x}}, x e X 形式的所有分割。對於任何這樣的分割系統 S,我們可以將 Buneman 圖 B(S) 關聯起來,它本質上是一個帶有葉集 X 的中位數圖,顯示 S 中的分割。在本文中,我們考慮單射分割系統的屬性,即分割系統 S 具有 med(B(S))(Y) ? med(B(S…

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2023-06-05 已發表論文

透過求解限制勢的反問題找到的 Gross-Pitaevskii 方程式的均勻密度玻色-愛因斯坦凝聚

摘要 在這項工作中,我們研究了限制勢中 Gross Pitaevskii 方程式 (GPE) 的恆定密度(平頂)解的存在性和穩定性。這些是透過使用「反問題」方法建構的,該方法對應於識別限制電位,使平頂波形成為 GPE 的精確解。在一維情況下,精確解是穩態扭結解和反扭結解總和,在重疊區域中,密度是恆定的。在較高的空間維度中,精確解是此波函數的推廣。在沒有自相互作用的情況下,限制勢…

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2023-06-01 已發表論文

COVID-19 對美國大城市的影響不成比例

摘要 COVID 19 has disproportionately impacted individuals depending on where they live and work, and based on their race, ethnicity, and socio經濟 status. Studies have documented catas營養級 dispar…

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2023-06-01 已發表論文

摘要 Mistranslation the erroneous incorporation of ami

摘要 Mistranslation the erroneous incorporation of amino acids into nascent 蛋白質s is a source of 蛋白質 variation that is orders of magnitude more frequent than DNA 突變. Like other sources of non遺傳…

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2023-05-31 已發表論文

槓桿動態與財富信念分配

摘要 經濟體中藉貸的規模和條件取決於財富在對未來抱持不同信念的潛在債權人之間分配的方式。隨著不確定性的解決,這種分佈會隨著時間的推移而變化,如果貸款全額償還,則有利於樂觀者;如果存在廣泛的違約,則有利於悲觀者。我們在擁有兩種資產(風險債券和無風險現金)的經濟體中對此過程進行建模。在一段時間內,考慮到不同信仰類型的財富繼承分配,借貸的規模和條件是內生決定的。在良好的狀態下,總借貸…

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2023-05-30 已發表論文

範圍控制隨機遊走

摘要 我們引入了範圍控制的隨機遊走,其跳躍率取決於範圍 N,即之前訪問過的不同站點的總數。我們分析具有跳躍率 Na 的單參數類模型,並確定平均範圍的大時間行為,以及其在兩種極限情況下的完整分佈。我們發現,行為會發生巨大變化,取決於指數 a 是否小於、等於或大於臨界值 ad,僅取決於空間維度 d。當a 廣告時,覓食者會在有限的時間內覆蓋無限的格子。當 d = 2 時,臨界指數為 …

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2023-05-29 已發表論文

2013-2017年奧地利糖尿病發生率趨勢

摘要 This study aims to quantify whether age and sex groups in Austrian regions are equally affected by the rise of type 2 diabetes. 族群 wide medical claims data was obtained for citizens in Au…

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2023-05-22 已發表論文

人類和其他哺乳動物的生殖不平等

摘要 To address claims of human exceptionalism, we determine where humans fit within the greater mammalian distribution of reproductive 不平等. We show that humans exhibit lower reproductive skew…

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2023-05-17 已發表論文

使用虛擬實境研究和獲取運動專業知識

摘要 經過短短幾個月的模擬訓練,2019 年 1 月 19 日,23 歲的電競職業玩家 Enzo Bonito 走上賽道,擊敗了擁有數十年現實賽車經驗的電動方程式賽車手和前一級方程式賽車手盧卡斯·迪·格拉西 (Lucas di Grassi)。這一事件提出了一種可能性,即在虛擬實境中進行練習對於獲得現實世界任務中的運動專業知識可能非常有效。在這裡,我們評估了虛擬實境作為高度複雜…

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2023-05-02 已發表論文

週期系統收斂到最終結構的六個階段

摘要 The periodic system encodes order and similarity among chemical elements arising from known substances at a given time that constitute the chemical space. Although the system has incorpor…

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2023-05-01 已發表論文

返回移民對墨西哥城市就業和工資的影響

摘要 從美國返回墨西哥的移民對當地工人有何影響?返回的移民增加了當地的勞動力供應,可能會傷害當地工人。然而,由於接觸了更先進的美國經濟,他們也可能擁有有利於非移民的人力資本。使用基於非自願返回移民的工具,我們發現,雖然與返回者從事相同職業的工人的工資有所下降,但從事其他職業的工人的工資卻有所上升。然而,這些影響是暫時的,並且僅限於接收海歸的城市工業。相較之下,海歸透過提高僱用他…

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2023-04-29 已發表論文

生物學家建立定量自信的挑戰與機遇

摘要 生物學課程的新研究生可能缺乏研究和職業生涯所需的定量技能。這些技能的獲得可能會受到教學和指導經驗的阻礙,這些經驗會降低而不是提高學生對其學習和應用定量方法能力的信心。在這篇評論文章中,我們認為修改教學經驗以確保增強學生的信心和定量技能可能會改善教育成果和職業成功。一些研究表明,在教學環境中明確解決生產性失敗並確保有效的指導可能是同時提高定量自我效能和定量技能的最有效途徑。…

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2023-04-28 已發表論文

Led-Seq:基於連接增強雙端序列的 RNA 結構分析

摘要 RNA 的結構分析是研究此類分子在細胞內和體外功能的重要且通用的工具。有幾種強大且可靠的程序可供使用,這些程序依賴於在逆轉錄過程中誘導 RT 終止或核苷酸錯誤摻入的化學修飾。其他則基於裂解反應和 RT 終止訊號。然而,這些方法僅解決 RT 終止或錯誤摻入位置的一側。在這裡,我們描述了 Led Seq,這是一種基於鉛誘導不配對 RNA 位置裂解的新方法,其中對兩種產生的裂解…

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2023-04-27 已發表論文

Riesz 氣體的動態漲落

摘要 我們考慮直線上的無限粒子系統,執行相同的布朗運動並透過 x y s Riesz 勢相互作用,導致粒子的過阻尼運動。我們研究積分電流的波動和標記粒子的位置。我們證明,對於 0 < s < 1,兩個量的標準差 s 都隨著 t 2(1+s) 增長。當 s 1 時,交互作用實際上是短程的,並且出現普遍的 1 次擴散 t 4 增長,其幅度僅取決於指數 s。我們還表明,標記粒子位置的…

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2023-04-24 已發表論文

密度泛函理論中 Rashba-Edelstein 效應的類比

摘要 自旋電子學中結構 性能關係的研究對於設計可在裝置中發揮特定作用的材料至關重要。例如,低對稱性材料允許非常規的電荷 自旋轉換配置,這可用於產生有效的自旋軌道扭矩。在這裡,我們探討了晶體對稱性與 Rashba Edelstein 效應 (REE) 幾何形狀之間的關係,該效應會響應施加的電流而導致自旋累積。基於對 230 個晶體空間群的對稱性分析,我們確定了可以容納傳統或共線 …

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2023-04-20 已發表論文

全球各國特有植物群威脅評估的不足

摘要 Plants are fundamental to terrestrial and aquatic ecosystems and are key to human livelihoods. To protect plant 多樣性, systematic approaches to conservation assessment are needed. Many nati…

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2023-04-18 已發表論文

代謝相容性和原核生物內共生的稀有性

摘要 The 演化 of the mitochondria was a significant event that gave rise to the eukaryotic lineage and most large complex life. Central to the origins of the mitochondria was an endo共生 between p…

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2023-04-07 已發表論文

孤獨的人以獨特的方式處理世界

摘要 Loneliness is detrimental to well being and is often accompanied by self reported feelings of not being understood by other people. What contributes to such feelings in lonely people? We …

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2023-04-06 已發表論文

估計美國未被發現的 COVID-19 出現情況

摘要 As SARS CoV 2 emerged as a global threat in early 2020, China enacted rapid and strict lockdown orders to prevent introductions and suppress 傳播. In contrast, the United States federal gov…

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2023-04-05 已發表論文

隨機遞歸超圖

摘要 隨機遞歸超圖(RRH)透過在每一步添加一個頂點和一條邊來增長,該邊是透過將新頂點連接到隨機選擇的現有邊而形成的。該模型是無參數的,新興超圖的幾個特徵允許透過調和數、伯努利數、歐拉數和第一類斯特林數進行簡潔的表達。 RRH 的自然變形產生了令人著迷的隨機超圖成長模型。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2023-04-04 已發表論文

人工智慧中的抽象與類比

摘要 形成概念和抽像以及進行類比的能力是人類智慧的關鍵,但人工智慧系統要在這些領域與人類的能力相符還有很長的路要走。為了開發能夠抽象和類比的機器,研究人員通常專注於理想化的問題領域,這些問題領域旨在捕捉人類抽象能力的本質,而不必處理現實世界情況的複雜性。這篇評論描述了為什麼人工智慧系統解決這些領域的問題仍然很困難,並討論了人工智慧研究如何在賦予機器這些基本能力方面取得進展。 ※…

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2023-03-28 已發表論文

非成癮熵的醫學應用

摘要 The Boltzmann–Gibbs additive 熵 SBG = −k ∑i pi In pi and associated 統計 mechanics were generalized in 1988 into nonadditive 熵 Sq = k 1−∑ipqi /q−1 and nonextensive 統計 mechanics, respectively…

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2023-03-27 已發表論文

青少年內在活動的發展沿著感覺運動關聯皮質軸展開

摘要 神經發育的動物研究表明,隨著可塑性下降和皮質成熟,內在皮質活動的記錄從同步和高振幅演變為稀疏和低振幅。利用 1,033 名青少年(8 23 歲)的靜息態功能 MRI (fMRI) 數據,我們發現這種內在活動的刻板細化發生在人類發育過程中,並為神經發育變化的皮質梯度提供了證據。內在功能性磁振造影活動幅度的下降是跨區域異時啟動的,並且與皮質內髓磷脂(一種發育可塑性調節劑)的成…

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2023-03-24 已發表論文

研究內容和背景的令人驚訝的組合與影響有關,並與來自遙遠學科的科學局外人一起出現

摘要 我們研究科學與技術的影響力與令人驚訝的突破之間的關聯程度,以及這些突破是如何產生的。識別科學和技術領域的突破需要能夠區分令人驚訝的大規模進步和預期的大規模進步的模型。我們利用生命科學、物理科學和專利發明領域的數千萬篇研究論文和專利,並使用超圖模型來預測研究內容(文章關鍵字)和上下文(被引用期刊)的實際組合,在此我們表明,內容和上下文的意外組合所帶來的驚喜可以預測巨大的影響…

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2023-03-06 已發表論文

化學控制的 Cas9 開關可實現不同效應器的時間調製

摘要 CRISPR Cas9 已經產生了大量的效應子,包括標靶轉錄活化子、鹼基編輯器和初等編輯器。目前誘導調節 Cas9 活性的方法缺乏時間精度,需要廣泛的篩選和最佳化。我們描述了一種多功能、化學控制且快速激活的單組分 DNA 結合 Cas9 開關 ciCas9,我們用它來賦予對七個 Cas9 效應器的時間控制,包括兩個胞苷鹼基編輯器、兩個腺嘌呤鹼基編輯器、一個雙鹼基編輯器、一…

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2023-03-05 已發表論文

轉彎之間的距離過長對於陌生人來說會很尷尬,但對朋友來說則不然

摘要 當人們感到有聯繫時,他們往往會在對話中快速做出反應,從而在對話之間創造較短的間隙。但長時間的差距是否就一定是事情出了差錯的跡象?我們分析了陌生人之間和朋友之間的對話中長間隔(大於 2 秒)的頻率和影響。正如所預料的那樣,長時間的間隔意味著陌生人之間的疏遠。然而,朋友之間的長期隔閡標誌著聯繫增加的時刻,而且朋友之間的聯繫往往會更多。這些連結上的差異也被獨立的評估者所察覺:只…

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2023-03-01 已發表論文

時間依賴性分區系統的池動力學及其在陸地碳循環的應用

摘要 房室模型在描述涉及不同類型池之間的質量運動的系統動力學方面發揮著重要作用。我們開發了一種理論來分析具有時間依賴性(即非自主)傳輸速率的線性區室系統中不同池中質量的平均年齡,其中涉及表徵粒子在特定池中花費的平均時間的傳輸時間。我們應用我們的理論結果來研究九維分區系統,池之間具有時間依賴性通量,模擬碳循環,這是卡內基 艾姆斯 史丹佛方法模型的修改。了解傳輸時間和平均年齡可以將…

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2023-02-17 已發表論文

青少年自上而下的皮質傳播的發展

摘要 Hierarchical processing requires activity propagating between higher and lower order cortical areas. How ever, functional neuroimaging studies have chiefly quantified fluctuations within …

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2023-02-14 已發表論文

太陽能自給自足的最佳存儲

摘要 We determine the energy storage needed to achieve self sufficiency to a given reliability as a function of excess capacity in a combined solar energy generation and storage system. Based …

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2023-02-07 已發表論文

耗散和保守動力系統中的非廣泛足跡

摘要 Despite its centennial successes in describing physical systems at thermal equilibrium, Boltzmann Gibbs (BG) 統計 mechanics have exhibited, in the last several decades, several flaws in add…

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2023-02-01 已發表論文

糟糕科學的自然選擇的複製

摘要 本研究報告了 Smaldino 和 McElreath 提出的研究結果的獨立重複(Smaldino, McElreath 2016 R. Soc. Open Sci. 3, 160384 ())。複製成功,但有一個例外。我們發現,作用於科學家複製頻率傾向的選擇導致了一段短暫的旺盛複製期,而原始論文中由於編碼錯誤而未觀察到這一點。然而,這種差異並沒有改變作者最初的結論。我們…

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2023-02-01 已發表論文

準最佳配對圖

摘要 Quasi best match graphs (qBMGs) are a hereditary class of directed, properly vertex colored graphs. They arise naturally in 數學 系統發育s as a generalization of best match graphs, which formal…

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2023-01-31 已發表論文

用於薩胡爾初始人口的定向監督元胞自動機

摘要 利用人口和旅行成本模型,重建了智人在非洲和全球擴張的模式。然而,建模路線本身就受到遷移率的影響,反之亦然。我們將運動「高速公路」與人口元胞自動機結合起來,預測了世界上最早的人類活動之一——75,000 至 50,000 年前的薩胡爾事件。高速公路加權模型的新結果包括:(i) 與基於定向無監督模型( 5000 年)的預測大陸飽和時間( 10,000 年)相比,預測的大陸飽和…

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2023-01-18 已發表論文

千兆赫亞蘭道爾動量計算

摘要 We introduce a fast and highly efficient physically realizable bit swap. Employing readily available and scalable Josephson junction microtechnology, the design implements the recently in…

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2023-01-17 已發表論文

世界鄉村社會的流動性與親屬關係

摘要 Around 10,000 y ago in southwest Asia, the cessation of a mobile lifestyle and the 湧現 of the first village communities during the Neolithic marked a fundamental change in human history. T…

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2023-01-03 已發表論文

預測狀態的拓樸、收斂與重建

摘要 Predictive equivalence in discrete 隨機 processes has been applied with great success to identify randomness and structure in 統計 physics and chaotic dynamical systems and to inferring hidde…

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2023 已發表論文

行為機制設計

摘要 The authors make a convincing case that behavioral scientists have mistakenly focused on improving individual decision making and in so doing have deflected attention from necessary chang…

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2023 已發表論文

擴大命運共同體的基礎

摘要 We develop a representation of markets, states, and civil society as aspects of institutions and policies that might provide the foundations of the expanded community of fate proposed by …

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2023 已發表論文

人工生命的出現

摘要 Even when concepts similar to 湧現 have been used since antiquity, we lack an agreed definition. However, 湧現 has been identified as one of the main features of 複雜系統s. Most would agree on th…

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2023 已發表論文

技術即思想,思想即技術

摘要 I would like to suggest that the most general definition of a technology is the combination of a set of rules with a system of rigid constraints whose degrees of freedom perform useful wo…

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2023 已發表論文

資料的拓撲

摘要 A wealth of complex data is increasingly available in almost every aspect of the physical and 社會 world. Such copious data offer the potential to help unlock new ways of understanding and …

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2023 已發表論文

線上認證可以改善就業市場結果嗎?來自印度 IT 技能認證平台的證據

摘要 我們使用斷點回歸設計來估計印度工程畢業生線上技能認證的回報。我們資料集中的個人參加電腦程式設計考試,並且需要得分高於閾值才能獲得印度線上工作技能認證平台提供的廣泛使用的軟體工程師 IT 服務證書。我們發現,經過認證的考生在考試後找到工作的機率大約高出 0.25。我們的結果表明,在這種情況下,技能認證是一種強烈的一次性品質訊號。然而,認證不能取代教育,也無法預測長期的就業市…

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2023 已發表論文

數位人文主義:現在是時候了

摘要 數位人文主義強調人、社會、自然和機器之間的複雜關係。它已被越來越多的個人和團體所接受,他們正在製定可能改變當前範式的方向。在這裡,我們將重點放在《維也納宣言》所提出的倡議。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2023 已發表論文

原子圖比較

摘要 從離析物/產物對計算可靠的、化學上正確的原子圖已被證明是化學資訊學中的一個難題,因為化學上正確的解決方案不一定是組合公式(例如最大公共子圖問題)的最佳解決方案。因此,在廣泛的基準研究中設計並比較了競爭模型。然而,由於產物和離析物之間的同構性,當給定離析物/產物對的兩個原子圖相同時,這並不是立即顯而易見的。我們在這裡形式化了原子圖的等價性,並證明原子圖的等價性又等價於標記輔…

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2022-12-24 已發表論文

同源最大化與同源最小化/尋找阿爾泰語詞源的“黃金中間”

摘要 文章對比較阿爾泰語言學領域的現狀進行了簡要評價,認為過去15年來相對缺乏進展的主要原因是該假設的支持者和反對者分別採取了「同源最大化」和「同源最小化」相互衝突的對立策略,這兩種策略都無法充分解決問題的複雜性。有人建議,為了進一步推進阿爾泰假說,必須制定一個“黃金中間策略”,而實現這一目標的步驟之一可以是採用名稱學重建方法,該方法除了語音對應的規律性之外,更加強調潛在同源詞…

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2022-12-12 已發表論文

作者建議的審查者對稿件的評價要好得多:PLOS ONE 神經科學部分的橫斷面分析

摘要 同儕審查是科學的重要組成部分,旨在對稿件提供專家和客觀的評估。由於時間限制、獨特的專業知識需求和尊重等多種因素,許多期刊要求作者為自己的稿件推薦同儕審查員。先前的研究人員發現這種做法會產生不同的影響,但由於樣本量的原因,這些影響可能尚無定論。在本文中,我們使用 PLOS ONE 期刊神經科學部分的 46K 作者和 21K 審稿人的近 8K 篇手稿的大型數據集,分析了作者推…

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2022-12-04 已發表論文

微生物組的纖維降解特徵及其與宿主飲食的關係

摘要 腸道微生物群與飲食之間的關係一直是近期許多研究的焦點。此類研究旨在表徵飲食對微生物組組成的影響,以及微生物組利用飲食中各種化合物並產生可能對宿主有益的代謝物的能力。膳食纖維 (DF) 是一種多醣,不能被宿主的內源性酵素分解,主要由微生物組成員降解,眾所周知,膳食纖維 (DF) 的消耗會對微生物組產生深遠的影響。然而,仍缺乏針對特定膳食纖維消耗對微生物組組成和功能變化的全面…

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2022-11-26 已發表論文

單細胞 RNA 定序數據分析揭示了與 SARS-CoV-2 感染高度相關的三相轉錄反應

摘要 使用來自體外研究的公開 scRNA seq 數據對宿主細胞對 SARS CoV 2 感染的反應進行偽時間分析,揭示了一種非線性、三相轉錄反應,並提出了一種全局調節機制。單細胞 RNA 定序 (scRNA seq) 是目前可用於研究數千個細胞對外部擾動的轉錄反應的最強大技術之一。在這裡,我們使用來自人類支氣管上皮細胞以及結腸和迴腸類器官的公開 scRNA seq 數據對 S…

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2022-11-24 已發表論文

分層功能係統開發支援執行功能

摘要 In this perspective, we describe how developmental improvements in youth executive function (EF) are supported by hierarchically organized maturational changes in functional 大腦 systems. W…

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2022-11-23 已發表論文

幾何挫敗下蜂巢結構的晶體學

摘要 The wax made comb of honeybees is a masterpiece of animal distributed construction. As bees build their nests in preexisting tree cavities, they grow accustomed to dealing with geometric …

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2022-11-18 已發表論文

手性晶體中長程電流誘導的自旋積累

摘要 手性材料與人手類似,具有可區分的右手和左手對映體,它們對外部刺激的反應可能不同。在這裡,我們首次使用基於密度泛函理論(DFT)+PAOFLOW計算的方法來定量估計所謂的共線Rashba Edelstein效應(REE),該效應產生與電荷電流平行的自旋積累,並且可以在手性晶體中表現為依賴手性的電荷到自旋轉換。重要的是,我們揭示了電流引起的自旋積累本質上受到準持久自旋螺旋的保…

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2022-11-16 已發表論文

摘要 開源軟體 (OSS) 廣泛應用於工業、研究和政府領域

摘要 開源軟體 (OSS) 廣泛應用於工業、研究和政府領域。 OSS 代表了一種有效的開發模型,因為它以可擴展的方式利用了許多開發人員的分散工作。當 OSS 開發人員在相互依賴的模組上獨立工作時,他們以生態系統的形式創建了一個更大的有凝聚力的整體,留下了他們的貢獻和協作的痕跡。從這些痕跡中收集的數據使大規模去中心化協作工作的研究成為可能。我們提供有關 Rust 生態系統中數萬名…

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2022-11-16 已發表論文

勞動力優勢推動菁英大學教師生產力的提高

摘要 著名機構的教師主導科學話語,在所有研究出版物中所發表的份額不成比例。環境聲望可能會導致這種認知差異,但它導致教師生產力提高的機制仍然未知。在這裡,我們結合了美國大學系統 262 個博士授予機構的 78,802 名終身教授的就業、出版和聯邦調查數據,透過多種證據表明,在更有聲望的機構中,受資助的研究生和博士後勞動力的可用性更大,推動了聲譽對生產力的環境影響。特別是,更大的環…

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2022-11-01 已發表論文

摘要 我們回顧了有關生物醫學創新融資的最新文獻,特別關注藥物開發過程以及如何加強它以改善結果

摘要 我們回顧了有關生物醫學創新融資的最新文獻,特別關注藥物開發過程以及如何加強它以改善結果。我們首先列出有關藥物開發過程的結構及其相關成本和風險的典型事實,並且我們提供的證據表明,隨著時間的推移,挽救生命的治療方法的發現率有所下降,而成本卻有所增加。我們認為,這些結構特徵要求藥物開發(即生物製藥)公司依賴​​外部融資,同時放大市場摩擦,可能阻礙這些公司獲得融資的能力,特別是對…

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2022-10-28 已發表論文

馴化研究進展:解釋擴展的經驗觀察

摘要 Abbo and Gopher contend that we offer nothing new to the study of domestication in three recent papers (Bogaard et al., 2021; Allaby et al., 2021, Allaby et al., 2022b). They claim that w…

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2022-10-12 已發表論文

摘要 This year, the Conference of Parties to the Conve

摘要 This year, the Conference of Parties to the Convention on 生物 多樣性 will meet to finalize a post 2020 framework for 生物多樣性 conservation, necessitating critical analysis of current barriers to…

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2022-10-10 已發表論文

摘要 We thank Burgess et al. (1) for their contributio

摘要 We thank Burgess et al. (1) for their contribution, “Catas營養級 氣候 risks should be neither understated or overstated,” in response to “氣候 Endgame” (2). We agree that studying catas營養級 氣候 sc…

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2022-10-07 已發表論文

一類阿貝爾群冪圖中的哈密頓性

摘要 半群 S 的無向冪圖 G(S) 是具有頂點集 S 的無向圖,其中兩個頂點 u、v 是 S 的元素,當且僅當存在正整數 In 使得 u(m) = v 或 v(m) = u 時相鄰。在這裡,我們研究一類阿貝爾群的冪圖,並在這種情況下回答冪圖是否是哈密頓量的問題。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2022-10-05 已發表論文

重新檢視「熱手」悖論

摘要 我們使用向後柯爾莫哥洛夫方程式方法來理解明顯矛盾的特徵,即在重複公平的硬幣翻轉中遇到不同的固定長度的正面和反面序列的平均等待時間可能不同。對於長度為2的序列,直到序列HH(頭 頭)出現的平均時間等於6,而序列HT(頭 尾)的等待時間等於4。我們給出了長度為3、4和5的序列的等待時間的完整結果;擴展到更長的序列很簡單(儘管更乏味)。我們也推導了矩生成函數,從中可以找到特定序…

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2022-10-01 已發表論文

電線上的鳥

摘要 We investigate the occupancy statistics of birds on a wire. Birds land one by one on a wire and rest where they land. Whenever a newly arriving bird lands within a fixed distance of alrea…

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2022-10-01 已發表論文

當代物理學中的引用不平等與性別引用實踐

摘要 物理學領域女性作者被引用不足的情況進行了量化,並提出了可以克服這種不平等的措施。婦女對科學學術貢獻的低估是眾所周知的,並且得到了充分的研究。衡量這種歸因不足的一個指標是男性和女性之間的引用差距:相對於預期引用率,女性撰寫的論文被引用不足,而相對於預期引用率,男性撰寫的論文被引用過多。在這裡,我們探討當代物理學中的這一引用差距。我們發現了一種全球性偏見,其中女性撰寫的論文被…

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2022-09-29 已發表論文

一維冷氣體中的飛濺

摘要 我們考慮一組硬點粒子,它們以指定的密度均勻分佈在正半線上,並且全部最初處於靜止狀態。粒子質量在 m 和 M 兩個值之間交替。粒子透過碰撞相互作用,從而守恆能量和動量。我們研究當最左邊的粒子被賦予正速度時所產生的級聯活動。長期以來,我們發現這導致了所觀察到的動力學中兩個令人著迷的特徵。首先,在大部分氣體中,形成激波前沿,將冷氣體與熱化區域分開。激波前緣以亞彈道方式傳播,大部…

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2022-09-20 已發表論文

笑的傾向是一種穩定的特徵:從循環對話研究中發現

摘要 人們在談話時常常會笑。誰對笑聲負有更多責任,笑的人還是引起笑聲的伴侶?我們採用循環設計,參與者 (N = 66) 與 10 位同性陌生人進行 10 次不同的對話,併計算每次對話中每個人的笑聲。每次談話結束後,參與者都會評估他們與伴侶的相似度以及他們對談話的享受程度。一個人笑的次數的變化有一半以上是由笑的人造成的——有些人往往比其他人笑得更多。相較之下,只有不到 5% 的變…

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2022-09-15 已發表論文

自然重新加權的喚醒睡眠

摘要 Helmholtz Machines (HMs) are a class of generative models composed of two Sigmoid Belief 網絡s (SBNs), acting respectively as an encoder and a decoder. These models are commonly trained usi…

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2022-09-01 已發表論文

基於經驗的技術預測與能源轉型

摘要 Rapidly decarbonizing the global energy system is critical for addressing 氣候 change, but concerns about costs have been a barrier to implementation. Most energy economy models have histor…

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2022-08-29 已發表論文

超導線節點金屬CaSb2的準二維費米麵

摘要 We report on the Fermi surfaces and superconducting parameters of CaSb2 single crystals (superconducting below T c similar to 1.8 K) grown by the self flux method. The frequency of de Haa…

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2022-07-25 已發表論文

總統外交遇上科學外交

摘要 在本文中,我們首次將科學外交視為一種可以影響和培育總統外交運作的新型政治工具來分析。我們在 COVID 19 引發的全球危機的背景下進行了這項分析,考慮到獲得疫苗和開發疫苗的技術的困難。我們討論南錐體大流行緊急情況下的俄羅斯與阿根廷關係。該案例提供了一個寶貴的框架,可以提出有效的建議,以納入和協調有關總統外交的科學外交行動。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2022-07-11 已發表論文

首輪驅動的邊界衰退

摘要 我們研究半無限線上布朗粒子的移動邊界問題,其中邊界移動的距離與粒子和邊界連續碰撞之間的時間成正比。現象學上豐富的動力出現了。特別是,粒子第 n 次首次到達移動邊界的機率漸近地縮放為 t( (1+2 n))。由於該分佈的尾部逐漸變厚,因此連續的第一段之間的典型時間系統地變長。我們也發現,粒子和邊界之間的碰撞次數為 ln l t,而邊界位置的時間依賴性則為 t/ln t。 ※…

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2022-07-11 已發表論文

刺激需求能否降低成本?第二次世界大戰是一場自然實驗

摘要 第二次世界大戰期間,美國軍工生產以驚人的速度成長,導致單位成本大幅下降。然而,文獻的重點是使用特定產品的小型數據集來闡明這種關係背後的詳細機制。在這裡,我們退後一步,透過觀察前所未有的大量數據,我們發現外生技術進步和增加生產經驗帶來的內生效應都很重要,而且比例大致相似。對軍工產品的需求很大程度上是外生的,產量、累積產量和時間之間的相關性很弱,限制了反向因果關係和多重共線性…

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2022-06-26 已發表論文

超參數系統中自然梯度的不變性

摘要 自然梯度場是一個向量場,存在於配備了傑出黎曼度量的模型上,例如Fisher Rao 度量,並表示模型上目標函數相對於該度量的最陡上升方向。在實踐中,人們試圖透過將普通梯度乘以與度量相關的格拉姆矩陣的逆來獲得參數空間上的相應方向。我們將參數空間上的這個向量稱為自然參數梯度。在本文中,我們研究自然參數梯度的前推何時等於自然梯度。此外,我們研究了自然參數梯度的不變性。這兩個問題…

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2022-06-23 已發表論文

美國高等教育對 COVID-19 的應對措施:宇宙政策影響的證據

摘要 我們利用美國 1,400 多個高等教育機構 (IHE) 的檢測和病例數資料集,分析了 2020 年秋季學期(2020 年 8 月至 12 月)這些 IHE 週邊縣​​的 SARSCoV 2 感染和死亡人數。我們發現,IHE 主要保持在線狀態的縣在 2020 年秋季學期的病例和死亡人數較少;而學期前後,這兩組的 COVID 19 發病率幾乎相同。此外,我們發現,與未報告任何…

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2022-06-23 已發表論文

合成生物學的生態防火牆

摘要 It has been recently suggested that engineered microbial strains could be used to protect ecosystems from undesirable tipping points and 生物多樣性 loss. A major concern in this context is the…

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2022-06-22 已發表論文

天體生物學中的認識論與異常檢測

摘要 We examine the epistemological foundations of a leading technique in the search for evidence of life on exosolar planets. Specifically, we consider the "transit method" for spectroscopic …

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2022-05-31 已發表論文

中風後手臂和手部麻痺:我們應該針對頸脊髓嗎?

摘要 儘管對皮質脊髓運動控制和中風病理生理學的理解取得了進展,但目前針對中風後上肢麻痺的復健治療在損傷層面的療效有限。為了解決這個問題,我們提出了新治療方法的概念案例。我們首先總結了目前對中風後手臂和手部運動控制缺陷的理解以及它們與脊髓損傷(SCI)的共同生理機制。然後,我們回顧了脊髓刺激 (SCS) 用於恢復 SCI 後運動能力的研究,這些研究為增強殘餘皮質脊髓功能提供了令人…

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2022-05-16 已發表論文

仿射間隙成本的雙向對齊

摘要 Background: Commonly, sequence and structure elements are assumed to evolve congruently, such that homologous sequence positions correspond to homologous structural features. Assuming con…

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2022-05-01 已發表論文

科學工作失去永續性

摘要 For decades the number of scientific publications has been rapidly increasing, effectively out dating knowledge at a tremendous rate. Only few scientific milestones remain relevant and co…

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2022-04-21 已發表論文

摘要 在他對阿克塞爾羅德等人的評論中

摘要 在他對阿克塞爾羅德等人的評論中。 (1)、德馬爾基 (2) 抱怨我們的兩極化模型遺漏了許多觀點改變的機制,因此該模型不能用來指導公共政策。然而,該模型的目的是在對吸引力和排斥力做出最小假設的情況下,深入了解隨著時間的推移可能發生的情況。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2022-04-21 已發表論文

基態穩定性和自旋玻璃相的性質

摘要 We propose an approach toward understanding the spin glass phase at zero and low temperature by studying the stability of a spin glass ground state against perturbations of a single coupl…

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2022-04-08 已發表論文

摘要 對美國 COVID 19 大流行軌蹟的短期機率預測已成為科學建模界與公眾和決策者之間明顯且重要的溝

摘要 對美國 COVID 19 大流行軌蹟的短期機率預測已成為科學建模界與公眾和決策者之間明顯且重要的溝通管道。預測模型提供具體、定量和可評估的預測,為醫療人員需求、學校關閉和醫療用品分配等短期決策提供資訊。從 2020 年 4 月開始,美國 COVID 19 預報中心 ( 收集、傳播並綜合了來自 90 多個不同學術、產業和獨立研究小組的數千萬個具體預測。每週結合數十個組別的預…

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2022-03-17 已發表論文

人類習慣與運動技能之間的關係

摘要 How do habit and skill relate to one another? Among many traditions of habit re search, we suggest that 'slip of action' habits are the type most likely to relate to motor skill. Habits a…

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2022-03-01 已發表論文

摘要 我們引入了智慧覓食者的理想化模型,其中更高的智慧對應於覓食者可以檢測食物的更大空間範圍

摘要 我們引入了智慧覓食者的理想化模型,其中更高的智慧對應於覓食者可以檢測食物的更大空間範圍。當最近的食物比其檢測範圍 R 更遠時,這種覓食者就會隨機擴散,並彈道地向位於其檢測範圍內的最近食物移動。同時,覓食者每一步的代謝能量消耗是其智力的遞增函數。愚蠢的覓食者會隨機徘徊,可能會錯過附近的食物,這很容易挨餓。相反,過於聰明的覓食者在尋找食物的過程中每一步都會產生大量的代謝成本,…

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2022-02-07 已發表論文

智能是一個行星規模的過程

摘要 Conventionally, intelligence is seen as a property of individuals. However, it is also known to be a property of collectives. Here, we broaden the idea of intelligence as a collective pro…

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2022-02-02 已發表論文

中風後異常運動協同與伸手靈活性受損之間的分離

摘要 大多數中風患者都會出現運動缺陷,通常統稱為偏癱。儘管偏癱是最常見且臨床上可識別的運動異常之一,但其行為組成部分及其相互作用仍然沒有得到充分錶徵。偏癱包括陰性和陽性運動徵象。陰性徵象包括無力和運動控制(靈活性)喪失,而陽性體徵包括痙攣、異常休息姿勢和侵入性運動協同作用(隨意運動期間肌肉協同激活異常)。正面訊號和負面訊號如何相互作用,以及是否有共同的機制來產生它們,人們仍然知…

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2022-02-01 已發表論文

摘要 在相空間中檢查巨型魷魚軸突傳播動作電位的實驗數據,並將其解析為三個不同的部分:單個鈉和鉀通道的特性

摘要 在相空間中檢查巨型魷魚軸突傳播動作電位的實驗數據,並將其解析為三個不同的部分:單個鈉和鉀通道的特性、鈉通道的變形以及與鈉通道晶格的鐵電極化翻轉有關的兩個狹窄區域。離子電流與電位的關係圖顯示出準線性段,產生與溫度相關的最大電導常數和相關的時間速率。將離子時間速率繪製為玻爾茲曼動力學速率,產生的活化能類似於限速生化代謝反應的 0.6 eV 活化能。開放的鈉和鉀通道的分數以及完…

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2022-01-25 已發表論文

2021 年人工智慧反思

摘要 我們連續第三年對《自然·機器智能》最近幾篇評論和觀點的作者進行了跟踪,了解他們的文章發表後發生的情況:他們所寫的主題是如何發展的,他們是否獲得了新的見解,以及他們對 2022 年人工智能的希望和期望是什麼? ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2022-01-18 已發表論文

利用大數據追蹤人類認知的重大轉變

摘要 Scheffer et al.’s ( 1 ) exciting new work reports an historic rearrangement, occurring in the late 20th century, of the balance between reason and emotion. Its approach is part of a new t…

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2022 已發表論文

長英質火山活動是二疊紀末大規模滅絕的驅動因素

摘要 西伯利亞地盾大型火成岩省(STLIP)通常被認為是引發二疊紀末大規模滅絕(EPME)的全球環境變遷的主要驅動因素。在這裡,我們探討了同時代的長英質火山活動對二疊紀末環境變化的貢獻。我們報告了華南地區 EPME 層段銅極端富集的證據。富集與輕銅同位素的增加、富含銅和硫化物的熔體包裹體以及汞濃度高峰有關。 Cu 和 Hg 元素及同位素特徵可能與長英質火山活動產生的富硫蒸氣有關…

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2022 已發表論文

PAOFLOW 2.0 中的弛豫時間近似值

摘要 不管其成功與否,恆定弛豫時間近似的有效性有限。即使在簡單的情況下,溫度和能量相關效應對於匹配實驗趨勢也很重要。我們介紹了 PAOFLOW 2.0 中玻爾茲曼輸運計算中弛豫時間近似模型的實現,並將其應用於能帶結構建模。此外,透過使用模型參數與實驗電導率數據的自洽擬合,我們提供了一種靈活的工具來高精度地提取散射率。我們使用簡單模型來說明近似值,然後將此方法應用於 GaAs、S…

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2022 已發表論文

審前危險性的可反駁推定有多準確?來自新墨西哥州的自然實驗

摘要 在新墨西哥州和許多其他司法管轄區,如果檢察官透過明確且令人信服的證據證明釋放被告會對公眾構成危險,法官可以拘留被告。然而,一些政策制定者認為,某些類別的被告應該有“可反駁的危險性推定”,將舉證責任轉移給辯方。利用新墨西哥州四年內審前釋放的 15,000 多名重罪被告的數據,我們衡量了其中有多少人會根據不同的推定標準被拘留,以及這些被告中實際上構成危險的比例是多少,因為他們…

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2022 已發表論文

透過化學替代調節蜥蜴石黏土的電子和磁性

摘要 透過第一原理計算,透過兩種類型的化學取代來研究蜥蜴石黏土 Mg 3(Si2O5)(OH)(4) 的結構、電子和磁性特性。 Mg2+原子和(OH)( )基團分別被鹼金屬/過渡金屬/後過渡金屬/類金屬/非金屬原子和鹵素取代。根據結構、參數、能帶和態密度計算進行了詳細分析。我們的結果和系統的比較研究展示了化學改性後蜥蜴石物理特性的多功能性。上述修改,例如帶隙和磁性特性對於調整礦…

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2022 已發表論文

日益複雜的銀行的新理論

摘要 Decades before the COVID 19 pandemic demonstrated how rapidly infectious 疾病s could emerge and spread, the world faced the AIDS 流行病學c. Initial efforts to halt the contagion were slow as re…

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2021-12-21 已發表論文

存在強相關性時熵廣泛且偏差大

摘要 The standard Large Deviation Theory (LDT) mirrors the Boltzmann Gibbs (BG) factor which describes the thermal equilibrium of short range Hamiltonian systems, the velocity distribution of …

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2021-12-14 已發表論文

幼兒堅持程度的每日波動

摘要 兒童的行為每天都在變化,但導致其變化的因素尚未被充分研究。我們發展了一種新穎的重複測量範式,透過利用兒童每天完成的任務:刷牙來研究兒童的堅持性(N = 81;48% 女性;36 47 個月;80% 白人,14% 多種族,10% 西班牙裔,2% 亞洲人,1% 黑人;2019 年 1 月至 2020 年 195 月的觀察結果。當父母更讚美 (d = .23) 和較少的指導 (…

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2021-12-06 已發表論文

摘要 我們對政治極化動態專題中包含的論文提供評論

摘要 我們對政治極化動態專題中包含的論文提供評論。巴爾達薩裡根據意識形態黨派之爭和情感黨派之爭之間的理論區別來解讀這些論文的貢獻,前者通常植根於社會人口和政治分歧,後者主要由情感依戀和排斥而非意識形態和物質利益推動。她認為,後者可能會導致失控的進程,並威脅當代民主的多元化基礎。佩奇認為,整體中許多不同模型的貢獻可能比各部分的貢獻更大。個別論文確定了兩極化的不同原因以及潛在的解決…

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2021-11-25 已發表論文

保護需要跨尺度整合知識

摘要 To the Editor — Wyborn and Evansargue that global priority maps for conservation have questionable utility and may crowd out local and more contextual research. While we agree with the au…

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2021-11-15 已發表論文

兒童產品中香料化學物質圖譜

摘要 Exposure to environmental chemicals during early childhood is a potential health concern. At a tender age, children are exposed to fragrance chemicals used in toys and child care products…

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2021-11-12 已發表論文

摘要 自切割核酶是具有催化活性的 RNA,可將自身切割成帶有 2',3' 環狀磷酸鹽的 5' 片段和帶有

摘要 自切割核酶是具有催化活性的 RNA,可將自身切割成帶有 2',3' 環狀磷酸鹽的 5' 片段和帶有 5' 羥基的 3' 片段。它們廣泛應用於建構合成 RNA 裝置和基於 RNA 的療法。然而,自裂解核酶的標靶發現仍然是一項重大挑戰。我們開發了一種全轉錄組方法,稱為 cyPhyRNA seq,用於篩選總 RNA 萃取物中的核酶切割片段。此方法利用我們設計的擬南芥 tRNA …

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2021-11-02 已發表論文

有觸手的盆

摘要 To explore basin geometry in high dimensional dynamical systems, we consider a ring of identical Kuramoto oscillators. Many 吸引子s coexist in this system; each is a twisted periodic orbit c…

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2021-09-17 已發表論文

透過馬齒列分析了解歐亞大陸東部的早期馬匹運輸

摘要 橫跨歐亞大陸,馬匹運輸改變了古代社會。儘管戰車的證據已有很長時間,但騎馬的起源尚不清楚。在考古樣本中區分戰車和騎馬的技術依賴於通常無法從許多草原環境中恢復的元素。在這裡,作者檢查了蒙古鹿石 Khirigsuur (DSK) 綜合體的馬遺骸,將它們與用於兩種運輸的古代和現代東亞馬進行了比較。 DSK 馬表現出獨特的齒列損傷,這可能是草原戰車造成的,但也可能表明在快速步態下以…

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2021-09-02 已發表論文

編織知識框架

摘要 殖民代表可能是不可靠的敘述者,因為他們的描述往往是對人們對殖民者原籍地相似物質和非物質文化的堅持程度的價值判斷。然而,它們往往是我們僅有的一些敘述,因此我們必須過濾偏見來審視接觸時的原住民生活方式。耶穌會士與阿茲特克人的接觸,凱撒與高盧人的接觸,當然還有殖民地與澳洲原住民的接觸,都是如此。透過適當的謹慎,我們可以使用這些敘述來更好地理解過去,並利用過去作為校準資料集來理解…

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2021-08-25 已發表論文

目前 miR 組學中的 44 項挑戰

摘要 Mature microRNAs (miRNAs) are short RNA sequences about 18–24 nucleotide long, which provide the recognition key within RISC for the posttranscriptional regulation of target RNAs. Conside…

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2021-08-16 已發表論文

人類習慣與技能之間的關係

摘要 How do habit and skill relate to one another? We review current frameworks for skills and habits, and suggest a way of relating them through the notion of automaticity. Though various typ…

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2021-07-29 已發表論文

摘要 透過第一原理分子動力學研究了 d 維經典慣性 α−XY 模型中出現的準靜止態 (QSS) 的持續時

摘要 透過第一原理分子動力學研究了 d 維經典慣性 α−XY 模型中出現的準靜止態 (QSS) 的持續時間,即 N 個平面旋轉體,其相互作用隨著距離 r ij 衰減為 1/r α ij (α ≥ 0)。對於每個旋轉器的平均能量 U < Uc (Uc = 3/4),這些 QSS 出現在整個長程交互作用範圍 (0 ≤ α/d ≤ 1) 中,而當 U Uc 時它們不存在。它們的特徵是…

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2021-07-12 已發表論文

通往多重人生的多重道路

摘要 We argue for multiple forms of life realized through multiple different historical pathways. From this perspective, there have been multiple origins of life on Earth—life is not a univers…

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2021-07-04 已發表論文

皮質脊髓束的強度而非網狀脊髓束決定了亞急性中風後的上肢損傷程度和技能習得能力

摘要 背景。慢性中風患者的上肢損傷似乎部分歸因於網狀脊髓束(RST)的上調。在這裡,我們使用基於經顱磁刺激 (TMS) 的代理措施評估了皮質脊髓 (CST) 和 RST 連接對亞急性中風運動障礙和技能習得的影響是否有所不同。方法。 38 名中風倖存者被隨機分配到中風後 3 6 週進行訓練(加上常規護理)或僅進行常規護理。在中風後 3、6 和 12 週,我們使用單脈衝 TMS 測…

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2021-07-01 已發表論文

摘要 1937 年,一小群證券分析師在一次午餐會上決定,「透過組織正式小組並定期舉行會議,可以使討論的好

摘要 1937 年,一小群證券分析師在一次午餐會上決定,「透過組織正式小組並定期舉行會議,可以使討論的好處倍增」(Tatham 1945,第 3 頁)。紐約證券分析師協會由此成立,最初成員有 20 位分析師。八年後,即 1945 年,《金融分析師雜誌》創刊。如今,CFA 協會擁有約 18 萬名投資專業人士,其中超過 17.5 萬人擁有特許金融分析師資格。 2019年,超過35萬…

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2021-06-29 已發表論文

摘要 軟低雷諾數機器人技術有可能對藥物傳遞、感測和診斷等眾多領域產生重大影響

摘要 軟低雷諾數機器人技術有可能對藥物傳遞、感測和診斷等眾多領域產生重大影響。實現這一潛力取決於設計適合其預期功能的軟機器人的能力。在這項工作中,我們確定了不同幾何和對稱參數對在低雷諾數狀態下運作並使用有機燃料的軟自主機器人運動的影響。使用有機燃料為低雷諾數軟機器人提供動力的能力將為它們在生物醫學應用中的潛在應用提供新途徑,就像這裡所做的聚合生物相容性材料的使用一樣。我們引入了…

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2021-06-28 已發表論文

真正的真實圖案

摘要 Dennett [1991] 提出了一種新穎的命題態度本體論解釋—真實模式。儘管有它的名字,但這個敘述對現實主義的承諾程度仍不清楚。在本文中,我提出了一種模式實例化的替代標準,該標準評估忠實地將物理系統解釋為實例化特定模式的難度。借鑒簡單性和相似性的正式衡量標準,我認為,對於充分實例化的模式,我們的解釋將可以透過使用短程式來計算。這種方法保留了丹尼特原始方法的靈活性,同時…

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2021-06-25 已發表論文

人工智慧中的抽象與類比

摘要 Conceptual abstraction and analogy making are key abilities underlying humans' abilities to learn, reason, and robustly adapt their knowledge to new domains. Despite a long history of res…

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2021-06-11 已發表論文

雙分子接觸圖的比對

摘要 Alignments of discrete objects can be constructed in a very general setting as super objects from which the constituent objects are recovered by means of projections. Here, we focus on co…

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2021-06-01 已發表論文

摘要 在文章編號 2101162 中,Gong Cheng、Chenyu Lin 和 Juan Pere

摘要 在文章編號 2101162 中,Gong Cheng、Chenyu Lin 和 Juan Perez Mercader 證明,在外部能量的流入下,活性微滴原細胞維持了一系列由分子構件的動態降解/形成驅動的類似生命的複雜非平衡行為。它们表现出振荡生长和收缩,并形成各种动态和高阶仿生微观结构。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2021-05-25 已發表論文

阻止緊急機會的爭論

摘要 一些作者认为,化学和生物学等特殊科学中使用的非极端概率可以是客观机会,即使世界的真实微观物理描述是确定性的。本文研究了该论点的一个有影响力的版本,并表明它取决于定义粗粒度和细粒度事件之间关系的特定方法。提出了一種粗粒度的替代方法。这种替代方法阻止了关于紧急机会存在的论点,并更好地理解了两个著名的哲学讨论主题:矿工之谜和辛普森悖论。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取…

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2021-05-18 已發表論文

BONUS 研究結果顯示與囊性纖維化嬰兒住院相關的胃腸道因素

摘要 確定增加囊性纖維化 (CF) 嬰兒在出生第一年因胃腸道相關(GI 相關)住院風險的因素。方法:嬰兒觀察和營養研究是一項縱向觀察隊列,納入了 231 名透過新生兒篩檢診斷為 CF 的嬰兒。我們對出生後第一年因胃腸道相關入院的頻率和適應症進行了事後評估。結果:65 名參與者在生命的前 12 個月內至少入院過一次。研究期間的高胰酶替代療法 (PERT) 劑量( 2000 LU/…

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2021-04-28 已發表論文

美國海軍對客觀標準的依賴是否可以防止晉升和保留方面的歧視?

摘要 為了防止歧視,美國海軍入伍人員晉升過程主要依靠客觀措施。然而,它也使用了水手上級的主觀意見。海軍的晉升和保留過程涉及兩個連續的決定:海軍決定是否晉升某個人,並根據該決定,水手決定是否留下來。透過這些相關決策過程的估計,我們發現在 1997 年至 2008 年期間,黑人和西班牙裔獲得晉升的可能性低於白人,尤其是在戰時。海軍的決策對黑人不同晉升率的影響是各群體特徵差異的兩倍。…

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2021-04-17 已發表論文

全球旱地的生物地理學

摘要 Despite their extent and socio ecological importance, a comprehensive biogeographical synthesis of drylands is lacking. Here we synthesize the biogeography of key organisms (vascular and …

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2021-04-15 已發表論文

摘要 查爾斯·里克特 (Charles Richter) 的觀察“只有傻瓜和江湖騙子才能預測地震”,反映

摘要 查爾斯·里克特 (Charles Richter) 的觀察“只有傻瓜和江湖騙子才能預測地震”,反映了這樣一個事實:儘管經過 100 多年的努力,地震學家仍然無法獲得可靠和準確的結果。有意義的預測包括在地震發生之前指定地震的位置、時間和規模,其精度比純粹根據某個地區已知的地震統計資料偶然預測的精度更高。在本文中,「預測」意味著對時間、地點和幅度的機率進行指定的預測。使用了兩…

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2021-04-13 已發表論文

摘要 在美國東北部,天然氣供應限制導致天然氣短缺導致多達四分之一的發電廠計畫外停運

摘要 在美國東北部,天然氣供應限制導致天然氣短缺導致多達四分之一的發電廠計畫外停運。雙燃料油氣發電機或當地儲氣庫可能會緩解天然氣供應短缺的情況。我們使用歷史發電廠營運和可用性數據來制定發電機所需成本的供應曲線,以緩解新英格蘭的燃料短缺故障。根據 2012 年至 2018 年的數據,我們發現歷史上約 2 吉瓦燃氣產能的燃料短缺可以透過使用現場燃料儲存來緩解。相較之下,在我們的樣本…

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2021-04-05 已發表論文

「最佳匹配圖」的勘誤表

摘要 文章「最佳匹配圖」(Geiß 等人,JMB 78:2015–2057,2019)中的兩個錯誤已被修正。其中一個涉及有向圖無彙的預設假設,必須將其作為引理 9、引理 11、定理 4 中的附加前提添加。相應地,演算法 2 要求其輸入是無彙的。第二個修正涉及定理 9 中描述最佳匹配圖特徵所需的附加必要條件。修正後的結果簡化了 n cBMG 的最少解析樹的構建,即演算法 1。所有…

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2021-04-01 已發表論文

從 A 到 B 的一條出色路徑

摘要 In the Norwegian fairy tale Three Billy Goats Gruff, the eponymous billy goats face a serious dilemma: the field they call home is barren and they must cross a bridge to reach greener pas…

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2021-04-01 已發表論文

摘要 我們提出並分析了高層建築中透過電梯垂直運輸人員的極簡模型

摘要 我們提出並分析了高層建築中透過電梯垂直運輸人員的極簡模型。我們專注於每天開始的運營,即人們以固定的速度到達建築物的底層。當電梯到達底層時,乘客進入電梯,直到達到電梯載客量,然後被運送到目的地樓層。我們確定每個人等待電梯到達的時間分佈、等待電梯的人數,並在人員到達率足夠大時過渡到多部電梯同步。我們透過事件驅動的模擬驗證了我們的許多預測。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付…

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2021-03-29 已發表論文

研究和學術領域免費開源軟體的案例

摘要 Free and open source software (FOSS) is any computer program released under a licence that grants users rights to run the program for any purpose, to study it, to modify it, and to redist…

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2021-03-23 已發表論文

蜂群中流介導的嗅覺交流

摘要 Honeybee 群集s are a landmark example of 集體行為. To become a coherent 群集, bees locate their queen by tracking her pheromones. But how can distant individuals exploit these chemical signals, w…

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2021-03-18 已發表論文

邁向更普遍的生命探測策略/白皮書 #181 提交給行星科學和天體生物學十年調查 2023-2032。主題:生命與益生元有機物;其他科學主題:生命探測

摘要 在其他地方尋找生命過程中最艱鉅的挑戰可能是與真正的外星生命作鬥爭。過去十年的大部分天體生物學研究推動了任務科學尋找基於人類生命的成熟的、可識別的生物特徵。然而,我們探索的距離地球越遠,宇宙中的生命與地球上的生命具有相同生化祖先的可能性就會迅速降低。因此,我們必須為針對通用生物特徵的生命檢測策略建立基礎知識。該報告主張 NASA 投資開發和實施更具包容性的通用生物特徵檢測框…

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2021-03-15 已發表論文

古代朝鮮七個世紀以來的極端天氣事件與軍事衝突

摘要 我们通过构建和分析一个数据集来探索天气与战争之间的因果关系,该数据集包含极端天气事件和军事冲突,涉及一组共存了几个世纪的稳定政治实体,即公元 18 年前至公元 660 年间朝鲜半岛的三个古代王国。如果经历冲击的国家入侵邻国,则冲突被归类为绝望冲突;如果经历冲击的国家被邻国入侵,则冲突被归类为机会主义冲突。我們發現,天氣引發的衝突很嚴重,但主要是機會主義的,而不是絕望的。也…

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2021-03-06 已發表論文

摘要 居禮原理說,原因的任何對稱性都必須在其結果中找到

摘要 居禮原理說,原因的任何對稱性都必須在其結果中找到。在本文中,我從圖形因果模型的角度考慮居禮原理,並證明,在對稱變換的一種定義下,因果建模框架不需要像居禮原理那樣的東西為真。根據對稱變換的另一個定義,圖形因果建模形式確實暗示了居禮原理的一個版本。這些結果可以更好地理解居禮原理和圖形因果建模之間關係的邏輯景觀。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2021-03-01 已發表論文

麻省理工學院生命科學智慧財產權許可

摘要 學術機構透過技術授權和創建新創企業在生物技術產業中發揮核心作用,但有關其績效和影響程度的數據卻很少。在這裡,我們介紹了麻省理工學院 (MIT) 等機構對技術許可的系統研究。利用 1983 年至 2017 年透過麻省理工學院技術許可辦公室成立的 76 家專注於治療的生命科學公司的數據,我們構建了多項影響力衡量指標,包括橙皮書中引用的麻省理工學院專利、籌集的資金、併購成果、授…

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2021-02-22 已發表論文

利用能量平衡的微觀模擬探討產前含糖飲料攝取對兒童BMI的影響

摘要 目的 動物實驗表明,懷孕期間攝取高糖可能會使後代容易肥胖,但很少有人研究檢驗這種關係。這項研究探討了懷孕期間飲用含糖飲料(SSB)與兒童時期熱量攝取之間的關係。方法 利用兒童體重、身高和體力活動水平的隊列數據,採用經過實驗室驗證的能量平衡微觀模擬模型來推斷 11 歲以下兒童的熱量攝取量。接著採用隨機效應模型來探討產前母親消耗與兒童時期推斷的熱量攝取之間的關係。結果 妊娠中…

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2021-02-16 已發表論文

理論建構方法:建構心理學理論的實用框架

摘要 本文旨在透過發展一種建構解釋性理論的實用方法論:理論建構方法論(TCM)來改善心理學的理論形成。中醫是五個步驟的序列。首先,理論家確定了成為解釋目標的經驗現象領域。其次,理論家建構了一個原型理論,即一套推定解釋這些現象的理論原理。第三,原型理論用於建構正式模型,即一組編碼解釋原理的模型方程式。第四,理論家透過形式化其經驗現象並評估模型是否確實再現了這些現象來研究模型的解釋…

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2021-01-21 已發表論文

高能量日子的個人車輛電氣化和充電解決方案

摘要 關於純電動車(BEV)充電和其他配套基礎設施的不同提案的有效性仍然存在疑問。在這裡,我們研究了為純電動車充電並用遠程車輛補充的方案,包括在不常見的高能量日子裡,否則可能會阻礙個人車輛的電氣化。我們研究西雅圖和美國範圍內的旅行活動及其能源需求,以確定適合現有生活方式的策略。我們發現,家庭路內或路外充電在所有策略中都至關重要,而高速公路快速充電和/或補充車輛可能是有影響力的補…

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2021-01-12 已發表論文

來自英國的新變種 COVID-19 輸入的國際風險

摘要 2020 年 12 月在英國發現的一種快速傳播的 SARS CoV 2 變種引起了國際社會的警惕。我們估計,在所分析的 19 個國家中的 16 個國家中,到 12 月 7 日為止,該變種有至少 50% 的可能性是由英國旅行者輸入的。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2021-01-11 已發表論文

感覺尋求、緊迫感和冒險:年輕人每日和瞬間的感覺尋求和緊迫感:與冒險和睡眠的關聯

摘要 感覺尋求的波動可能會影響冒險行為,因此需要考慮這些波動及其前因。在 21 天的每日日記資料中(n = 78 名參與者;平均年齡 = 21.18,SD = 1.75;80.77% 為女性),比平常感覺尋求更高的日子也是比平常冒險行為更高的日子,並且比比平時感覺尋求更低的日子更有可能是飲酒的日子。平均而言,危險行為的結果受到正面評價。在相同的 21 天內,每天對同一參與者進行…

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2021-01-07 已發表論文

PTEN 調節脂肪細胞祖細胞生長、分化及複製衰老

摘要 腫瘤抑制磷酸酶和張力蛋白同源物 (PTEN) 負向調節胰島素訊號路徑。種系 PTEN 致病性變異會導致 PTEN 錯構瘤症候群 (PHTS),與兒童脂肪瘤的發展有關。目前尚不清楚哪些機制引發了這種異常的脂肪組織生長。脂肪細胞祖細胞 (APC) 在連續培養過程中失去分化為脂肪細胞的能力,而來自 PHTS 患者脂肪瘤的 APC 在較長時間內保留其成脂潛力。為了研究 PTEN …

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2021 已發表論文

超圖上的叢集同步

摘要 We study cluster 同步化 (a type of 同步化 where different groups of oscillators in the system follow distinct synchronized trajectories) on hypergraphs, where hyperedges correspond to higher or…

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2021 已發表論文

意識和物理定律

摘要 我們對物理學的理解比對意識的理解好得多。我考慮基本本體論的內在心理方面可能會引起已知物理定律的修改,或者如果不存在這樣的修改,它們是否可能與解釋意識相關。我認為,我們目前的物理學知識應該讓我們對已知規則的假設修改持懷疑態度,如果沒有這樣的修改,很難想像內在的心理方面如何發揮有用的解釋作用。提交給《意識研究雜誌》的論文草稿版本,該特刊回應了菲利普·戈夫的《伽利略的錯誤:新意…

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2021 已發表論文

透過化學 pH 振盪器同時自我調節自主合成和 pH 響應巨囊泡的功能化

摘要 半間歇式 BrO3 SO32 pH 振盪器作為 pH 響應性 2 (二異丙氨基) 甲基丙烯酸乙酯單體在聚(乙二醇) 大 CTA 鏈上原位聚合的自由基源,並產生兩親性嵌段共聚物。這些結構單元同時自組裝成膠束,然後隨著疏水性嵌段的鍊長增長而轉變為囊泡。當系統條件有利時,半間歇式 BrO3 SO32 會引發 H+ 濃度的大幅振盪。振盪控制嵌段共聚物核心鏈段中叔胺基的質子化狀態。…

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2021 已發表論文

最佳比賽圖表(第 78 卷,2015 年、2019 年)

摘要 修正了最佳配對圖一文(Geiss 等人,JMB 78:2015 2057,2019)中的兩個錯誤。其中一個涉及有向圖無彙的預設假設,必須將其作為引理 9、引理 11、定理 4 中的附加前提添加。相應地,演算法 2 要求其輸入是無彙的。第二個修正涉及定理 9 中描述最佳匹配圖特徵所需的附加必要條件。修正後的結果簡化了 n cBMG 的最少解析樹的構建,即演算法 1。所有其他…

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2021 已發表論文

摘要 有效場論(EFT)是現代理論物理學的成功範式,包括粒子物理標準模型的「核心理論」加上愛因斯坦的廣義

摘要 有效場論(EFT)是現代理論物理學的成功範式,包括粒子物理標準模型的「核心理論」加上愛因斯坦的廣義相對論。我認為 EFT 賦予我們獨特的見解:每個 EFT 模型都附帶其適用範圍的內建規格。因此,一旦模型在某個領域(能量和相互作用強度)進行測試,我們就可以確信它在該領域內將繼續保持準確。目前,核心理論已經在包括與日常生活物理(生物學、化學、技術等)相關的所有能量尺度的系統中…

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2021 已發表論文

為什麼人工智慧比我們想像的更難

摘要 Since its beginning in the 1950s, the field of 人工智慧 has cycled several times between periods of optimistic predictions and massive investment (“AI spring”) and periods of disappointment, …

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2021 已發表論文

抽象與類比—人工智慧製造

摘要 Conceptual abstraction and analogy making are key abilities underlying humans' abilities to learn, reason, and robustly adapt their knowledge to new domains. Despite of a long history of …

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2021 已發表論文

沒有免費午餐定理對元歸納法的影響

摘要 The important recent book by G. Schurz [1] appreciates that the no free lunch theorems (NFL) have major implications for the problem of (meta) induction. Here I review the NFL theorems, e…

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2021 已發表論文

鋰離子電池技術成本下降的決定因素

摘要 自三十年前商業化以來,鋰離子電池技術的價格已迅速大幅下降約 97%。許多努力都有助於降低觀察到的價格下降背後的成本,但這些努力的貢獻及其相對重要性仍不清楚。在這裡,我們透過開發一套成本變化模型來解決這一差距,以理清這些努力並估計它們對鋰離子電池成本下降的各自貢獻。我們收集有關鋰離子電池組件及其價格的數據,開發這些電池的成本方程和成本變化方程,並估計不同的低級成本降低機制的…

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2020-12-24 已發表論文

摘要 RNA二級結構預測的準確度隨著鹼基對的跨度(即它所包含的核苷酸的數量)而降低

摘要 RNA二級結構預測的準確度隨著鹼基對的跨度(即它所包含的核苷酸的數量)而降低。 RNA 折疊的動態程式演算法可以輕鬆專門化,以便僅考慮有限跨度 L 的鹼基對,從而將記憶體需求降低到 O(nL),並透過交錯回溯進一步降低到 O(n)。然而,後者是一種近似,妨礙了全局最優結構的檢索。因此,到目前為止,ViennaRNA 軟體包還沒有提供用於計算最佳的、跨度限制的最小能量結構的…

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2020-11-18 已發表論文

摘要 由於其稀有性或隱蔽性,動物社會中個體之間的隱藏相互作用可能很難被發現,但它們可能會對所涉及的個體產

摘要 由於其稀有性或隱蔽性,動物社會中個體之間的隱藏相互作用可能很難被發現,但它們可能會對所涉及的個體產生重要的健康影響。利用無線射頻辨識 (RFID) 技術,我們研究了西藍知更鳥 (Sialia mexicana) 的同種巢穴存取模式和功能。西部藍知更鳥全年生活在近親社區,合作繁殖的頻率較低。人們提出了域外訪問的各種功能,但很少有研究探索多種潛在功能。我們詢問西部藍知更鳥的域…

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2020-10-24 已發表論文

透過聚合誘導的自組裝增強羅丹明 6G 染料的螢光發射

摘要 在本次通訊中,我們報告了使用著名的雷射染料羅丹明 6G (R6G) 作為多功能光催化劑進行水基光誘導電子轉移可逆加成斷裂鏈轉移 (PET RAFT) 聚合的一些結果。我們的結果顯示更高的單體轉化率和更強的 R6G 螢光發射。 R6G 染料在水中透過聚合誘導自組裝 (PISA) 形成聚合物物體(例如膠束和囊泡)的 RAFT 聚合表現出高效的光催化行為。為了實現這些結果,我們…

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2020-09-15 已發表論文

摘要 實際系統中的關係通常不是二元的,而是更高階的,因此不能透過圖忠實地建模,而是需要超圖

摘要 實際系統中的關係通常不是二元的,而是更高階的,因此不能透過圖忠實地建模,而是需要超圖。在這項工作中,我們系統地開發了用於分析超圖的幾何​​和動力學的正式工具。特別是,我們表明,受 Forman 和 Olivier 圖的相應概念啟發,Ricci 曲率概念是探測超圖局部幾何的強大工具。事實上,這兩個曲率概念在識別特定連接基序方面是相輔相成的。為了擁有一個可以與經驗數據進行比較…

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2020-09-02 已發表論文

摘要 《自然神經科學評論》第一期出版於 20 年前,即 2000 年

摘要 《自然神經科學評論》第一期出版於 20 年前,即 2000 年。為了紀念這一周年,在這篇觀點文章中,我們詢問了來自該領域的一些研究人員,他們近年來在該雜誌上發表了文章,以了解他們對過去二十年來神經科學,特別是其所在領域的顯著和有趣的發展的看法。他們也為目前的研究方向和令他們興奮的問題提供了一些想法。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2020-08-22 已發表論文

透過液滴內兩種功能化聚合物的分子間交聯製備釕功能化微凝膠並研究其化學/光活性行為

摘要 結合基於微流體的液滴模板方法和液滴「微反應器」內兩種類型的功能化聚合物的直接交聯,製備了釕功能化微凝膠。此微凝膠表現出多種特性,包括別洛烏索夫 扎博廷斯基反應的催化能力、白光誘導的結構記憶行為以及單色光觸發的光解和結構降解行為。也提出了光降解機制,並透過多種表徵方法進一步驗證。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2020-08-12 已發表論文

使用 COVID-19 與流感比率來估計中國武漢和美國西雅圖的早期大流行傳播

摘要 背景:2019 年 12 月 31 日,中国武汉首次报道了大流行 SARS CoV 2。二十一天后,美国发现了第一例病例,该病例是一名从武汉前往华盛顿州的男子。最近在武汉和西雅图大都市地区进行的研究回顾性测试了从有类似新冠症状的患者身上采集的样本。在武漢的研究中,2020 年 1 月 12 日之前在兩家中心醫院尋求流感樣疾病治療的 26 名成人門診患者中,有 4 名 SA…

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2020-07-14 已發表論文

羅伯特‧C‧默頓:第一位金融工程師

摘要 This is an edited version of a talk given at the Robert C. Merton 75th Birthday Celebration Conference held at MIT on August 5 and 6, 2019. A video of the talk is available at This articl…

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2020-07-01 已發表論文

你应该把车停在哪里? 1/2 規則

摘要 我們研究一維停車場的停車情況,汽車以 λ 的速度進入,每輛車都嘗試停在原點的目標附近。停放的汽車也以速率 1 出發。進入的司機無法看到停放的汽車之外更理想的空位。我們分析了一類策略,其中駕駛員忽略 τL 之外的空位(其中 τ 是風險閾值,L 是最遠停放車輛的位置),並嘗試在遇到的第一個比 τL 更近的可用位置停車。當所有駕駛員都使用此策略時,當 τ = 1/2 時,在最佳…

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2020-06-30 已發表論文

稅收損失收穫阿爾法的實證評估

摘要 金融科技的進步使散戶投資者的稅收損失收穫比過去的策略更可行。我們利用 CRSP 月度資料庫中 1926 年至 2018 年市值最大的 500 只證券的歷史數據評估了這一「稅收阿爾法」的大小。考慮到長期和短期資本利得稅率分別為 15% 和 35%,我們發現稅收損失收穫策略在我們的樣本期間每年產生的交易成本前稅收阿爾法為 1.08%。當該策略受到「洗售規則」的限制時,稅收阿爾…

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2020-06-19 已發表論文

神經科學參考文獻清單中性別失衡的程度與驅動因素

摘要 與許多科學學科類似,神經科學越來越多地嘗試應對普遍存在的性別失衡。儘管出版和會議參與經常被強調,但最近的研究引起了人們對引文中普遍存在的性別不平衡的關注。由於引用對知名度和職業發展的下游影響,了解性別在引用實踐中的作用對於解決科學不平等問題至關重要。在這裡,我們調查神經科學引文中是否存在性別模式。使用五種頂級神經科學期刊的數據,我們發現參考文獻清單中往往包含更多以男性為第…

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2020-06-01 已發表論文

摘要 tau 延遲重建

摘要 tau 延遲重建。這個想法是基於延遲對重建幾何形狀的影響。如果延遲太小,重構的動態會沿著嵌入空間的主對角線變平;另一方面,過大的延遲可能會導致動態過度。計算二維延遲重建的曲率是識別這些極端情況並找到它們之間的中間立場的有效方法:未充分展開的重建的極端處的急劇反轉和過度折疊重建的極端處的彎曲都會產生曲率尖峰。我們透過計算二維重建上軌跡段的平均門格爾曲率作為時間延遲的函數來操…

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2020-05-31 已發表論文

為永續的未來培養跨學科領導力

摘要 Urgent 永續 challenges require effective leadership for inter and trans disciplinary (ITD) institutions. Based on the diverse experiences of 20 ITD institutional leaders and specific case s…

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2020-05-28 已發表論文

火星現存生命:下一步是什麼?會議報告

摘要 2019年11月5日至8日,「火星現存生命:下一步是什麼?」會議在新墨西哥州卡爾斯巴德召開。這次會議聚集了一群活躍於宜居性和天體生物學相關學科的出版專家。主要結論如下: 很大一部分與會者得出的結論是,火星上存在本土微生物生命的可能性是現實的。貫穿這次會議的一個強有力的主題是,尋找火星現存生命的關鍵在於識別和探索避難所(“綠洲”),那裡的條件要么永久地要么偶爾地比平均水平明…

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2020-05-20 已發表論文

在存在自旋轉移矩的情況下用於產生和湮滅磁滴孤子的熱激活勢壘

摘要 我們研究了噪音引起的磁滴孤子在實驗參數區域中的產生和湮滅,在該區域中磁滴孤子對漂移呈線性穩定。利用問題的旋轉對稱性,我們轉換為隨液滴孤子旋轉的參考系,並引入有效勢能,該勢能解釋了對抗自旋轉移矩所做的功,以在兩個不同方向之間旋轉磁化。我們使用此函數來計算各種奈米接觸半徑和電流的均勻磁化狀態和液滴孤子狀態之間的兩個方向的活化勢壘。我們研究具有零和非零自旋扭矩不對稱參數的液滴孤…

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2020-05-19 已發表論文

摘要 我們使用來自世界上最大的全球律師事務所之一的豐富面板資料來研究法律部門職業動態中的性別差距

摘要 我們使用來自世界上最大的全球律師事務所之一的豐富面板資料來研究法律部門職業動態中的性別差距。研究的律師事務所是跨國律師事務所的代表,在 23 個國家/地區開展業務。樣本包括不同發展階段的國家。我們記錄了性別差距的跨國差異以及這些差距如何隨著時間的推移而變化。我們發現,儘管截至研究期末,大多數國家的入職等級都存在性別平等,但所有國家的組織高層仍存在持續的原始性別差距。我們觀…

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2020-05-11 已發表論文

摘要 透過第一原理分子動力學,我們研究了一個 d 維經典慣性海森堡模型,其範圍相互作用隨距離 r 衰減為

摘要 透過第一原理分子動力學,我們研究了一個 d 維經典慣性海森堡模型,其範圍相互作用隨距離 r 衰減為 1/rα (α ? 0); α = 0 (α → ∞) 對應於無限 ij ij 範圍(最近鄰)相互作用;比率 α/d 1 (0 ≤ α/d ≤ 1) 表徵了短程狀態。在長程狀態中,以溫度 TQSS 為特徵的準穩態 (QSS) 在交叉到第二個平台之前出現,對應於玻爾茲曼 吉布…

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2020-04-23 已發表論文

傳播圓錐形帳篷:公民科學家發現的可能的高頻(15-30 MHz)遠程閃電特徵

摘要 在 15 30 MHz 的地面攝譜儀資料中識別出高頻頻譜特徵。這項特徵可能源自陸地,通常由一群公民科學家(光譜儀使用者群體)記錄,他們的主要興趣是觀察木星的無線電發射。此特徵表現為無線電頻帶雜訊增強,其中增強頻率隨時間增加然後減小,形成「三角形頻譜特徵」。圓錐形帳篷的形狀因而得名(簡稱TP)。 TP 通常具有明確的前緣和後緣。雖然有些 TP 是孤立出現的,但它們經常成群出…

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2020-03-26 已發表論文

不同脂肪庫中脂肪生成的發育驅動變化與肥胖有關

摘要 皮下(sc)和內臟(vis)脂肪組織(AT)導致肥胖和不良脂肪分佈的病理生理後果的變異性。為了深入了解區分內臟脂肪和皮下脂肪的分子機制,我們比較了小鼠附睪 (epi) 和腹股溝 (ing) AT 永生化脂肪細胞分化過程中的轉錄組。在脂肪形成的不同天( 2、0、2、4、6、8)萃取 RNA,並使用 Clariom (TM) D 小鼠檢測 (Affymetrix) 進行分析,…

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2020-02-17 已發表論文

廣義 Fitch 圖 II:邊標記樹解釋的二元關係集

摘要 Fitch 圖 G = (X, E) 是由具有葉集 X 的 {empty set, 1} edge labeled root trees T 解釋的有向圖:當且僅當 T 中連接 x 和 y 的最後一個公共祖先 lca(x, y) 與 y 的唯一路徑包含至少一個帶有標籤的邊角時,存在標籤「1 角時,存在於 y 的唯一路徑。在實踐中,Fitch 圖表示異種學關係,即基因對 x…

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2020-02-09 已發表論文

摘要 合成生物學作為大規模複雜生態系工程的一種方式有什麼潛力

摘要 合成生物學作為大規模複雜生態系工程的一種方式有什麼潛力?它可以用來改變瀕臨滅絕的生態群落並拯救它們以防止其崩潰嗎?這種生態工程路徑成功的最佳策略是什麼?是否有可能創造能夠在封閉環境中持續存在的穩定、多樣化的合成生態系?能否創造合成群落以在與我們不同的星球上繁榮發展?這些問題和其他問題貫穿合成生物學未來的主要發展。工程生態系的目標受到各種技術、科學和倫理問題的困擾。在本文中…

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2020-01-20 已發表論文

囊性纖維化嬰兒的糞便生態失衡與早期線性生長障礙有關

摘要 大多數患有囊性纖維化 (CF) 的嬰兒患有胰臟外分泌功能不全,導致營養吸收不良,需要口服胰酶替代品。新生兒 CF 篩檢使這些嬰兒能夠得到早期診斷、營養幹預和酵素替代,使大多數患有 CF 的嬰兒在 12 個月大時達到體重目標1。然而,大多數患有囊性纖維化的嬰兒在出生後第一年的線性生長仍然很差1。儘管這種早期線性生長障礙與較差的長期呼吸功能和存活率相關2,3,但 CF 嬰兒體…

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2020 已發表論文

摘要 沒有免費的午餐定理證明,在歸納問題(搜尋問題或學習問題)的均勻分佈下,所有歸納演算法的表現相同

摘要 沒有免費的午餐定理證明,在歸納問題(搜尋問題或學習問題)的均勻分佈下,所有歸納演算法的表現相同。正如我在本章中討論的,定理的重要性在於使用它們來分析涉及非均勻分佈的場景,並比較不同的演算法,而無需對問題的分佈進行任何假設。特別是,這些定理證明,反交叉驗證(根據樣本外行為最差的一組候選演算法進行選擇)的表現與交叉驗證一樣好,除非人們做出假設(從未正式化),一方面歸納問題的分…

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2020 已發表論文

摘要 尋找生物標誌物一直是精神病學領域的主要追求

摘要 尋找生物標誌物一直是精神病學領域的主要追求。為此,研究對幾乎所有形式的精神障礙的候選靜息態生物標記進行了分類。然而,越來越明顯的是,這些生物標記缺乏特異性,限制了它們產生臨床影響的能力。我們討論了克服這一局限性的三種研究途徑:(i)採用跨診斷研究設計,其中涉及從精神病學的不同診斷軸來研究和明確比較多種疾病; (ii) 精神病理學的維度模型,繪製了症狀學的全譜並跨越了傳統的…

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2020 已發表論文

新希格斯相互作用產生的中微子凝結

摘要 我們研究中微子和希格斯標量之間新的相互作用的後果。我們發現,在由此產生的有效 4 費米理論中存在兩個可能的吸引通道,導致宇宙中微子中的中微子凝聚,並在低溫和有限密度下產生中微子超流體。我們發現,在有效勢V最小值時,凝聚態大部分由左 左+右 右複合材料對組成,並有少量左 右+右 左複合材料的混合物。有效理論對截止質量 mH(希格斯粒子的質量)很敏感,因為如果想要使用來自費米…

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2020 已發表論文

分層和模組化最小頂點著色

摘要 Cographs are exactly the hereditarily well colored graphs, i.e., the graphs for which a greedy vertex coloring of every induced subgraph uses only the minimally necessary number of colors…

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2020 已發表論文

化學超圖的 p-拉普拉斯算子

摘要 圖的 p 拉普拉斯算子以及化學超圖一般設定的頂點拉普拉斯算子和超邊拉普拉斯算子都得到了推廣。特別是,對於化學超圖,對於所有 p ≥ 1,都定義了頂點 p 拉普拉斯算子和超邊 p 拉普拉斯算子。研究了這些算子的幾個譜特性。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2020 已發表論文

摘要 美國的治安管理是分散的

摘要 美國的治安管理是分散的。有超過 17,000 個執法機構,其中許多機構具有重疊的管轄權。他們每個人都有自己的組織文化、自己的選擇和培訓協議,甚至自己的記錄和報告資料程式。他們與地方檢察官和法官互動。他們交換人員——在一個地點被解僱或受到紀律處分的官員通常可以在另一個地點找到工作。他們根據有關使用武力(包括致命武力)的不同法律和準則開展行動。 ※ 此為已發表論文,全文需透過…

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2020 已發表論文

公平和負責任的藥品定價:Radius Health 和 abaloparatide 的案例研究

摘要 我們研究了 abaloparatide 的顛覆性定價策略,這是 Radius Health 於 2017 年推出的一種骨質疏鬆症藥物,定價比其主要競爭對手低 45%。這項策略使 Radius 能夠快速進入該市場,並實現患者數量的相應成長。它現在面臨兩個挑戰:醫療保險 D 部分回扣的不正當激勵,以及覆蓋結構的悖論,該結構阻止較低的標價必然導致所有患者的自付費用降低。儘管如此…

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2020 已發表論文

當科學是一場遊戲

摘要 What happens when scientists are, at certain points in a field's development, playing a game? I present a framework for such an analysis that draws on the theory of games provided by the …

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2020 已發表論文

利用形狀數學進行太陽磁噴發預測

摘要 Current operational forecasts of solar eruptions are made by human experts using a combination of qualitative shape based classification systems and historical data about flaring frequenc…

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2020 已發表論文

民主的絆線/歐洲和美國的全球腐敗和舉報

摘要 即使在保護言論自由的政治體制中,揭露高層人士的不當行為也是危險的。因此,民主國家的舉報人面臨一個悖論:透過挑戰和揭露當權者的違法行為,他們履行了至關重要的公共服務;然而,如果沒有選民的持續支持,他們總是會因此而受苦。本文比較了歐洲和美國的舉報人保護政治,以更充分地揭示內部真相敘述在打擊全球腐敗、保持精英誠實和維持自由民主方面所發揮的重要作用。我們在第一部分開始,探討獨裁政…

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2020 已發表論文

摘要 公民發起的反言論是打擊仇恨言論和促進和平、非極化言論的一種有前途的方式

摘要 公民發起的反言論是打擊仇恨言論和促進和平、非極化言論的一種有前途的方式。然而,缺乏對其減少仇恨言論有效性的大規模縱向研究。我們使用多種不同的宏觀和微觀層面的衡量標準,對四年來德國 Twitter 上發生的超過 18 萬場政治對話進行調查,以調查反言論的有效性。我們報告了仇恨和反言論隨著時間的推移的動態相互作用,並提供了見解,以了解在「經典」霸凌情況下,有組織的努力是否比獨…

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2020 已發表論文

平衡計算中的誤差和耗散

摘要 Modern digital electronics support remarkably reliable computing, especially given the challenge of controlling nanoscale logical components that interact in fluctuating environments. How…

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2020 已發表論文

摘要 自旋玻璃的一個重要但很少研究的特性是其基態對於一個或有限數量的耦合變化的穩定性

摘要 自旋玻璃的一個重要但很少研究的特性是其基態對於一個或有限數量的耦合變化的穩定性。早期的工作表明,如果假設存在多個基態,那麼它們的能量差的波動——以及因此存在多個基態的可能性——與其基態的穩定性密切相關。在這裡,我們檢查了兩個模型中基態的穩定性,其中一個模型被認為具有與有限維度中其他現實的短程自旋玻璃定性相似的基態結構。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2019-12-02 已發表論文

摘要 搜尋是複雜問題解決的基本組成部分,通常涉及在探索新想法和利用已知解決方案之間進行選擇

摘要 搜尋是複雜問題解決的基本組成部分,通常涉及在探索新想法和利用已知解決方案之間進行選擇。雖然文獻主要分析了單獨工作的個人的搜尋行為,但我們研究了團隊工作的個人完成的搜尋。我們研究了三個可能影響團隊中個人搜尋行為的理論基礎因素的相互作用:團隊成員之間的行為相互依賴程度、成員對問題的有限知識水平以及他們收到的績效回饋。我們根據搜尋距離來操作搜尋行為,這反映了問題空間中探索的程度…

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2019-11-26 已發表論文

不透明性、模糊性與提問的幾何學

摘要 Asking questions is a pervasive human activity, but little is understood about what makes them difficult to answer. An analysis of a pair of large databases, New York Times crosswords and…

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2019-04-01 已發表論文

k點交叉算子的傳輸集

摘要 從不同角度研究了k點交叉算子及其重組集。我們證明,對於所有 k 1,k 點交叉的傳輸函數會產生與基礎圖的區間函數相同的凸性。這以否定的方式解決了 Mulder 提出的關於連通圖 G 的測地凸性是否由其區間函數 I 唯一確定的開放性問題。 Gitchoff 和 Wagner 的猜想,即對於不同於超立方體的每個傳輸集 Rk(x,y),存在一對唯一的父代,它是由其生成的,這一猜…

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2019-03-07 已發表論文

小儲量的保護價值

摘要 The importance of large reserves has been long maintained in the scientific literature, often leading to dismissal of the conservation potential of small reserves. However, over half the …

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2019 已發表論文

開放的心態:肯阿羅的回憶

摘要 肯·阿羅最引人注目的事情之一就是他質疑自己工作的能力。一方面,他也許是當時最受尊敬的經濟學家。另一方面,他在職業生涯後期的大部分時間裡公開承認他的工作存在嚴重問題,並試圖激勵其他人超越它並創造新的東西,即使它與他所做的工作有很大不同。如此公正的科學誠實是罕見的。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2018-12-13 已發表論文

悲劇重溫

摘要 “Freedom in a commons brings ruin to all.” So argued ecologist Garrett Hardin in “The Tragedy of the Commons” in the 13 December 1968 issue of Science. Hardin questioned society's ability…

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2018-10-05 已發表論文

2017-2018 年土耳其選舉的法證分析

摘要 With a majority of 'Yes' votes in the Constitutional Referendum of 2017, Turkey continued its drift towards an autocracy. By the will of the Turkish people, this referendum transferred pr…

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2018-10-05 已發表論文

超立方晶格上滲流閾值的級數展開

摘要 We study proper lattice animals for bond and site 滲流 on the hypercubic lattice Z(d) to derive asymptotic series of the 滲流 threshold p(c) in 1/d, The first few terms of these series were c…

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2018-09-01 已發表論文

第一階段的二元性

摘要 我們證明,當我們以粒子到達目標並遠離目標的情況為條件時,擴散粒子首次撞擊吸收器的時間分佈與外部流場的方向無關。因此,在一維中,粒子行進到距離為 l 的吸收器的平均時間為 l/垂直條 v 垂直條,與 v 的符號無關。這種二元性延伸到擊中時間的所有時刻。在二維中,徑向速度場中第一次通過吸收圓的時間分佈 v(r) = Q/(2 pi r) 再次表現出對偶性。我們的方法也提供了一…

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2018-08-24 已發表論文

摘要 透過分子動力學,在 d 維晶格(d = 1、2 和 3)上研究以長程相互作用為特徵的經典慣性 XY

摘要 透過分子動力學,在 d 維晶格(d = 1、2 和 3)上研究以長程相互作用為特徵的經典慣性 XY 模型的動力學和恆溫學。旋轉體之間的相互作用隨著距離 r(ij) 衰減,如 1/rij(alpha) (alpha = 0),其中 alpha 無窮大和 alpha = 0 分別對應於最近鄰和無限範圍相互作用。我們驗證了動量機率分佈在短程範圍內是麥克斯韋分佈,而 q 高斯分佈…

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2018-07-01 已發表論文

摘要 Monogamy appears to have become the predominant h

摘要 Monogamy appears to have become the predominant human mating system with the 湧現 of highly unequal agri文化 族群s that replaced relatively egalitarian horti文化 族群s, challenging the conventional…

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2018-07-01 已發表論文

摘要 我們研究了近視覓食者的動力學,該覓食者在一個格子上隨機徘徊,其中每個位置都包含一個食物單位

摘要 我們研究了近視覓食者的動力學,該覓食者在一個格子上隨機徘徊,其中每個位置都包含一個食物單位。當遇到一個含有食物的地點時,覓食者會以 p < 1 的機率吃掉該地點的所有食物;否則,食物不會受到干擾。當覓食者進食時,它可以在沒有食物的情況下多走 S 步,然後餓死。當覓食者不吃東西時,要么是因為沒有在滿的地點檢測到食物,要么是遇到空的地點,覓食者就會感到飢餓,並且在一個時間單位…

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2018-06-27 已發表論文

從 Fitch 的異種學關係重建基因樹

摘要 Two genes are xenologs in the sense of Fitch if they are separated by at least one horizontal gene transfer event. Horizonal gene transfer is asymmetric in the sense that the transferred …

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2018-06-12 已發表論文

健身景觀的封面編碼

摘要 The traditional way of tackling discrete optimization problems is by using local search on suitably defined cost or 適應度景觀s. Such approaches are however limited by the slowing down that oc…

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2018-04-05 已發表論文

摘要 積層製造 (AM) 已迅速成為一種製造機械零件的顛覆性技術,可提高設計複雜性、實現低成本客製化並提

摘要 積層製造 (AM) 已迅速成為一種製造機械零件的顛覆性技術,可提高設計複雜性、實現低成本客製化並提供不斷增加的材料範圍。然而,這些功能也為優化大量製程參數以實現高性能零件帶來了巨大的挑戰。對於柔軟、可變形材料的積層製造以及需要實驗列印方法的液體狀樹脂尤其如此。在這裡,我們開發了專家引導優化 (EGO) 策略,為探索和改進液態聚二甲基矽氧烷 (PDMS) 彈性體樹脂的 3D…

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2018-03-26 已發表論文

預測探索太空人的空間輻射健康風險的局限性

摘要 儘管進行了多年的研究,但對太空輻射環境及其對長期太空人造成的風險的了解仍然有限。研究結果與人類太空人中觀察到的經驗效應之間存在差異,這可能是由於許多因素限制了複雜空間環境的地面模擬以及從不同動物模型推斷人類臨床後果。鑑於載人航太的預期未來,以及目前迅速擴大載人登月和火星任務能力的努力,迫切需要提高對太空輻射風險的了解,預測行星際輻射暴露可能的臨床結果,並為未來任務制定適當…

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2018-03-19 已發表論文

嗅覺振動理論的現狀

摘要 嗅覺振動理論試圖描述一種可能的嗅覺機制,該機制是解釋性的,並為研究人員提供了一套允許預測結構 氣味關係的原理。類似的理論在嗅覺科學中已經多次出現。最近盧卡·圖林(Luca Turin)再次強調了這個理論,他提出非彈性電子隧道效應是軟管內嗅覺感受器偵測振動的方法。這項工作旨在向讀者傳達嗅覺振動理論的最新描述,包括歷史迭代和當前迭代。本文旨在按時間順序介紹該主題的理論和實驗研…

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2018-03-01 已發表論文

植物生命之樹的全球合成路線圖

摘要 Providing science and society with an integrated, up to date, high quality, open, reproducible and sustainable plant tree of life would be a huge service that is now coming within reach. …

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2018-02-09 已發表論文

摘要 我們引入節儉覓食模型,其中覓食者在格子上執行離散時間隨機遊走,其中每個站點最初包含 S 個食物單位

摘要 我們引入節儉覓食模型,其中覓食者在格子上執行離散時間隨機遊走,其中每個站點最初包含 S 個食物單位。覓食者每一步代謝一個單位的食物,並在過去 S 步最後一次吃東西時餓死。每當覓食者進食時,它都會消耗掉當前地點的所有食物,並且該地點永遠保持空置(沒有食物補充)。覓食者的關鍵特性是它很節儉,並且只在遇到最多 k 步飢餓的食物時才進食。我們分析計算平均壽命作為節儉閾值的函數,並…

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2018-02-05 已發表論文

時間一致的協調圖和禁止的時間旅行

摘要 Background: In the absence of horizontal gene transfer it is possible to reconstruct the history of gene families from empirically determined orthology relations, which are equivalent to …

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2018 已發表論文

美國的種族、移民和財富波動

摘要 本世紀頭十年,美國所有主要種族的財富都急劇上升和下降,但西班牙裔財富的波動尤其劇烈。我們表明,家庭特徵和位置可以解釋西班牙裔在繁榮時期的經歷,但不能解釋蕭條時期的經歷。我們認為,經濟衰退之初,無證移民獲得的信貸突然崩潰,導致市場上自然賣家的房屋需求萎縮,從而導致財富損失遠遠超過僅根據家庭特徵和地點所能預測的程度。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2018 已發表論文

州際戰爭嚴重程度的趨勢與波動

摘要 Since 1945, there have been relatively few large interstate wars, especially compared to the preceding 30 years, which included both World Wars. This pattern, sometimes called the long pe…

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2018 已發表論文

改進了移動沙發問題的上限

摘要 移動沙發問題由 L. Moser 於 1966 年提出,要求在單位寬度的走廊中圍繞直角拐角移動的最大面積的平面形狀。已知存在最大面積形狀,其面積至少為 2.2195...(Gerver 在 1992 年發現的顯式構造的面積),最多 2 根 2 近似於 2.82,下界被推測為真值。我們證明了一個新的、改進的上限 2.37。該方法涉及電腦輔助證明方案,該方案可用於嚴格導出收斂…

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2018 已發表論文

靠近吸收裝置的停留時間

摘要 We determine how long a diffusing particle spends in a given spatial range before it dies at an absorbing boundary. In one dimension, for a particle that starts at x(0) and is absorbed at…

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2018 已發表論文

摘要 雖然我們對了解過去的著迷足以保證我們更加關注綜合,但現代社會面臨的重要問題的解決方案需要基於只有考

摘要 雖然我們對了解過去的著迷足以保證我們更加關注綜合,但現代社會面臨的重要問題的解決方案需要基於只有考古學才能提供的數據的理解。然而,即使我們使用公共資金收集越來越多的數據,能夠激發對人類行為的新興理解的研究模式仍然落後。因此,大量的考古推論仍然停留在單一項目的層次。如果我們採用國家生態分析與綜合中心開創的模型來促進考古學的綜合合作研究,我們就可以更有效地利用這些數據,並以有…

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2017-12-29 工作論文 SFI 工作論文 2017-12-038

癌症生態系統的網絡結構

摘要 自 Paget 的「種子與土壤」假說和 Ewing 的「連通性」假說被提出以解釋腫 瘤轉移(1,2)以來,癌症進展可以被視為一種生態現象這一點已變得越來越清 晰。過去二十年間,這種連結蓬勃發展(3 7),為癌症進展的生態學和演化學 帶來重要洞見,並具有治療上的意義(8 10)。在此,我們採取後設族群的觀點 看待轉移(即向棲息地斑塊的遷移和殖民),並將其表示為一個二部圖網絡…

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2017-12-26 已發表論文

經驗曲線對技術進步的預測效果如何?一種進行分佈預測的方法

摘要 經驗曲線廣泛用於預測增加技術部署的成本效益。但這樣的預測有多準確呢?人們可以先驗地預測它們的準確性嗎?在本文中,我們透過開發一種對經驗曲線進行分佈預測的方法來回答這些問題。我們使用具有 51 種產品和技術的成本和經驗代理的資料集來測試我們的方法,並表明該方法相當有效。我們開發的框架有助於闡明為什麼經驗曲線方法經常給出與簡單假設成本呈指數下降類似的結果。為了說明我們的方法,…

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2017-12-21 工作論文 工作論文 #2

一夫多妻制的衰落:一種解釋

摘要 人們認為,在男性財富不平等程度較大的地方,一夫多妻制更為普遍。然而,隨著貧富差距空前的資本密集農業的出現,世界大部分地區的一夫多妻制逐漸衰退。競爭性財富(在後代之間分配)和非競爭性財富(無論其數量如何,都傳遞給所有孩子(就像公共物品))之間的區別可能會解決這個「一夫多妻制之謎」。我們模型的婚姻配對納許均衡複製了在非洲農牧民族基普西吉人中觀察到的一夫多妻制婚姻的發生率。然後…

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2017-12-07 已發表論文

摘要 Rare events have played an increasing role in mol

摘要 Rare events have played an increasing role in molecular 系統發育s as potentially homoplasy poor characters. In this contribution we analyze the 系統發育 資訊 content from a combinatorial point of v…

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2017-11-22 工作論文 工作論文 #3

相互關聯的族群中的基因頻率和相互關聯的群落中的物種的頻率受到類似過程的影響,例如出生、死亡和移民。結構群體中基因頻率的平衡分佈是已知的

摘要 相互關聯的族群中的基因頻率和相互關聯的群落中的物種的頻率受到類似過程的影響,例如出生、死亡和移民。自 1930 年代以來,根據賴特的集合種群模型(稱為島嶼模型),結構化種群中基因頻率的平衡分佈就為人所知。然而,在元群落層級上,物種頻率的等效分佈(即物種比例豐度分佈(SPAD))是未知的。在本文中,我們發展了一個隨機模型來分析解釋這種分佈(SPAD)。我們表明,與基因 SP…

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2017-11-20 已發表論文

自然時、臨近預報與地震物理學:全球大城市地震風險的估計

摘要 自然時間(“NT”)是指使用小地震計數(例如M 3事件)來標記大地震(例如M 6事件)之間的間隔的概念。該術語首先由 Varotsos 等人使用。 (2005),後來由 Holliday 等人提出。 (2006)在他們的地震研究中。在本文中,我們討論了使用 NT 來了解地震動力學,特別是使用臨近預報的想法所產生的想法和應用。臨近預報與預測不同,臨近預報的目標是估計系統的當…

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2017-10-23 工作論文 工作論文 #4

計算力學的起源:思想簡史與幾點澄清

摘要 抽象的 。計算力學的主要目標是定義模式和結構,以便可以檢測和量化複雜系統的組織。計算力學的發展源於 20 世紀 70 年代和 80 年代初期的努力,透過從測量時間序列重建吸引子幾何形狀的方法來識別奇怪吸引子作為驅動弱流體湍流的機制,以及 20 世紀 80 年代中期直接從複雜時間序列估計運動方程式。在提供結構的數學和操作定義時,它解決了這些早期發現自然系統模式的方法的弱點。…

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2017-10-17 已發表論文

對規範教師生產力軌跡的誤導性敘述

摘要 科學家可能在其職業生涯中發表數十或數百篇論文,但這些貢獻的時間間隔並不均勻。六十年來對各領域的職業生產力模式的研究顯示了一個直觀且普遍的模式:生產力往往會迅速上升到早期的峰值,然後逐漸下降。在這裡,我們透過分析個別教師生產力時間序列的結構來測試這種傳統敘述的普遍性,該時間序列由超過 200,000 份出版物構建,並與美國和加拿大所有 205 個授予博士學位的計算機科學系的…

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2017-10-09 已發表論文

雙曲格子中的滲流閾值

摘要 We use invasion 滲流 to compute numerical values for bond and site 滲流 thresholds pc (existence of an infinite cluster) and pu (uniqueness of the infinite cluster) of tesselations {P, Q} of …

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2017-10-01 已發表論文

易於處理的RNA-配體相互作用動力學

摘要 Background: The binding of small ligands to RNA elements can cause substantial changes in the RNA structure. This constitutes an important, fast acting mechanism of ligand controlled tran…

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2017-09-21 已發表論文

寨卡病毒持續性傳播的風險被低估

摘要 Pathogens often follow more than one 傳播 route during outbreaks from needle sharing plus sexual 傳播 of HIV to small droplet aerosol plus fomite 傳播 of influenza. Thus, controlling an infecti…

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2017-09-20 工作論文 工作論文 #5

透過依賴約束獲得唯一訊息

摘要 抽象的 。部分資訊分解可能是將聯合隨機變數中的共享資訊解析為冗餘、協同和獨特成分的主要建議。不幸的是,由於缺乏普遍認可的多元成分量化方法,該框架受到了阻礙。在這裡,我們透過開發基於量化獨特資訊的新方法的分解來糾正這個問題。結果是第一個滿足框架核心公理的措施,同時也不將相同但獨立的通道視為冗餘。這標誌著部分資訊分解的實際應用向前邁出了關鍵一步。

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2017-09-18 已發表論文

圖形交換機制

摘要 考慮一種交換機制,它接受各種商品的「多樣化」報價,然後重新分配它們。在某些「公平」和「便利」的自然條件下,這種機制允許獨特的價格,使每個人的報價和回報的價值相等。接下來透過某些整數 tau(ij)、pi(ij) 和 k(i) 定義機制的複雜性,這些整數表示將 i 交換為 j 所需的時間、確定交換比率的難度以及報價的維度。存在有限多個最低複雜度的機制,其中每個機制中的所有交…

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2017-09-15 已發表論文

摘要 There are at least three distinct ways to concept

摘要 There are at least three distinct ways to conceptualize 熵: 熵 as an extensive 熱力學 quantity of physical systems (Clausius, Boltzmann, Gibbs), 熵 as a measure for 資訊 production of 遍歷 sources …

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2017-09-13 工作論文 工作論文 #6

基於物理的時空系統相干結構無監督發現方法

摘要 摘要:鑑於觀測和數值氣候資料的產生速度越來越快,日益複雜和自動化的分析技術變得至關重要。深度學習正在迅速成為此類分析的標準方法,雖然取得了巨大進展,但仍存在重大挑戰。與深度學習驚人成功的商業應用不同,科學數據高度複雜且通常未標記。此外,可解釋性和檢測新機制是科學發現的關鍵。為了增強發現,我們提出了一種基於物理的補充、數據驅動的方法,該方法利用局部動力學(例如水動力流)生成…

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2017-09-11 已發表論文

摘要 複雜晶體(例如每個晶胞有一百個或更多原子的準晶體或週期性晶體)中的原子在哪裡

摘要 複雜晶體(例如每個晶胞有一百個或更多原子的準晶體或週期性晶體)中的原子在哪裡?他們是怎麼到達那裡的?自準晶體被發現以來的四分之一個世紀裡,許多材料的第一個問題已逐漸得到解答。在本文中,我們討論第二個問題。我們簡要回顧了描述晶體結構中原子位置的提議模型的歷史。然後,我們提出了一種特定合金系統的修訂描述和可能的生長模型,這些合金系統包含 Tsai 型簇,其中包括一類重要的準晶…

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2017-08-30 已發表論文

作為生物感測器的人工核糖開關的設計

摘要 RNA aptamers readily recognize small organic molecules, polypeptides, as well as other nucleic acids in a highly specific manner. Many such aptamers have evolved as parts of regulatory sy…

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2017-08-23 工作論文 工作論文 #7

十一千年來的科技、制度與財富不平等

摘要 第一段。關於經濟不平等趨勢的猜想通常是基於對過去趨勢的歷史研究,以及允許使用對不平等影響的預期變動進行預測的模型,例如民主的興起或工業革命期間引入的新技術。在這裡,我們透過研究過去 11 千年來科技和製度截然不同的經濟體中物質財富的不平等,擴大了不平等決定因素的變化範圍。

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2017-08-15 工作論文 工作論文 #8

自催化二元聚合物模型中以動態對稱性破缺進行序列選擇

摘要 核酸的模板定向複製是所有生物的本質,也是任何生命起源場景的重要里程碑。我們在這裡提出了生命起源前序列複製的理想化模型,其中二元聚合物充當其自催化複製的模板,從而在相互交織的分子生態中充當彼此的反應物和產物。我們的模型展示了自催化如何以反直覺的方式改變定性和定量的系統動力學。最值得注意的是,數值模擬揭示了一種非常強大的內在選擇機制,當從單體池開始時,該機制有利於出現一些具有…

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2017-08-11 工作論文 工作論文 #9

超越蘭道爾界限:模組化熱力學

摘要 資訊處理通常透過模組化單元的組合進行,例如通用邏輯閘。與全局整合資訊處理相比,模組化資訊處理的好處在於,透過一系列僅控制和改變局部自由度的更簡單的局部資訊處理操作,可以更容易、更靈活地實現複雜的全局計算。我們表明,儘管有這些好處,模組化仍然存在不可避免的熱力學成本,這些成本直接由本地化處理的操作產生,並且超出了擦除資訊的蘭道爾耗散界限。然而,當整合計算全局協調對資訊庫的所…

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2017-08-02 工作論文 工作論文 #13

稀有事件採樣的極端量子優勢

摘要 我們引入了一種量子演算法,用於對經典記憶隨機過程產生的罕見事件進行有效的偏置採樣。我們證明,就所需的記憶體資源而言,這種量子演算法比已知的經典偏壓採樣演算法具有極大的優勢。量子儲存優勢的範圍從多項式到指數,當對自旋系統的罕見平衡配置進行採樣時,量子優勢會發散。

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2017-08-02 工作論文 工作論文 #12

走向循環社會形態理論

摘要 人類學的歷史反映了對獨特文化特徵的研究與對跨文化廣泛共有的文化特徵的研究之間有時存在爭議的動態,事實上,這種共享是如此廣泛,以至於學者們已經將某些特徵確定為定期重複出現的社會形態。這兩個研究領域之間爭論的一個方面是,對反覆出現的社會形態的研究受到了種族中心主義觀點的歷史的損害,更重要的是,受到了缺乏文化進化一般理論的分類學方法的損害。我展示了一種解決分類學方法中問題的方法…

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2017-08-02 工作論文 工作論文 #11

間斷的非平衡和利基保守主義解釋了顯生宙的生物多樣性波動(包括補充)

摘要 生物多樣性的大大小小的波動在化石記錄中普遍存在,但我們並不了解產生它們的過程。在這裡,我們使用非平衡統計物理學理論的新穎擴展來證明宏觀進化的三個普遍特性——間斷的適應性輻射、生態位保守性以及由此產生的類群之間多樣化率的異質性——足以解釋以前未解釋的顯生宙多樣性波動的肥尾形式。利用這種被稱為超級統計的理論,我們將分類目識別為很大程度上自主的演化單位,每個單位都可能經歷自己獨…

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2017-08-02 工作論文 工作論文 #10

二元馬可夫過程的預測和生成:有限狀態狐狸能抓住馬可夫老鼠嗎?

摘要 了解自然系統的生成機制是科學方法的重要組成部分。在這裡,我們透過提出任意二進制馬可夫過程的最小生成器來研究實現這一目標的基本步驟之一。這一類過程的預測模型是眾所周知的。令人驚訝的是,生成模型需要針對參數空間的不同區域使用三種不同的拓撲。我們表明,先前提出的用於一組特定的二進制馬可夫過程的生成器實際上不是最小的。我們的結果首次定量地揭示了預測和產生的相對(最小)成本。例如,…

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2017-07-19 工作論文 工作論文 #19

間隙中的島嶼:結構複雜材料中相互交織的傳輸和定位

摘要 抽象的 。無序一維材料中的局域波已經被研究了幾十年,包括白噪音和相關無序,以及準週期無序。自從安德森發現無序引起的局域化以來,這些波現像如何與晶體(週期性有序)材料中的波現象(可以說是更好理解的環境)相關聯一直是個謎。儘管如此,這些共同徹底改變了材料科學和技術,並帶來了遠遠超出固態的新物理學。我們引入了一系列結構複雜的材料“混沌晶體”,它們插值在這些組織極端之間——系統地…

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2017-07-19 工作論文 工作論文 #18

分子感測器中的預測和功效:半馬可夫環境驅動條件馬可夫通道時的不確定性和耗散

摘要 抽象的 。第一部分所發展的亞純函數微積分克服了線性算子的非對角化性,這種非對角性經常出現在複雜系統的時間演化中,並且對於預測其行為的元動力學是通用的。利用所得的譜分解,我們推導了相關函數、有限長度香農熵率近似、漸近熵率、過剩熵、瞬態資訊、瞬態和漸近狀態不確定性以及由有限狀態隱馬可夫模型產生的隨機過程的同步資訊的閉合形式表達式。這為研究離散事件隨機過程、符號動力學和混沌動力…

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2017-07-19 工作論文 工作論文 #17

替代資訊計劃

摘要 抽象的 。我們提出並評估了分散式網路中資料儲存的替代架構,以確保隱私和安全,我們稱之為 RAIN1。 RAIN 網路架構提供了一種分散式檔案儲存服務,該服務:(1) 設計具有隱私性,(2) 開源,(3) 更安全,(4) 可擴展,(5) 更具永續性,(6) 擁有社群所有權,(7) 價格低廉,(8) 可能更快、更有效率和可靠。 RAIN 有潛力透過消除中間人(大型集中式資料中…

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2017-07-19 工作論文 工作論文 #16

觀察與強化模式學習:一項探索性研究

摘要 抽象的 。我們在一個非常簡單的多臂老虎機框架中透過實驗和理論研究個人如何了解未公開的跨期支付結構。我們提出了一個基線強化學習模型,該模型允許策略空間中的模式識別和相關變化,以及它的三個增強版本,可以適應從與他們匹配的另一個玩家的行為和/或收益中進行觀察學習。這些模型很好地再現了觀察到的發現時間的分佈特性。我們的研究進一步表明,與其中一人發現隱藏模式的基線情況相比,觀察另一…

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2017-07-19 工作論文 工作論文 #15

Dacura:考古學數據收集和知識提取的新解決方案

摘要 抽象的 。考古學家對現在透過網路獲得的資訊既感到祝福,又受到詛咒。我們透過簡單的搜尋就可以發現大量的文章、圖像和數據,這讓我們感到幸運,但我們也為將這些發現解析為與我們特定興趣相關的學術品質的困難過程而感到詛咒。作為電腦科學的新進展如何解決這些問題的一個例子,我們介紹了 Dacura,這是一個資料集管理平台,旨在幫助任何學科的研究人員從互聯網和其他來源獲取、評估和管理高品…

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2017-07-19 工作論文 工作論文 #14

古代社會對氣候相關災害的社會復原力:兩個假設的檢驗

摘要 抽象的 。目前有關災害應變的文獻認為,提供更多地方參與決策並擁有更多社區協調和治理組織的社會對氣候相關災害的抵禦能力更強。相較之下,最近的心理學研究認為,具有更嚴格的社會規範和更嚴格地執行這些規範的社會更有彈性。本文透過檢視氣候相關災害對古代社會的歷時影響,檢驗這些看似相互競爭的觀點中的一個或兩個是否可以得到實證支持。使用跨文化研究設計和 33 個考古學已知的社會樣本(涵…

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2017-07-01 已發表論文

摘要 我們研究了貪婪覓食者的動力學,在每個地點最初包含一個食物單位的環境中隨機行走

摘要 我們研究了貪婪覓食者的動力學,在每個地點最初包含一個食物單位的環境中隨機行走。當遇到有食物的地點時,覓食者會吃掉那裡的所有食物,然後在沒有食物的情況下再跳 S 步,然後餓死。當遇到空地時,覓食者會感到飢餓,並且距離飢餓更近一個時間單位。我們研究了覓食者貪婪的新特徵;如果覓食者可以選擇跳到空地或最近鄰裡有食物的地方,它會優先跳到食物。如果鄰近地點都含有食物或都空著,則覓食者…

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2017-06-15 已發表論文

貪婪能幫助採集者生存嗎?

摘要 我們研究了貪婪對在最初資源豐富的格子上隨機行走的覓食者的生命週期的影響。每當採集者降落在有食物的地點時,那裡的所有食物都會被吃掉,採集者可以在沒有食物的情況下再跳 S 步,然後才會挨餓。到達空地後,覓食者距離飢餓感更近了一個時間單位。覓食者也是貪婪的-如果可以選擇移動到當地附近的空地或有食物的地點,覓食者會優先向食物移動。令人驚訝的是,覓食者的壽命隨著貪婪而非單調變化,一…

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2017-06-07 已發表論文

d 維狄拉克 delta 和 q 傅立葉變換的 q 廣義表示

摘要 我們用 q 指數函數引入 d 維狄拉克 δ 函數的廣義表示。我們將這種新的表示法應用於所謂的 q 傅立葉變換的研究,並建立了分析程序,透過該程序可以將其對任何 d 值進行反演。我們最後說明了 q 變形對傅立葉級數展開的吉布斯現象的影響。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2017-06-05 工作論文 工作論文 #20

表觀複雜度的譜簡單性,第二部分:精確複雜度和複雜度譜

摘要 抽象的 。第一部分所發展的亞純函數微積分克服了線性算子的非對角化性,這種非對角性經常出現在複雜系統的時間演化中,並且對於預測其行為的元動力學是通用的。利用所得的譜分解,我們推導了相關函數、有限長度香農熵率近似、漸近熵率、過剩熵、瞬態資訊、瞬態和漸近狀態不確定性以及由有限狀態隱馬可夫模型產生的隨機過程的同步資訊的閉合形式表達式。這為研究離散事件隨機過程、符號動力學和混沌動力…

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2017-05-31 工作論文 工作論文 #21

表觀複雜性的譜簡單性,第一部分:預測的不可對角化元動力學

摘要 抽象的 。事實上,人們可以提出的關於隨機過程的行為和結構複雜性的所有問題都可以簡化為由適當的隱馬可夫過程產生器控制的時間演化的線性代數框架。每種類型的問題(相關性、可預測性、預測成本、觀察者同步等)都會產生不同的生成器類別。那麼答案就是適合班級的過渡動態的函數。不幸的是,這些動力學通常是非正態的、不可對角化的、奇異的等等。輕鬆分析這些動力學依賴於採用最近引入的亞純泛函微積…

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2017-05-19 已發表論文

紀念奧拉夫布萊德巴赫第二期特刊簡介

摘要 這是《生物科學理論》紀念奧拉夫·布萊德巴赫 (Olaf Breidbach) 的兩期特刊中的第一期,奧拉夫·布雷德巴赫 (Olaf Breidbach) 是該雜誌的長期編輯,他將傳統的《Biologisches Zentralblatt》轉變為現代的《生物科學理論》,這是一本致力於最廣泛意義上的生物學理論、概念和歷史方面的期刊。奧拉夫·布萊德巴赫 (Olaf Breidb…

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2017-05-18 工作論文 工作論文 #22

羅馬帝國的都市化與勞動分工

摘要 抽象的 。人類聚集的主要特徵之一是任務專業化和分工擴大,這種關係一直是考古學家、人類學家、社會學家和經濟學家研究的長期主題。最近,研究當代城市系統的研究人員對這種關係提出了一種新穎的解釋,其基礎是人類住區本質上是嵌入物理空間的社會、資訊和基礎設施網絡。這種解釋並沒有納入現代世界的特定社會經濟條件和市場經濟,這就引出了一個問題:在當代系統中觀察到的人口規模和生產多樣性之間的…

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2017-05-17 工作論文 工作論文 #23

領土性和等級制度形成的生態和社會動態

摘要 引言 複雜社會的起源令我們著迷:具有等級組織的政治體系、專門的勞動分工以及相對不平等的權力和財富分配的社會。這些社會往往在政治和社會上進行大規模整合,涵蓋數萬到數億人。它們是我們大多數人生活的社會。情況並非總是如此:對於 92 98% 的現代智人來說,大多數人似乎生活在規模相對較小、平等主義的社會中,財富、地位和政治權力的差異較小(Boehm 2001,Smith et …

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2017-04-25 工作論文 工作論文 #24

基因簇的擴展、循環順序和最短哈密頓路徑問題

摘要 抽象的 。旁系同源基因簇,例如著名的發育轉錄因子 HOX 簇,往往透過其成員的逐步複製而進化,通常涉及不等的交叉。基因轉換和可能的其他協同演化機制進一步混淆了系統發育關係。因此,解開基因簇中基因重複的詳細歷史是非常困難的,甚至是不可能的。在這篇文章中,我們表明,沃爾特·格林提出的通過不等交叉的基因簇擴展導致了遺傳距離的獨特模式,即圓形分裂系統的一個子類。此外,當基因簇不受…

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2017-04-24 工作論文 工作論文 #29

健身景觀的封面編碼

摘要 抽象的 。離散最佳化問題的實例可以透過在適當定義的成本或適應度景觀上進行局部搜尋來解決。由於陷入局部極小值,地形的崎嶇會阻止搜尋或減慢搜尋進度。或者,可以使用啟發式近似來估計全域成本最小值。在這裡,我們透過對從較大搜尋空間到原始搜尋空間的子集的映射進行過度編碼,提出了這兩種方法的組合。關鍵想法是藉助適當的啟發式建構覆蓋編碼圖,挑選出接近最優的解決方案,並在更大的搜尋空間上…

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2017-04-24 工作論文 工作論文 #28

基於相似性的多維訊號分割

摘要 動機:時間序列和基因組資料的分割是計算生物學的常見問題。隨著測量程序日益複雜,各個數據點通常不僅僅是數字或簡單向量,其中所有組件都屬於同一類型。利用單一實值資料軌跡中的斜率或明確利用資料向量性質的分析方法不適用於此類場景。結果:我們在這裡開發了一個用於在任意資料域中進行分割的框架,該框架只需要最少的相似性概念。使用輸入(樣本)的無監督聚類產生近似分割演算法,該演算法對於全…

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2017-04-24 工作論文 工作論文 #27

利用立體資訊進行化學圖轉換

摘要 抽象的 。雙推出圖變換自然地促進了化學反應的建模:標記無向圖模型分子和直接推導模型化學反應。然而,最直接的建模方法忽略了原子及其鄰居在空間中的相對位置。因此,無法區分化合物的立體異構體,儘管它們的化學活性可能大不相同。在這篇文章中,我們提出了一種擴展的化學圖轉換系統,其屬性對局部幾何資訊進行編碼。此建模方法基於所謂的“有序列表方法”,其中對每個頂點的入射邊集施加順序,排列…

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2017-04-24 工作論文 工作論文 #26

部分局部多路對齊

摘要 摘要,隨著計算資源的增加,3 路和 4 路對齊的精確解決方案在實踐中已變得可行。在成對情況下,局部比對和全局比對之間有明顯差異。隨著越來越多的序列考慮到這種差異(實際上可以對每個序列的兩端獨立進行這種區別),產生了豐富的部分局部比對集。到目前為止,這些問題基本上還沒有被探索過。在這裡,我們為此類問題提出了一個非常通用的框架,並展示瞭如何以有原則的方式建立精確的動態規劃解決…

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2017-04-24 工作論文 工作論文 #25

化學空間中的可及性、連結性和鄰近性

摘要 抽象的 。化學宇宙由一組 $X$ 化合物以及它們之間的一組反應組成。每個反應將有限(少量)的離析物轉化為一小組產物。因此,反應在 $X$ 上形成有向超邊。由於 $X$ 可以是無限的,因此不僅從組合角度考慮 $X$,而且從拓撲結構的角度考慮 $X$ 也是很有趣的。在這裡,我們認為廣義範圍和相對閉包函數提供了一個自然的框架。這些可以被視為連結組件的概括,相當於某一類分離或鄰近…

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2017-04-19 工作論文 工作論文 #30

連續時間離散事件過程的結構與隨機性

摘要 抽象的 。寬鬆地說,香農熵率用於衡量隨機過程的內在隨機性;統計複雜性給出了預測過程的成本。我們首次計算了由有限單線隱藏半馬可夫模型(更新過程的記憶性、狀態相關版本)產生的隨機過程的熵率和統計複雜性。計算這些量需要引入新穎的數學對象(隱式半馬可夫過程的 ε 機)和隨機過程的新資訊理論方法。

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2017-04-11 已發表論文

將法律訴諸法庭:公民訴訟和立法程序

摘要 The institution of citizen suits is a decentralized form of public participation that allows citizens to influence the implementation of public laws in courts. How does this institution i…

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2017-04-02 已發表論文

俄語中名目形態音韻變化的習得

摘要 由於形式根據語音環境而變化,形態語音的交替可能會使語法語素的目標式生成變得具有挑戰性。本文使用真實詞和隨機詞的 wug' 測試,探討了俄語兒童(4;0 7;11 歲)中元音刪除和重音轉移的相互作用模式的形態語音變化的習得。根據語音環境,參與者需要刪除元音(例如 ko'mok(Nom,sg) kom'ka(Gen,sg))或保留它們(例如 p(j)i'lot(Nom,sg)…

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2017-03-14 工作論文 工作論文 #31

削減獨立脂肪:有效通道狀態的充分統計、互資訊和可預測性

摘要 抽象的 。關於一對隨機變數 X 和 Y 可以提出的最基本的問題之一是它們的互資訊的值。不幸的是,這項任務常常因變數的維度極大而受阻。我們可能希望用較低維的表示來取代每個變量,以保留與其他變數的關係。理論上理想的實現是使用最小充分統計量,眾所周知,X 或 Y 可以用關於另一個的最小充分統計量替換,同時保留相互資訊。雖然直觀上合理,但同時替換這兩個變數並不明顯或簡單。我們證明…

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2017-02-28 工作論文 工作論文 #32

近乎最大的預測特徵及其維度

摘要 抽象的 。科學解釋通常需要從給定的資料集中推斷出最大的預測特徵。不幸的是,大多數隨機過程的最小最大預測特徵的集合是不可數無限的。在這種情況下,人們會做出妥協,轉而尋求近乎最大程度的預測特徵。在這裡,我們得出了接近最大預測特徵的數量和編碼成本與所需預測能力成比例的速率上限。速率由過程混合狀態分佈的分形維數決定。這些結果反過來表明,廣泛使用的有限階馬可夫模型作為預測器可能會失…

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2017-02-27 已發表論文

網路攻擊、歸因和指責的策略面

摘要 網路衝突現在是一種常見且具有潛在危險的事件。目標通常面臨戰略選擇,具體取決於其將攻擊歸因於特定肇事者的能力以及是否有可行的懲罰措施。我們提出了一個博弈論模型,其中受害者的最佳策略選擇取決於攻擊者的脆弱性、受害者的知識水平、不同結果的回報以及每個玩家對對手的信念。由此產生的指責遊戲可以分析四個與政策相關的問題:和平(即沒有攻擊)穩定的條件、何時應該容忍攻擊、不對稱技術歸因能…

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2017-02-27 工作論文 工作論文 #33

歐洲南北鴻溝的起源:近代早期歐洲的人口變化、實際工資和“小分歧”

摘要 抽象的 。在本文中,我研究了中世紀晚期和近代早期歐洲的“小分歧”,重點關注實際工資對人口變化的長期反應。透過對14 18世紀歐洲14個城市一系列實際工資和人口衝擊的定量分析,我發現在工業革命之前,西北地區的城市實際工資與人口脫節,而中部和南部地區的工資對人口變化的反應是溫和或消極的。此外,我還表明:最後,我認為,這兩個結果支持了對「小分歧」的三種可能非替代性的解釋,要么基…

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2017-02-14 工作論文 工作論文 #36

透過出行路線的形態揭示城市社會經濟模式

摘要 城市是一個複雜的系統,透過其固有的社會和經濟相互作用而發展。城市街道網絡調節人員和資源的流動,為這些活動提供空間足跡;因此,它們的結構特徵引起了文獻的極大興趣。分析中缺少街道結構與其功能使用之間的具體相互作用,即人員和資源的流動模式,因此為了解決這一限制,我們研究了世界上 92 個人口最多的城市中 472,040 條時空優化的出行路線的形狀。這些路線以地理上公正的方式進行…

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2017-02-14 工作論文 工作論文 #35

不平等即差異:關於基尼係數的教學筆記

摘要 我們衡量不平等的一些維度最好被視為個人屬性,即人們或多或少擁有的東西,例如身高。但從描述性和規範性的角度來看,其他向度最好被視為人與人之間的差異。經濟不平等——例如財富或收入方面的不平等——屬於後者。將經濟視為一個完整的無向網絡,其邊緣(而不是節點)是測量的基本數據,可以簡單地推導標準的不平等度量——基尼係數——它既直觀,又在單位區間內變化,與人口規模無關,從而避免了計算…

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2017-02-14 工作論文 工作論文 #34

制度衝擊和財富分配的動態。 美國奴隸制的廢除是否減少了財富不平等?

摘要 確定經濟制度對財富和收入分配的影響具有挑戰性,因為很少觀察到製度的外生差異或變化。我們調查了特定的「制度衝擊」——1865 年美國各地廢除奴隸制——對物質財富分配的影響。 PUMS 1860 和 1870 美國財富普查使我們能夠使用差異中的差異策略來確定美國憲法第十三修正案(1865 年批准)對縣、州和地區層面(非奴隸)財富分配的影響。 (我們目前正在進行縣級分析,很快就…

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2017-02-09 已發表論文

摘要 目的:理論表明,隨著生態系統接近政權轉變,它們從擾動中恢復的速度變得越來越慢

摘要 目的:理論表明,隨著生態系統接近政權轉變,它們從擾動中恢復的速度變得越來越慢。這種現象稱為臨界減速 [CSD],會導致生態狀態變數的空間和時間特徵,從而可能提供政權轉變的早期指標。使用時間動力學的指標已在實驗室微觀世界和其他混合良好的系統中得到了經驗驗證,但由於相對缺乏高分辨率數據和實驗操作困難,在大空間尺度上對政權轉移的空間指標的測試很少見。在這裡,我們使用塞倫蓋蒂 馬…

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2017-02-02 已發表論文

科學中數據驅動的預測

摘要 預測發現的願望——提前了解將會發現什麼、由誰發現、何時何地發現——幾乎遍及現代科學的各個方面,從科學家個人到出版商,從資助機構到招聘委員會。在這篇文章中,我們調查了「科學的科學」這個新興的跨學科領域,以及它告訴我們關於科學發現的可預測性的知識。然後,我們討論未來改進科學預測的機會及其對科學界的潛在影響,無論是正面的還是負面的。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2017-02-01 已發表論文

q-三元組可能的代數基礎的推廣

摘要 The so called q triplets were conjectured in 2004 [C. Tsallis, Physica A 340, 1 (2004)] and then found in nature in 2005 [L.F. Burlaga, A.F. Vinas, Physica A 356, 375 (2005)]. A relevant …

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2017-01-27 已發表論文

聚合誘導自組裝(PISA)反應形成的巨型囊泡的新興特性

摘要 巨型微米大小的囊泡引起了自然科學和工程的廣泛關注,在藥物輸送到合成生物學等領域具有潛在的應用前景。它們的形成通常需要複雜的實驗技術,而迄今為止以一鍋法從化學介質中獲得巨型囊泡的嘗試已經導致了更小的奈米級結構。在這裡,我們證明了經過受控自由基聚合的客製化介質能夠形成巨大的聚合物囊泡。使用允許在溫和條件下進行水性反應的方案,我們使用螢光顯微鏡觀察了兩親性聚合物合成的宏觀後果以…

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2017-01-05 工作論文 工作論文 #37

隨機數產生的熱力學

摘要 抽象的 。我們透過最近引入的資訊處理第二定律分析了產生隨機數的三種主要方法的熱力學成本。如果可以存取指定的隨機來源,隨機數產生器 (RNG) 將根據所需的目標機率分佈產生樣本。這與使用完全確定性演算法的偽隨機數產生器 (PRNG) 以及隨機來源是物理系統的真隨機數產生器 (TRNG) 不同。對於每一類,我們都根據作為有限狀態機實現的演算法來分析發電機的熱力學,因為這些演算…

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2017-01-03 工作論文 工作論文 #38

物理資訊傳輸的瞬態耗散和結構成本

摘要 抽象的 。將資訊理論應用於非線性動力系統的隨機熱力學的一個核心結果是資訊處理第二定律(IPSL):如果透過適當的資訊攜帶自由度的香農 柯爾莫哥洛夫 西奈熵變進行補償,宇宙的物理熵可以減少。特別是,漸進率 IPSL 精確地描述了自主麥克斯韋妖和資訊引擎的熱力學功能。這些系統如何開始發揮引擎、蘭道爾橡皮擦和糾錯器的作用?在這裡,我們確定了由物理資訊處理產生的最小的、不可避免的…

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2017 已發表論文

摘要 同行評審是科學傳播的黃金標準,但其保證已發表研究品質的能力仍難以驗證

摘要 同行評審是科學傳播的黃金標準,但其保證已發表研究品質的能力仍難以驗證。最近的模型研究表明,同行評審對審查者的不當行為很敏感,並且據稱,破壞他們認為競爭的工作的審查者可能會嚴重損害出版物的品質。在這裡,我們研究了次優審稿實踐的哪些方面對品質影響最大,並測試了編輯可能用來應對這些問題的不同緩解策略。我們發現,對出版文獻品質的最大危害不是對高品質稿件的自私拒絕,而是對低品質稿件…

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2017 已發表論文

異質資料多維分割

摘要 High throughput methods are producing an ever increasing flood of omics data that yield a more and more detailed and rich genomic annotation. Combining these data into coherently behaving…

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2017 已發表論文

最高法院和司法類型

摘要 儘管最高法院是美國司法機構中的一個獨特機構,但它仍然是一個公認的法院。在標誌著法院作為法院的眾多製度特徵中,也許最明確的是它透過伴隨個案處理的正當性意見來行使其立法職能。透過使立法文本符合司法類型,法院將自己與其他政府行為者(例如國會和總統)區分開來,後者透過其他文本形式(例如法規和行政命令)行使政府權力。本文介紹了對最高法院意見的定量分析結果,衡量法院意見的內容符合或背…

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2017 已發表論文

石墨烯奈米電容器介電層的高儲能效率

摘要 電容器通常用於電子電路中,用於短期儲存少量能量。然而,希望使用電容器來儲存更大的能量來取代可充電電池。不幸的是,現有的電容器無法儲存足夠的能量來取代常見的電化學儲能係統。在這裡,我們研究了石墨烯奈米電容器的能量儲存能力,石墨烯奈米電容器是三層裝置,包括鋁膜、Al2O3 介電層和單層碳原子(即石墨烯)。這是一個純電子電容器,因此它可以在很寬的溫度範圍內工作。此電容器表現出高…

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2017 已發表論文

摘要 簡介: 1966年,美國國會通過了《國家歷史保護法案》

摘要 簡介: 1966年,美國國會通過了《國家歷史保護法案》。其目的是:確保歷史建築、考古遺址和過去其他重要場所所蘊含的價值觀以激勵和激勵當代和子孫後代的方式尊重所有美國人。在這 50 年裡,考古學家孜孜不倦地發現、記錄、分析和整理我們共同的過去。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2017 已發表論文

摘要 微擾裝置是利用微擾理論將多體自旋交互作用減少為二體自旋交互作用的通用技術

摘要 微擾裝置是利用微擾理論將多體自旋交互作用減少為二體自旋交互作用的通用技術。這允許使用更物理上可行的二體交互作用來實現有效的多體交互作用。與先前的工作 (arXiv:1311.2555 [quant ph]) 並行,這裡我們考慮最大限度地減少實現最初由 Kempe、Kitaev 和 Regev (arXiv:quant ph/0406180) 提出、後來由 Jordan 和…

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2017 已發表論文

前現代國家統治者如何利用婚姻來減少

摘要 摘要 從降低風險的角度來看前現代國家的戰爭,我們發現王室聯姻是統治者用來降低戰爭失敗機率的策略。明智的婚姻交換加強並延長了統治者之間或統治者與社會精英之間的庇護關係。庇護主義可能會影響他們軍隊的規模和組成。部署的戰士和軍隊越多,不輸掉一場戰爭的機會就越大(Otterbein 2004;LeBlanc 2006)。對八個前現代國家的研究表明,儘管大多數國家是獨立發展的,但它…

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2016-12-30 已發表論文

有限匹配格子中的滲流

摘要 We derive an exact, simple relation between the average number of clusters and the wrapping probabilities for two dimensional 滲流. The relation holds for periodic lattices of any size. It …

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2016-12-19 已發表論文

RIsearch2:基於後綴陣列的 RNA-RNA 相互作用和 siRNA 脫靶的大規模預測

摘要 ncRNA 的分子間相互作用是基因調控事件的核心,識別這些相互作用的完整圖譜對於 ncRNA 功能研究至關重要。眾所周知,RNA RNA 相互作用是透過相互作用的 RNA 之間的互補鹼基配對建立的,而兩個 RNA 序列之間的高水平互補性是這種相互作用的有力預測因子。在這裡,我們推出了 RIsearch2,一種大規模 RNA RNA 相互作用預測工具,能夠快速定位給定查詢序…

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2016-12-01 工作論文 工作論文 #39

氣候變遷下的單一物種動態

摘要 抽象的 。我們提出了一個通用數學模型,描述生活在受氣候持續和定向變化影響的一維空間離散棲息地斑塊陣列中的單一物種的生長和擴散。我們的模型解釋了氣候變遷現象的兩個重要特徵:1)尺度依賴性:不同物種可能會以不同的速率感知環境的變化,因為它們以不同的尺度感知環境;2)測量依賴性:不同的物種對環境的測量方式不同,因為它們可能對環境的不同方面(例如最高溫度、最低溫度、積溫)敏感或暗…

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2016-11-30 工作論文 工作論文 #40

考古記錄的系統比較方法

摘要 第一段。越來越多的跨學科研究團隊聚集在一起,尋求在人類現象這個複雜系統中建立空間和時間上的規律性。雖然詞彙和工具發生了變化,但推動這項研究計畫的問題與 19 世紀知識分子所追求的問題驚人相似,旨在建立塑造人類氣質的普遍法則。事實上,正是這種追求為後來成為社會和歷史科學中獨特學科的出現提供了動力,包括人類學[1]和社會學(參見Carneiro 2003;Harris 200…

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2016-11-07 工作論文 工作論文 #41

連續時間更新並隱藏半馬可夫過程的資訊和因果體系結構

摘要 抽象的。我們介紹由某些隱含半馬可夫模型產生的過程的最小最大預測模型(ε 機器)。它們的因果狀態要么是混合離散連續變量,要么是連續隨機變量,並且因果狀態轉換由偏微分方程描述。給出了統計複雜性、過剩熵和差異資訊解剖率的封閉式表達式。我們對連續時間更新過程的ε 機器進行了完整的分析,然後將其擴展到由單線隱半馬可夫模型和半馬可夫模型產生的過程。我們的資訊理論分析得出了這些非常一般…

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2016-10-31 已發表論文

兩歲兒童對屈折複數形態的敏感度:異形效應

摘要 許多英語國家的孩子在兩歲之前就在自發性言語中使用複數名詞形式,並在生產任務中表現出對複數詞形變化的某種理解。然而,一項多式聯運優先研究的結果表明,24 個月大的嬰兒缺乏對名目複數形態的理解(Kouider、Halberda、Wood 和 Carey,2006)。本研究的目標是使用一組語音和形態控制的刺激來重新檢視這個問題。結果表明,24 個月大的孩子確實表現出了對名目複數…

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2016-10-31 工作論文 工作論文 #42

在非平衡穩態之間行駛時的波動

摘要 在環境通量的維持下,生物系統是熱力學過程,其運作遠離平衡,沒有詳細的平衡動力學。然而,它們通常表現出明確定義的非平衡穩態(NESS)。更重要的是,關鍵的熱力學功能直接源自於環境轉換驅動的 NESS 之間的轉變。在這裡,我們確定了超出 NESS 內務處理背景的多餘熱力學量的限制。我們透過將克魯克斯漲落定理擴展到 NESS 之間的轉換來實現這一點,而不呼叫非物理的對偶動力學。…

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2016-10-28 已發表論文

科學怪人與競爭排斥的恐怖

摘要 Introduction: The bicentennial celebration of the inception of Frankenstein invites the present view of Victor Frankenstein and his fateful decision to destroy an unfinished female creatu…

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2016-10-25 工作論文 工作論文 #43

用於產生稀有事件的馬可夫記憶

摘要 我們將結構化、記憶隨機過程的罕見事件進行分類,並用它來分析這些事件的順序和平行產生器。給定一個隨機過程,我們引入了一種建構新過程的方法,其典型實現是給定過程的稀有事件。這導致了生成稀有事件所需的最小記憶體的表達式。然後我們證明,在比較過程漲落的結構時,最近發現的經典量子簡單性模糊性也出現了。

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2016-09-19 工作論文 工作論文 #44

利用環境相關性:必要多樣性的熱力學

摘要 生物學成功的關鍵是,適應性生物體所面臨的必要多樣性是其環境中一系列可檢測、可存取和可控制的狀態。我們分析了它在資訊棘輪熱力學功能中的作用——資訊棘輪是一種自主的麥克斯韋惡魔,能夠利用外部資訊庫的波動從熱浴中獲取有用的功。這建立了一個定量範例,用於理解自適應代理如何利用結構化熱環境來實現自身的熱力學效益。通用棘輪充當記憶通訊通道,按順序與其環境互動並將結果儲存到輸出。然而,…

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2016-09-14 已發表論文

摘要 EXACTCOVER 的 k 均勻、d 正則實例是 m 個集合 F n,F d,F k = {S

摘要 EXACTCOVER 的 k 均勻、d 正則實例是 m 個集合 F n,F d,F k = {S j 1 {1, ..., n}} 的子集,其中每個子集的大小為 k,並且每個 1 <= i <= n 都包含在 (S)j 的 d 中。若存在 {1, ..., n} 的子集 T 子集,使得對所有 j,垂直條 T 布林值 AND S j 垂直條 = 1,則可滿足。或者,我們可以…

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2016-09-13 工作論文 工作論文 #46

模擬強耦合經典系統時的極端量子優勢

摘要 經典隨機過程可以由量子模擬器生成,而不是更標準的經典隨機過程,例如隱馬可夫模型。使用量子模擬器的原因之一是它們通常比經典模擬器需要更少的記憶體。在這裡,我們研究了強耦合自旋系統的量子優勢——具有可變相互作用長度的戴森式一維伊辛自旋鏈。我們發現優勢隨著相互作用範圍和溫度而變化,並且隨著相互作用的增加而無限增長。因此,量子系統可以非常有效地模擬強耦合經典系統。

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2016-09-13 工作論文 工作論文 #45

數學作為工具?

摘要 我分析了數學在從數據中提取結構方面的新作用。這一作用不同於數學作為其他科學工具的傳統作用,數學提供了一個理論框架,在這個框架中實驗獲得意義,可以評估數據的質量,並可以用數學的形式方法進行探索。現在數學面臨的挑戰是在沒有其他學科的理論指導的情況下處理數據。這就需要結構性的、抽象的、獨立於具體內容的新原則。

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2016-09-09 已發表論文

摘要 我們研究一般空間維度 d 中飢餓隨機遊走的動力學

摘要 我們研究一般空間維度 d 中飢餓隨機遊走的動力學。該模型代表了對不知情的覓食者命運的理想化描述,其運動不受資源存在或不存在的影響。覓食者會消耗資源,耗盡環境,如果徘徊太久找不到食物就會死亡。在一維完全可解的情況下,我們明確地推導出步行的平均壽命以及飢餓瞬間步行訪問的不同站點數量的分佈。我們也給出了這兩個量的平均值的啟發式推導。我們透過近似來處理複雜但與生態相關的二維情況,…

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2016-09-08 工作論文 工作論文 #47

並非所有波動都是一樣的:熱力學函數的自發變化

摘要 幾乎所有高度相關、弱相關或根本不相關的過程都表現出統計波動。通常,物理定律(例如熱力學第二定律)僅涉及典型的實現 正如香農的漸近均分性質所強調的那樣,以及通過取有限數量的自由度的熱力學極限所必然得出的結論。事實上,我們對宏觀熱力學循環功能的解釋是如此集中。使用最近導出的第二定律進行資訊處理,我們表明不同的波動子集會導致麥克斯韋妖中不同的熱力學功能。例如,雖然典型的實現可能…

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2016-09-06 工作論文 工作論文 #49

香農資訊之外的多元依賴性

摘要 準確地確定依賴結構對於發現系統的因果組織至關重要。我們最近表明,轉移熵在測量資訊流的一個關鍵方面失敗了,因為它合併了二元關係和多元關係。我們擴展了這一觀察結果,以證明當用於分析多變量依賴性時,所有此類香農資訊度量都是如此。這具有廣泛的影響,特別是當使用資訊來表達複雜系統中嵌入的組織和機制時,包括將複雜網絡理論與資訊理論結合的新興努力。在這裡,我們並不認為資訊理論的任何面向…

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2016-09-06 工作論文 工作論文 #48

新石器時代的農業革命

摘要 我們表明,對新石器時代農業革命的常見解釋,包括農業勞動生產力較高、人口壓力或不利的氣候變化,與現有證據不一致。我們的模型和考古證據表明,新的產權制度是一個先決條件,它在一些地方可能已經足夠普遍,有利於獨立從事農業。因此,農業之所以能夠出現,是因為它促進了私有財產在更廣泛的經濟活動領域的應用(這減少了群體成員之間的衝突),儘管它最初並不是一種先進的技術。

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2016-09-01 已發表論文

紀念奧拉夫·布萊德巴赫特刊簡介

摘要 這是《生物科學理論》紀念奧拉夫·布萊德巴赫 (Olaf Breidbach) 的兩期特刊中的第一期,奧拉夫·布雷德巴赫 (Olaf Breidbach) 是該雜誌的長期編輯,他將傳統的《Biologisches Zentralblatt》轉變為現代的《生物科學理論》,這是一本致力於最廣泛意義上的生物學理論、概念和歷史方面的期刊。奧拉夫·布萊德巴赫 (Olaf Breidb…

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2016-08-29 已發表論文

違反協議類型和話語位置對主謂一致聽覺處理的影響:一項 ERP 研究

摘要 先前的 ERP 研究經常報告兩個 ERP 組件 LAN 和 P600,以回應主謂 (S V) 協議違規(例如,男孩 跑步)。然而,這些成分的潛伏期、振幅和頭皮分佈已被證明會根據各種實驗相關因素而變化。一個沒有引起注意的因素是,與話語位置(話語中間語境與話語最終語境中的語言變化)或違反協議的類型(遺漏錯誤與委託錯誤)相關的相對感知顯著性可能會在多大程度上影響 S V 協議的…

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2016-08-04 已發表論文

全球範圍內的生物修復:從試管到地球

摘要 Planet Earth's biosphere has evolved over billions of years as a balanced bio geological system ultimately sustained by sunpower and the large scale cycling of elements largely run by the…

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2016-07-26 工作論文 工作論文 #50

超越譜定理:不可對角化算子的任意函數的譜分解

摘要 有限維度中的非線性可以透過將其投影到無限維度來線性化。不幸的是,由於運算符不能對角化,因此人們使用的線性運算符技術通常會失敗。這個咒語是眾所周知的。對於有限維線性算子也會發生這種情況。我們透過開發一種亞純函數微積分來規避它,該微積分可以根據其特徵值和投影算子來分解不可對角化線性算子的任意函數。它將正規算子的譜定理擴展到更廣泛的類別,包括函數的極點和零點與算子譜重合的情況。…

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2016-07-13 工作論文 工作論文 #51

由於改變狀態的初始分佈而導致的熱力學成本

摘要 我們考慮服從局部詳細平衡並由外部系統驅動的非平衡系統,這樣對於狀態 x 是 X 的元素 q(X) 的某些初始分佈,不會消耗任何功。我們表明,如果初始分佈是 r(X) 不等於 q(X),則在該驅動下一般會耗散功,計算耗散功的量。然後我們使用這個結果來研究計算的熱力學。具體來說,我們假設將 X 劃分為一組由 v 標記的粗粒度“計算狀態”,是 V 的一個元素,並將這些計算狀態的…

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2016-06-27 工作論文 工作論文 #52

維基百科上的衝突與計算:編輯器互動的有限狀態機分析

摘要 激烈爭論和關係破裂之間的界線是什麼?是什麼驅使一群人穿越它?以維基百科作為測試案例,我們使用隱馬可夫模型來近似其編輯者之間十多年來的合作和衝突的計算結構和社會語法。在廣泛的頁面中,我們發現了一種突發的戰爭/和平結構,其中系統可能被困在與顯著更高水平的衝突跟踪“恢復”操作相關的計算子空間中(有時長達數月)。低衝突子空間具有獨特的行為模式,包括針鋒相對的回歸。雖然這些子空間之…

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2016-06-26 工作論文 工作論文 #54

相關驅動的資訊引擎和自我校正的熱力學

摘要 資訊引擎可以使用結構化環境作為資源,透過隨機化有序輸入並利用增加的香農熵將能量從熱庫轉移到工作庫來生成功。我們為資訊引擎的工作生產提供了一個廣泛適用的表達式,通常建模為一個記憶通道,在與不斷變化的環境互動時將輸入傳遞到輸出。此表達式確定資訊引擎必須具有多個記憶體狀態才能利用輸入環境相關性。為了強調這種功能,我們設計了一個僅由時間相關性驅動的資訊引擎,而不是像以前的引擎那樣…

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2016-06-26 工作論文 工作論文 #53

國家權力與菁英自治:中國非營利組織的董事會連結網絡

摘要 為了因應中央計畫的失敗,中國政府不僅嘗試了自由市場貿易區,還允許非營利基金會以分散的方式運作。一項網路研究顯示了這些基金會如何透過共享董事會成員而聯繫在一起,其結構與美國公司的情況相似。這種董事會的連鎖反應導致了一個擁有特權網路地位的精英群體的出現。雖然政府官員在非營利委員會中的存在很普遍,但在控制網路所有收入一半以上的基金會子群體中,國家官員的出現要少得多。這群人與商界…

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2016-06-23 工作論文 工作論文 #55

錯誤的一面:大數據與受保護的類別

摘要 當我們將機器學習用於公共政策時,我們發現許多有用的變數與其他變數相關聯,而基於這些變數做出決策會存在道德問題。這個問題在大數據時代變得特別嚴重,因為預測往往是在缺乏底層因果機制的強有力理論的情況下做出的。我們描述了當高效能演算法無法提供明確的因果關係時民主決策面臨的危險。然後,我們示範資訊理論如何使我們能夠降低預測,以便它們與受保護的變數去相關,而準確性損失最小。然而,強…

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2016-06-22 已發表論文

封裝活性 Belousov-Zhabotinsky (BZ) 反應的聚合物囊泡的微流體製造:對其外部介質中溶質濃度穩定性的影響

摘要 使用基於玻璃毛細管的微流體技術製造核子/殼雙乳液。液滴的殼部分含有聚丁二烯46 b聚環氧乙烷30與環己烷/氯仿的混合物,其核心部分是摩爾滲透壓濃度未知的全1,4 環己二烯基Belousov Zhabotinsky反應溶液。將液滴收集在低濃度和相對高濃度鹽的溶液中。這導致芯部直徑相應增大或減小。在這兩種情況下,經過一段潛伏期後,液滴最終演變成聚合物囊泡。在低濃度鹽溶液中,殼…

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2016-06-13 已發表論文

風能和太陽能儲存技術的價值

摘要 Wind and solar industries have grown rapidly in recent years but they still supply only a small fraction of global electricity. The continued growth of these industries to levels that sig…

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2016-06-13 已發表論文

假結核耶爾森菌溫度響應體外 RNA 結構組

摘要 RNA 結構對於 RNA 功能至關重要。動態的、條件依賴性的結構變化能夠調節基因表達,如核糖開關和 RNA 溫度計所示。透過RNA結構的平行分析,我們繪製了假結核耶爾森菌在三種不同溫度下的RNA結構圖。這種人類病原體對宿主體溫(37 攝氏度)有敏銳的反應,引發重大的代謝轉變。我們的分析描繪了 25 攝氏度、37 攝氏度和 42 攝氏度下超過 1,750 個 RNA 的結構…

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2016-06-13 工作論文 工作論文 #56

綜合轉變:邁向新的綜合

摘要 生物圈生命的演化以幾項重大創新為標誌。這種重大的複雜性轉變包括細胞的起源、遺傳密碼或多細胞性到非遺傳訊息、語言甚至意識的出現。了解它們崛起和成功的本質和條件是演化生物學的一項重大挑戰。除了資料分析、系統發育研究和專門的實驗工作之外,理論和計算研究也是這項探索的重要組成部分。隨著合成生物學的興起。進化機器人、人工生命和先進的模擬,對這些問題的新穎視角導致了一個相當有趣的場景…

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2016-05-31 已發表論文

雙格子堆積的局部最適性

摘要 本文介紹了一種證明歐幾裡得空間填充配置局部最適性的新技術。將此技術應用於一般凸多邊形,我們證明在一般滿足的溫和假設下,Kuperberg 和 Kuperberg 所建構的最優雙格堆積在整個堆積空間中也是局部最優的。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2016-05-28 已發表論文

多種上下文無關文法的代數動態規劃

摘要 We present theoretical foundations, and a practical implementation, that makes the method of Algebraic Dynamic Programming available for Multiple Context Free Grammars. This allows to for…

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2016-05-12 已發表論文

更新的人類 snoRNAome

摘要 小核仁 RNA (snoRNA) 是一類非編碼 RNA,可指導其他非編碼 RNA(主要是核醣體 RNA)的轉錄後加工,但也參與從 microRNA 依賴性基因沉默到選擇性剪接等過程。為了建立最新的人類 snoRNA 目錄,我們結合了來自不同資料庫的數據、從頭預測和廣泛的文獻綜述。我們總共列出了 750 多個產生 snoRNA 和 snoRNA 樣基因的精選基因組位點。利用…

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2016-05-05 已發表論文

緻密頁岩中的水力壓裂:它是什麼、它能實現什麼、它的後果是什麼?

摘要 水力壓裂是一個流行術語,指的是用於提取碳氫化合物的水力壓裂。我們區分小容量傳統水力壓裂和用於從頁岩中回收大量碳氫化合物的大容量現代水力壓裂。頁岩是細粒岩石,顆粒滲透率低。在石油和天然氣的形成過程中,會產生很大的流體壓力。這些壓力導致自然壓裂,由此產生的裂縫滲透率使石油和天然氣能夠逸出,從而降低流體壓力。這些裂縫隨後可能被礦物沉積封閉,形成一個緻密的頁岩地層。現代水力壓裂的…

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2016-04-15 已發表論文

下一代疫苗的成本效益:百日咳案例

摘要 Despite steady 疫苗接種 coverage rates, pertussis incidence in the United States has continued to rise. This public health challenge has motivated calls for the development of a new vaccine w…

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2016-04-08 工作論文 工作論文 #59

安地斯山脈中部的定居規模與經濟變化

摘要 人類學和歷史學界長期以來一直爭論過去社會和經濟變革的決定因素在任何特定方面與今天起作用的因素在多大程度上相似。在本文中,我們研究了在當代城市系統中顯而易見的物質產出的聚居規模回報遞增的程度,在秘魯中部安第斯山脈的前西班牙晚期塔爾馬和曼塔羅流域中也發揮著作用。對各個定居點和家庭物質產出的代理衡量標準表明,該地區在併入印加帝國後經歷了顯著的經濟擴張。西元 1450 年。我們應…

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2016-04-08 工作論文 工作論文 #58

定向組件及其分離

摘要 連接性、連接的組件和某些類型的分離空間之間存在著緊密的聯繫。最近,提出了面向連結性的公理系統,從而產生了到達的概念。我們的主要結果是根據分離公理來表徵範圍,並進一步概括連接空間及其在定向環境中的連接組件的相關係統。

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2016-04-08 工作論文 工作論文 #57

化學轉化基序 - 將路徑建模為整數超流

摘要 我們將化學反應網路建模為以基於規則的方式產生的有向超圖,使用圖語法作為給定反應機制集的模型。圖作為分子的抽象化。這提供了足以確保質量、原子類型和電荷守恆的化學真實性水平。例如,原子圖是在模型中一致定義的。這裡所追求的生成方法超越了需要先驗指定的必然靜態網路模型,並且特別允許應用於網路設計問題。化學路徑由整數超流表示。與更傳統的通量平衡分析或基本模態分析方法相比,我們堅持使…

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2016-03-24 已發表論文

摘要 生物學中塑造形式和模式的主要力量是基於放大機制的存在,該機制能夠根據局部相互作用和隨機初始條件產生

摘要 生物學中塑造形式和模式的主要力量是基於放大機制的存在,該機制能夠根據局部相互作用和隨機初始條件產生有序的大規模空間結構。圖靈模式是這種有序動力學最著名的候選者之一,它們的存在已在化學和物理系統中得到證明。儘管有間接證據的有力支持,但它們在生物學中的相關性仍在討論中。廣泛的建模方法源自於圖靈的開創性思想,但需要實驗生物學的進一步證實。另一種可能性是對細胞進行工程設計,以便從…

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2016-03-17 已發表論文

摘要 從標量資料計算動態系統的狀態空間拓樸需要精確重建這些動態並根據結果建構適當的單純複形

摘要 從標量資料計算動態系統的狀態空間拓樸需要精確重建這些動態並根據結果建構適當的單純複形。重建過程涉及許多自由參數,大量單純形的同調性計算可能是昂貴的。本文研究如何在不進行完全(微分同胚)重建的情況下有效地計算同源性。使用經典洛倫茲系統的軌跡,我們使用延遲方法重建動力學,然後構建一個其頂點是數據的小子集的單純複形:「見證複形」。令人驚訝的是,我們發現見證複合體正確地解析了底層…

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2016-03-08 已發表論文

資源更新的覓食普遍性類別

摘要 我們確定了資源更新對覓食者壽命的影響,如果覓食者徘徊太久而不進食,就會耗盡環境並挨餓。在具有資源更新的最小飢餓隨機遊走模型的框架中,存在著作為更新時間的函數的三個通用行為類別。為了足夠快地更新,採集者是不朽的,否則採集者的壽命是有限的。在一個維度的特定情況下,有第三種機制,用於足夠慢的更新,其中採集器的壽命與更新時間無關。我們概述了一種枚舉方法來確定採集者在凡人制度下的平…

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2016-03-08 工作論文 工作論文 #60

簡單性的模糊性

摘要 系統表面上的簡單性取決於它是用經典還是量子表示。這並不奇怪,因為經典物理學和量子物理學是建立在不同假設之上的描述性框架,捕捉、強調和表達不同的屬性和機制。令人驚訝的是,正如我們所證明的,簡單性是模糊的:當在經典描述和量子描述之間移動時,兩個系統之間的相對簡單性可以改變符號。因此,絕對物理簡單性的概念——最小的結構或記憶——充其量只能形成部分而不是整體的秩序。這表明,透過奧…

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2016-03-04 已發表論文

摘要 我們根據巴塞爾協議 II 的規定,研究了一個簡單的動態模型,用於研究因使用風險價值而引起的系統性風

摘要 我們根據巴塞爾協議 II 的規定,研究了一個簡單的動態模型,用於研究因使用風險價值而引起的系統性風險。該模型由一家具有槓桿目標的銀行和一個受到聚集波動性外生噪音影響的無槓桿原教旨主義投資者組成。參數空間有三個區域:(i)穩定區域,系統具有不動點平衡; (ii) 局部不穩定區域,其特徵是具有混沌行為的循環; (iii) 全球不穩定地區。對資料參數的校準將模型置於區域 (ii…

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2016-02-23 工作論文 工作論文 #62

部分可觀測馬可夫決策過程中最優平穩控制的幾何與決定論

摘要 眾所周知,對於任何有限狀態馬可夫決策過程(MDP),都存在一個無記憶的確定性策略,可以最大化預期獎勵。對於部分可觀察馬可夫決策過程(POMDP),最佳無記憶策略通常是隨機的。我們研究一組無記憶隨機策略的預期獎勵最佳化問題。我們將其表述為約束線性最佳化問題,並開發了相應的幾何框架。我們證明任何 POMDP 都具有有限隨機性的最優無記憶策略,這使我們能夠減少搜尋空間的維度。實…

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2016-02-23 工作論文 工作論文 #61

銀行網路的傳染:不確定性的作用

摘要 我們研究資訊和信心在金融衝擊透過銀行間市場傳播中的作用。對金融機構的信心最近才被引入研究金融網路穩定性的計算模型中(Arinaminpathy、Kapadia 和 May,2012 年)。然而,到目前為止,我們假設所有代理都擁有有關係統的完整資訊。在這裡,我們透過在銀行對其他銀行的了解中引入不確定性,為銀行間市場模型增添了現實性。在我們的模型中,資訊透過借貸網路傳播,資訊…

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2016-02-12 已發表論文

使用搜尋查詢監視重新檢視電子尼古丁輸送系統的興起

摘要 簡介:大眾對電子尼古丁傳送系統 (ENDS) 的看法仍然知之甚少,因為定期實施調查的成本太高,而且實施後,資料收集和傳播之間存在很長的延遲。搜尋查詢監控彌補了其中一些差距。本文使用 Google 搜尋重新評估了 ENDS 在美國的受歡迎程度。方法:2009 年 1 月至 2015 年 1 月源自美國的 ENDS 搜尋按重點關注電子煙(例如 e cig)與 vaping(例…

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2016-02-08 工作論文 工作論文 #63

慷慨經濟學和方法論個人主義

摘要 發展經濟學家已經不再需要使用阿羅的方法論個人主義(MI),而是專注於跨文化、跨國或發展經濟。本研究探討了跨文化經濟模型的分析是否可能包括經濟慷慨的概念,作為一種經濟結構,它偏離了 MI 原則,並且更接近經濟學家在發展中經濟體中的研究。這裡從 Murdock 和 White(1969:SCCS)數據集開發了一個用於衡量經濟慷慨的跨文化變量,通過在線互聯網搜索人種學來源重新發…

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2016-01-15 已發表論文

個人化營養知識

摘要 維持健康血糖水平的營養指南通常被認為是普遍適用的。然而,現在的一項新研究表明,每種食物對血糖的影響因人而異,很大程度上取決於個人特徵和腸道微生物組特性,這為廣泛實施個人化營養奠定了基礎。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2016-01-11 工作論文 工作論文 #64

資訊流?對傳遞熵的批判

摘要 分析複雜動態的核心任務是確定係統內資訊儲存的位置和資訊流的通訊拓撲。在過去的十五年裡,後者的診斷逐漸以轉移熵為主。透過簡單的例子,我們顯示它和導數,即因果熵,實際上並沒有量化資訊流。同時,他們可能會高估流量或低估影響力。我們找出造成這種情況的原因,並提出資訊流的替代措施。一個輔助結果表明,網絡作為一種現在常見的大規模系統理論模型的擴散,與類轉移熵的使用相結合,已經將二元關…

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2016 已發表論文

近球形顆粒的隨機堆積密度

摘要 獲得隨機組裝體的宏觀特性(例如密度)與其組成顆粒的微觀特性(例如形狀)之間的一般關係是非晶材料研究中的基本挑戰。透過利用對球形顆粒隨機堆積的現有理解,我們估計了所有足夠球形的隨機堆積密度。我們的方法使用球體隨機堆積配置的集合作為微擾計算的參考點,我們在變形中採用線性順序。全面的分析計算表明,所有足夠球形的形狀都比球體堆積得更密集。此外,我們使用球體的模擬數據來計算非球形粒…

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2016 已發表論文

合作飼養者避免亂倫的層級分析

摘要 當動物生活在家庭成員附近時,就會產生亂倫和近親繁殖憂鬱症的可能性,尤其是與不熟悉的親屬在一起。我們研究了鳥類在親屬群體中配對時以及在西部藍知更鳥(Sialia mexicana)擴散後的亂倫避免情況,西利亞墨西哥是一種合作繁殖者,成年雄性持續但頻率較低地幫助築巢。在他們的第一個冬天,兒子們通常生活在由父母、兄弟、移民女性組成的家庭群體中,很少有移民男性和慈父姐妹組成的家庭…

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2016 已發表論文

摘要 我們提出了一種計算與磁電介質耦合的標量場的卡西米爾能量的通用方法

摘要 我們提出了一種計算與磁電介質耦合的標量場的卡西米爾能量的通用方法。我們考慮的標量模型可以應用於任意幾何形狀,並且它完全對應於平面層狀介質中電磁場的一種極化。從電磁場理論出發,我們研究平面介質中的兩個解耦極化,並開發世界線路徑積分,分別代表兩個極化,用於計算卡西米爾和卡西米爾 波爾德勢。然後,我們透過分析表明,在某些特殊情況下,耦合到介電介質的橫向電極化的路徑積分會收斂到正…

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2015-12-30 已發表論文

視覺化流程可以優化什麼?

摘要 In this paper, we present an abstract model of visualization and inference processes, and describe an 資訊 theoretic measure for optimizing such processes. In order to obtain such an abstra…

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2015-12-22 已發表論文

摘要 即使基本面沒有任何變化,改變承諾抵押方式的金融創新也會影響價格和投資

摘要 即使基本面沒有任何變化,改變承諾抵押方式的金融創新也會影響價格和投資。在 C 模型中,與 Arrow Debreu 相比,利用資產的能力總是會產生過度投資。信用違約掉期總是導致 Arrow Debreu 投資不足,在某些情況下甚至嚴重破壞競爭均衡。對抵押品的需求似乎會導致投資不足。我們的分析說明了一種抵銷力量:作為抵押品的商品會產生額外的服務,因此可能被高估和過度生產。在…

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2015-12-15 工作論文 工作論文 #66

社會學習策略協調網絡結構與集體問題解決之間的關係

摘要 我們研究不同的社會學習策略(由指導資訊搜尋、停止搜尋和決策的認知合理規則組成)如何影響集體解決問題任務中的群體表現。我們表明,不同的社會學習策略會導致顯著不同的結果,並證明這些結果如何受到代理所嵌入的溝通網絡的影響。我們認為,理解通訊網路如何影響集體績效需要考慮代理程式使用的個別策略。為了說明這一點,我們展示了我們的發現如何調和有關網絡結構和集體問題解決的文獻中的矛盾結果…

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2015-12-15 工作論文 工作論文 #65

小群體能有智慧嗎?在某些任務條件下,中等規模的團體可以勝過大型團體和個人

摘要 有關政治、經濟、法律和健康問題的決策通常透過簡單多數投票的方式做出,成員很少超過 30 40 名,而且通常規模要小得多。鑑於智慧通常歸功於大量人群,而且技術進步使小組會議比以往任何時候都更容易,委員會不應該更大嗎?在許多現實生活中,專家組會遇到許多不同的任務。大多數都很簡單,個人的平均準確度高於偶然性,但有些卻出乎意料地困難,大多數小組成員都錯了。後者的例子包括意外結果的…

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2015-12-14 工作論文 工作論文 #69

渠道協同的分層量化

摘要 將通道資訊分解為不同階的協同作用是複雜系統理論中一個開放的、活躍的問題。大多數解決問題的方法都是基於資訊理論,並提出以多種方式分解輸入和輸出之間的互訊息,但目前還沒有一種方法被普遍接受。我們就這個主題提出了一個新的觀點。我們將多輸入通道建模為馬可夫核。我們可以將通道投影到一系列指數族上,形成層次結構。這是透過資訊幾何工具來實現的,其方式類似於 Amari 引入的機率分佈投…

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2015-12-14 工作論文 工作論文 #68

碳城市指數(CCI):基於消費的區域碳排放投入產出分析

摘要 本文提出了一個以消費為基礎的城市二氧化碳排放碳城市指數。該指數源自於地區消費而非地區生產。它包括排放量的進出口、實際排放量發展、綠色投資以及低碳城市發展政策和利害關係人參與。該指數基於半個多世紀以來世界大部分地區使用的多區域投入產出模型。我們透過對丹麥三個地區的比較案例研究來展示該指數:一個具有市中心的農村地區,森訥堡市,一個中等城市地區,歐登塞市,以及一個大都市區,哥本…

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2015-12-14 工作論文 工作論文 #67

政治秩序的重大轉變

摘要 我們呈現了在現代社會複雜多元的過程中發生的三個重大轉變。我們的帳號將辮子獼猴和僧侶鸚鵡等社會性動物的世界與人類歷史上的例子聯繫起來,包括 18 世紀的倫敦和維基百科的當代線上現象。從首次認識和使用群體層面的社會事實到規範的出現及其自我組裝成規範束,每一次轉變都代表了個人與群體之間的一種新關係。這種關係的核心是使用透過有損壓縮獲得的粗粒度資訊。自上而下的因果關係在社會起源中…

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2015-12-10 已發表論文

摘要 在本文中,我們研究了模型 RB 的解空間結構,模型是約束滿足問題 (CSP) 的標準原型,具有不斷

摘要 在本文中,我們研究了模型 RB 的解空間結構,模型是約束滿足問題 (CSP) 的標準原型,具有不斷增長的領域。使用一階矩方法和二階矩方法,我們嚴格證明,在接近可滿足性轉變的可滿足階段,解被聚類成指數數量的良好分離的簇,每個簇包含次指數數量的解。因此,系統具有聚類(動態)轉變,但沒有凝聚轉變。這張相圖與其他具有固定域大小的經典隨機 CSP 不同,例如 K 可滿足性 (K S…

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2015-12-09 已發表論文

摘要 流形 M 上的散度函數定義了黎曼度量 g 以及 M 上的對偶耦合仿射連接 delta 和 delt

摘要 流形 M 上的散度函數定義了黎曼度量 g 以及 M 上的對偶耦合仿射連接 delta 和 delta 。當 M 是對偶平坦的(即相對於 delta 和 delta 平坦時),則已知規範散度,它由 ( M , g , delta , delta ) 唯一決定。我們透過使用逆指數映射的測地線積分,提出了一般(不一定是平坦的)M 的規範散度的自然定義。規範散度的新定義簡化為對偶…

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2015-12-07 工作論文 工作論文 #71

結構組織的統計特徵:更新過程中的長記憶案例

摘要 識別和量化記憶通常是發展對隨機過程的機械理解的關鍵步驟。在探索表現出遠端相關性的過程時,這些尤其具有挑戰性和必要性。最常見的簽名依賴於二階時間統計,例如,可以識別具有冪律自相關函數和大於 1/2 的赫斯特指數的進程中的長記憶。然而,大多數隨機過程將其記憶隱藏在高階時間相關性中。資訊測量——具體來說,過程的過去和未來(過剩熵)與過程因果狀態中儲存的最小預測記憶(統計複雜性)…

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2015-12-07 工作論文 工作論文 #70

視覺化流程可以優化什麼?

摘要 在本文中,我們提出了可視化和推理過程的抽像模型,並描述了優化此類過程的資訊理論措施。為了獲得這樣的抽象,我們首先檢查了資料分析和視覺化中的六類工作流程,並確定了四個層級的典型視覺化元件,即傳播視覺化、觀察視覺化、分析視覺化和模型開發視覺化。我們注意到不同視覺化層級上的常見現象,即資料空間(稱為字母)的轉換通常對應於工作流程中最大熵的減少。基於這個觀察,我們建立了成本效益比…

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2015-12-03 工作論文 工作論文 #72

城市天際線:建築高度和形狀作為城市規模的衡量標準

摘要 建築物的形狀在城市的能源效率、生活方式、土地利用和基礎設施系統中發揮著至關重要的作用。因此,隨著世界上大多數城市的不斷發展和壯大,了解城市環境特徵與城市建築形式之間的相互作用對於實現當地和全球永續發展目標至關重要。在這裡,我們編譯和分析了迄今為止最廣泛的建築形狀資料集,涵蓋北美幾個主要城市的超過 480 萬座獨立建築。我們表明,平均建築高度隨著城市規模而係統地增加,並遵循…

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2015-11-18 已發表論文

摘要 Comment by Jeremy Sabloff on Sandra Lopez Varela'

摘要 Comment by Jeremy Sabloff on Sandra Lopez Varela's article "Internationalization for 經濟 Growth: Aspiring to a World Class Mexican Research and Education Environment" ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2015-11-18 工作論文 工作論文 #73

普遍規模化:來自村級社會的證據

摘要 新興理論認為,城市規模化現像源自於個體在空間中的排列,以平衡移動的成本和由此產生的互動的好處。城市規模模型中嵌入的參數和過程並非現代系統所獨有,這一事實導致了這樣的假設:這些模型實際上捕捉了所有人類社會的普遍屬性。如果是這樣,在整個考古記錄中應該可以觀察到結垢現象。在本章中,我們表明,在現代城市系統中觀察到的尺度現象,以及最近在早期文明中觀察到的尺度現象,在包含不超過幾千…

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2015-10-30 工作論文 工作論文 #75

綜合集體智慧

摘要 智慧系統已經在我們的生物圈中出現在不同的背景下,並達到了不同程度的複雜性。在所有情況下,社會背景下的溝通要求都是一個決定因素。人類大腦可能與語言共同演化,是一個非常成功的例子。同樣,社會昆蟲複雜的集體決策是由許多主體之間的資訊交換所產生的。不同的是,這種處理是在有限的個人認知能力下獲得的。使用非生命系統的計算模型和具體版本,特別是涉及機器人群的模型,已被用來探索集體智慧的…

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2015-10-30 工作論文 工作論文 #74

自旋的解剖:經典自旋系統的資訊理論結構

摘要 物質中的集體組織對其所表達的物理特性起著重要作用。通常,它是透過順序參數檢測的,該參數針對給定係統觀察到的緊急模式進行了適當定義。資訊理論的最新發展提出如何以與系統和現象無關的方式量化集體組織:將系統的熱力學熵密度分解為局部熵(僅包含在單一位置的動力學中)和束縛熵(作為域、簇、激發或其他新興結構儲存在空間中)。我們針對 1D 鏈上的最近鄰 Ising 模型、配位數 k =…

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2015-10-29 已發表論文

集體動態選擇:時間不一致的必要性

摘要 我們透過選擇共同消費流的時間折扣個體來研究集體決策。我們證明,對於任何時間偏好的異質性,每種帕累託有效且非獨裁的聚合效用函數的方法都必須是時間不一致的。我們也表明,透過非獨裁投票方法做出的決定是不及物的。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2015-10-28 工作論文 工作論文 #76

奧卡姆量子剃刀的封閉式剃須:量子壓縮的精確結果

摘要 最近的研究表明,經典隨機過程的因果組織可以使用所謂的 q 機器表示進行大幅壓縮。量子訊號狀態之間的重疊在這種壓縮中發揮著重要作用。在較長的長度尺度上,考慮到更多的過程結構,這些重疊變得更加重要,看起來更難計算。在這裡,我們推導了這些重疊的有用表達式,包括基於譜分解的表達式,為我們提供了理論簡單性以及大大提高的計算能力。這些表達式是基於此處定義的新量子瞬態結構,即量子成對合…

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2015-10-27 工作論文 工作論文 #79

參數化測量模型

摘要 我們在任意樣本空間 Ω 上開發了參數測量模型和統計模型的新的通用概念。這是由從參數流形 M 分別到 Ω 上的有限測度或機率測度集的可微映射給出的,當將其視為 Ω 上所有帶符號測度的 Banach 空間的映射時,該映射是可微的。此外,我們還給出了測度根的嚴格定義,並給出了 Fisher 度量和 Amari Chentsov 張量的自然定義,作為測度根空間上定義的張量的回拉。…

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2015-10-27 工作論文 工作論文 #78

具身主體的<em>環境</em>-測量理論的定義

摘要 我們考慮代理與世界互動的感覺運動迴路的一般模型。這正式確立了 Uexküll 的功能環概念。在這裡,我們假設一個特定的因果結構,用馬可夫核來機械地描述。在這個一般性中,我們定義了世界上事件的兩個 σ 代數,它們描述了兩個各自的視角:(1)外部觀察者的視角,(2)主體的內在視角。從外部角度來看,並非世界的所有面向都可供智能體存取。這透過第二個 σ 代數是第一個 σ 代數的子…

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2015-10-27 工作論文 工作論文 #77

資訊幾何中規範分歧的新方法

摘要 散度函數定義了黎曼度量 g 以及流形 M 中與其相關的雙耦合仿射連接 ∇ 和 ∇ 。當 M 是雙重平坦的時,即相對於 ∇ 和 ∇ * 平坦時,已知規範散度,此散度由 ( M , g ,∇,∇ * ) 唯一決定。我們透過使用逆指數映射的測地線積分,提出了一般(不一定是平坦的)M 的規範散度的自然定義。規範散度的新定義簡化為對偶平坦度情況下已知的規範散度。最後,我們證明逆指數…

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2015-10-16 工作論文 工作論文 #80

最佳重新封鎖作為社區發展的實用工具

摘要 快速城市化是許多發展中人類社會的共同特徵。在許多情況下,無論過去或現在,城市人口的爆炸性增長超過了住房和城市服務的提供速度,並導致非正規住區或貧民窟的形成。貧民窟的歷史、基礎設施和變化速度各不相同,但它們具有某些共同特徵:非正式的土地使用、缺乏實際通道以及不存在或品質差的城市服務。目前,全球約有 10 億人生活在貧民窟中,如果不採取切實可行的解決方案扭轉這一趨勢,到 20…

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2015-10-12 工作論文 工作論文 #82

中世紀歐洲城市的人口與面積關係

摘要 我們以 14 世紀初的 169 個歐洲城市為樣本,研究了人口與定居面積之間的關係。我們比較了兩種行為模型,它們對這種關係的量化形式做出了不同的預測。社會反應器模型是基於城市建築環境內的運動和互動,並已成功應用於當代城市。該模型預測了亞線性縮放關係;也就是說,城市隨著發展而變得越來越密集。本文首次推導的替代結構化互動模型是基於這樣的假設:社會互動是由等級社會制度強烈引導的。…

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2015-10-12 工作論文 工作論文 #81

艾爾文的意思是什麼?從非週期晶體和水的材料基因體學到分子資訊催化劑和生命的資訊物理學

摘要 埃爾溫·薛定諤(Erwin Schrödinger)著名且富有先見之明地將生命背後傳遞遺傳訊息的載體歸因於「非週期性晶體」。我們將這種後來才發現儲存在線性生物分子 DNA 中的材料與混沌晶體學新興領域研究的承載資訊的層狀準一維材料進行了比較和對比。儘管功能存在差異,但相同的資訊測量捕捉了兩者的結構和新穎性,這表明生物和非生物物質的資訊特徵之間存在密切的一致性——一種廣泛適…

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2015-10-05 工作論文 工作論文 #83

城市 縮放律 in Europe

摘要 在过去的几十年里,在经济学、地理学和复杂系统等不同学科中,出现了一种观点,认为由于集聚或规模效应,城市的许多属性是可以定量预测的。使用城市功能區的新統一定義,我們研究了這些想法在多大程度上適用於歐洲城市。我们表明,虽然西欧(法国、德国、意大利、西班牙、英国)的大多数大型城市系统大致符合理论预期,但每个国家的城市数量较少及其自然变异性阻碍了得出强有力的结论。我們示範如何克服…

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2015-10-02 工作論文 工作論文 #84

社會反饋與動物社會中等級的出現

摘要 支配等級是由於個體的攻擊而產生的群體層面的屬性。儘管個人可以從其在等級制度中的地位中獲得關鍵利益,但我們不了解現實世界的等級制度是如何形成的。我們也不了解在缺乏大小或空間位置等簡單線索的情況下,個人使用什麼訊號和決策規則來建構和維持等級制度。一項針對兩組圈養僧侶鸚鵡(Myiopsitta monachus)衝突的研究發現,一週後,新形成的群體中發生了向大規模攻擊行為的轉變…

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2015-08-31 工作論文 工作論文 #85

任意計算所需的最少工作量

摘要 最近的研究分析了在任何物理系統上實現給定邏輯映射所需的最小熱力學工作。這些研究集中在輸出不依賴輸入的映射上,例如數位計算機中的位元擦除。此外,他們還考慮了物理系統,其設計根據地圖輸入的分佈而變化。然而,我們常常感興趣的是實現一個其輸出取決於其輸入的映射。此外,我們經常希望我們的系統即使系統環境變化也能實現相同的映射,從而使映射輸入的分佈發生變化。在這裡,我介紹一種滿足這兩…

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2015-08-17 已發表論文

使用 RNAcop 透過序列延伸優化 RNA 結構

摘要 A key aspect of RNA secondary structure prediction is the identification of novel functional elements. This is a challenging task because these elements typically are embedded in longer t…

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2015-08-13 工作論文 工作論文 #86

無記憶熱力學?回覆

摘要 我們回覆 arXiv:1508.00203 ‘評論「辨識自主麥克斯韋棘輪中的功能熱力學」(arXiv:1507.01537v2)’。

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2015-08-11 已發表論文

內隱性別態度的發展

摘要 The development course of implicit and explicit gender attitudes between the ages of 5 and adulthood is investigated. Findings demonstrate that implicit and explicit own gender preference…

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2015-08-11 工作論文 工作論文 #87

奧卡姆量子線:透過量子通道同步和壓縮經典神秘過程

摘要 隨機過程的統計複雜度是一個突出的基本屬性:將一個過程產生器與另一個過程產生器同步所需的最少資訊。但是,透過量子通道進行同步時需要多少資訊?最近的工作表明,將因果相似性表示為量子態不可區分性提供了量子優勢。我們將其推廣到同步,並提供一系列利用擴展因果結構的構造,發現量子優勢的顯著增加。我們證明最大壓縮是由過程的神秘順序決定的——一種與馬可夫順序密切相關的經典拓撲屬性,馬可夫…

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2015-07-31 工作論文 工作論文 #89

線性效用和完善資訊的理性保險

摘要 我們提出了保險難題的數學解決方案。我們的解決方案僅使用時間平均成長率,沒有參考風險偏好。保險之謎是這樣的:根據財富的期望值,只有在某個價格使得出售保險變得非理性時,購買保險才是理性的。不存在對保險契約的買方和賣方都有利的價格。傳統上,保險合約存在的謎題是透過訴諸效用理論、資訊不對稱或兩者的結合來解決的。在這裡,我們注意到期望值是錯誤的起點——這是早期機率論的遺產。這是一個…

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2015-07-31 工作論文 工作論文 #88

合作的進化優勢

摘要 本研究詢問合作以及由此產生的結構如何在許多不同的演化背景中出現。這裡的合作是個體實體匯集和分享資源的持久行為模式。例如:形成多細胞系統的單一細胞,其各個部分匯集並共享營養物質;群居動物聚集並分享獵物;家族企業或現代民族國家匯集和共享金融資源。在這些例子中,富裕實體在某個時間點進行合作的每個原子決策都會帶來一個難題:富裕實體將立即記入淨損失中──為什麼它要合作?對於每個例子…

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2015-07-17 工作論文 工作論文 #90

馴服巴塞爾槓桿週期

摘要 有效的風險控制必須在個別機構外生衝擊的微觀審慎風險和系統性交互作用所造成的宏觀審慎風險之間進行權衡。我們研究了一個簡單的動態模型來理解這種權衡,該模型由具有槓桿目標的銀行和受集群波動性外生噪音影響的無槓桿基本面投資者組成。參數空間有三個區域:(i)穩定區域,系統始終達到不動點平衡; (ii) 局部不穩定區域,其特徵是循環和混沌行為; (iii) 全球不穩定地區。對資料參數…

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2015-07-14 工作論文 工作論文 #91

連結的活動空間:將社群網路嵌入城市空間

摘要 我們研究了一對持續的電話聯絡人(例如朋友、家人、專業聯絡人)以類似方式使用該城市的可能性。使用來自中國一個未公開城市的通話數據記錄,我們透過插入每個用戶最常使用的地理位置蜂窩塔點來定義每個用戶日常活動空間的代理。我們計算連結活動空間對的重疊(例如,兩個已建立的電話聯絡人之間的空間對),並發現朋友和二級朋友比隨機對更有可能重疊。我們發現,較高程度的使用者和具有許多網路三角形…

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2015-07-07 工作論文 工作論文 #92

辨識自主麥克斯韋棘輪中的功能熱力學

摘要 我們引入了一系列麥克斯韋妖,可以以緊湊的分析形式精確計算資訊承載自由度之間的相關性。當先前的方法由於它們調用的近似而錯誤分類或簡單地失敗時,這使得人們能夠精確地確定 Demon 功能熱力學操作狀態。這些惡魔的功能與替代候選者一樣,可以充當發動機,通過從單個熱庫中提取能量來提升質量來抵抗重力,或者充當蘭道爾橡皮擦,通過消耗外部功從一系列二進制符號中刪除信息。在這兩種情況下,…

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2015-07-03 工作論文 工作論文 #93

難以捉摸的現在:隱藏的過去和未來的依賴關係以及我們為何建立模型

摘要 將時間過程建模為馬可夫假設現在編碼了該過程的所有歷史。當這種情況發生時,現在就捕捉了過去和未來之間的所有依賴關係。我們最近表明,如果在結構化過程的空間中隨機取樣,幾乎不會發生這種情況。那麼,馬可夫失敗是如何產生的呢?也就是說,單獨的測量結果如何無法編碼過去?並且,需要多少才能捕捉過去和未來之間的依賴關係?在這裡,我們研究有多少資訊可以在過去和未來之間共享,但不能反映在現在…

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2015-06-29 工作論文 工作論文 #95

文化產品市場順序搜尋的集體動力

摘要 少數「熱門」文化產品往往主導消費者的注意力。然而,眾所周知,事前預測哪些產品將成為「熱門產品」是非常困難的。導致這些集體行為模式的決策過程是什麼?我們提出了一種新穎的製程模型,其中具有不同但相關偏好的代理程式按受歡迎程度搜尋替代方案,並選擇效用高於某個滿意閾值的第一個替代方案。該模型超越了流行動態的現有解釋,因為(i)它提出了社會影響在這些市場中發揮作用的認知過程,(ii…

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2015-06-29 工作論文 工作論文 #94

具有系統重要性的金融機構的公司內部複雜性

摘要 2011年11月,金融穩定委員會與國際貨幣基金組織合作,公佈了29家「系統重要性金融機構」(SIFI)名單。這項指定反映了一種擔憂,即其中任何一個的失敗都可能對全球經濟產生巨大的負面影響,並且基於「它們的規模、複雜性和系統互聯性」。雖然「規模」和「系統互聯性」的特徵一直是大量定量分析的主題,但對企業「複雜性」的衡量標準卻很少受到關注。在本文中,我們透過探索使用單一公司的控…

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2015-06-17 已發表論文

當禁令真的不再是禁令時:美國的網路漏洞和 Djarum 口味香菸

摘要 簡介:美國、歐盟和其他國家已頒布調味菸禁令。然而,人們對產業和消費者的反應卻知之甚少。 Djarum 控制著美國 97% 的調味捲菸銷量,立即發布了與被禁雪茄相似的雪茄,並繼續生產調味捲菸。本研究描述了:(A) 網路消費者對 Djarum 捲菸及其雪茄替代品的促銷和供應的興趣,以及 2009 年美國禁止調味捲菸前後的情況。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2015-06-17 工作論文 工作論文 #97

城市拓撲

摘要 有沒有一種理想的城市形態?隨著世界各地城市的激增,這已成為支持數十億人永續發展和經濟機會的核心議題。我們提供了廣泛的經驗證據、數學分析和一組定理來表明這個問題的答案是拓樸的,而不是幾何的。我們證明,城市可以分解為兩種類型的網路空間——通道和場所——並證明,只要滿足特定的數學條件,這些空間就表現出所有城市共有的普遍拓撲特徵。雖然這些條件的例外情況在已開發城市中很少見,但許多…

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2015-06-17 工作論文 工作論文 #96

空間選擇和鄰域統計

摘要 生物和社會系統的特徵通常是在局部變化的結構中出現一般宏觀模式。這種變化——無論是在生態系統中還是在城市中——不僅表現出統計上的偶然性,而且表現出創新、選擇和由此產生的當地適應的豐富歷史。由於這些原因,分析複雜系統的結構並描述它們在不同組織規模下包含的資訊量仍然是一個挑戰。在這裡,我們發展了一個統一的框架來研究跨尺度的複雜系統的局部異質性。我們展示瞭如何使用進化生物學和統計…

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2015-06-16 已發表論文

捕捉在懸崖附近徘徊的驚慌羔羊的最佳策略

摘要 我們研究籠子中一維布朗運動的分裂機率,籠子的兩個邊界以恆定速度 c(1) 和 c(2) 移動。這種配置對應於捕獲一隻分散但易受驚的羔羊,左側是正在接近的牧羊人,右側是懸崖。當籠子擴張時,我們推導出這些分裂機率的緊湊表達式。當籠子膨脹或收縮時,我們也獲得了與時間相關的左邊界首次通過機率,以及該邊界的分裂機率。邊界運動對分裂機率有重要影響,導致取決於籠的膨脹或收縮速度的多種行…

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2015-06-15 工作論文 工作論文 #98

惡魔動力學:確定性混沌、西拉德圖與熱力學系統的智能

摘要 我們引入了一個確定性混沌系統——西拉德圖——它封裝了麥克斯韋妖從熱庫中提取功的測量、控制和擦除協議。在動態實施例中實現惡魔的控制功能,我們的構造使惡魔和熱力學系統對稱,允許人們探索它們的功能並恢復由於測量和擦除引起的耗散熱力學成本之間的基本權衡。地圖的混亂程度(由柯爾莫哥洛夫 西奈熵捕獲)是從熱浴中提取能量的速率。此外,引擎的統計複雜度量化了其運作所需的最小系統記憶體。這…

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2015-06-10 已發表論文

摘要 The past several decades have seen a paradigm shi

摘要 The past several decades have seen a paradigm shift with the integration of 演化ary thinking into studying 癌症. The 演化ary lens is most commonly employed in understanding 癌症 湧現, tumour growth…

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2015-06-09 工作論文 工作論文 #99

早期國家的地位與作用:比較分析

摘要 林頓 1936 年地位與角色概念的修改和應用對早期國家和非國家的比較分析產生了理解早期國家的新方法,甚至證實了一些考古學家的發現。該計畫檢索了考古和歷史文獻,以了解 52 種可能的狀態中哪些是早期國家的標誌,哪些社會可以被視為早期國家,哪些早期國家可以被視為典型。統治者、農民和奴隸地位的統計分析顯示了國家之間、國家與非國家之間的異同。透過對與這三種狀態相關的角色(權利和行…

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2015-06-04 工作論文 工作論文 #100

動力系統的最優高階描述

摘要 為了分析高維繫統,科學和工程的許多領域都依賴高階描述,有時稱為「宏觀狀態」、「粗粒度」或「有效理論」。此類描述的例子包括經歷可逆動力學的大量點粒子的熱力學性質、描述參與經濟的個體的宏觀經濟模型中的變量以及由大量生化網絡組成的細胞的匯總狀態。通常,這些高級描述的構建並沒有首先考慮需要它們的最終原因。在這裡,我們形式化並量化了這樣一個目的:需要以盡可能高的精度預測有關高維繫統…

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2015-06-01 工作論文 工作論文 #101

政治階層、經濟不平等和第一批西南亞農民

摘要 非常適合農耕的產權與非常適合移動狩獵和採集的產權不同,這就提出了一個問題:這種新制度是如何在最早進行農耕的地方出現的?我調查了有關西南亞第一批從事農業的人群的政治、社會和經濟制度的最新考古證據。雖然集體決策顯然得到了實踐(就像在覓食人口中一樣),但幾乎沒有證據與這樣的猜想相一致:新的財產權制度的強加和執行是由榨取性的政治精英實施的。

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2015-06-01 工作論文 工作論文 #102

為什麼澳洲仍然是“狩獵採集者的大陸”

摘要 為什麼在歐洲接觸之前澳洲沒有開展農業活動?有人提出,該大陸的地理位置排除了附近美拉尼西亞進行的糧食生產。但澳洲的大部分地區非常適合種植該地區其他地方種植的農作物,澳洲特有的野生植物物種在其他地方種植,許多養殖物種在整個地區非常自由地傳播,但繞過澳大利亞,澳洲人與新幾內亞的農民有大量接觸,當兩塊大陸通過陸橋連接時,新幾內亞引入了農業。另一種猜想是,正是缺乏適當的製度 — —…

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2015-05-22 已發表論文

什麼時候球是覆蓋的局部悲觀值?

摘要 我們考慮辨識用晶格平移覆蓋維歐幾裡得空間的最差點對稱形狀的問題。在這裡,我們關注已知球覆蓋的最薄晶格的維度,並詢問與所有點對稱凸形狀相比,球是否是這些維度中覆蓋的悲觀值。我們發現球在 3 維中是局部悲觀的,但在 4 維和 5 維中卻不是。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2015-05-22 已發表論文

摘要 其他分析方法可能有助於解決人格的維度以及這些維度的內容

摘要 其他分析方法可能有助於解決人格的維度以及這些維度的內容。在這裡,我們使用譜聚類和傳統因素分析來測試人格結構。研究 1 分析了 20,993 名受試者接受 300 項 IPIP NEO 人格問卷的回答。對於因素分析,五因子解決方案恢復了 FFM 域,而六因子解決方案僅產生很小且難以解釋的第六因子。相較之下,譜聚類分析產生了與 HEXACO 模型一致的六簇解。研究 2 分析了…

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2015-05-08 工作論文 工作論文 #103

網路上復發狀態流行病模型的訊息傳遞方法

摘要 流行病過程是引起廣泛跨學科興趣的常見失衡現象。最近,動態消息傳遞(DMP)被提出作為一種有效的演算法,用於模擬網路上的流行病模型,特別是用於估計給定節點在特定時間變得具有傳染性的機率。到目前為止,DMP 已專門應用於具有單向狀態變化的模型,而不是像 SIS(易感 感染 易感)和 SIRS(易感 感染 恢復 易感)這樣的模型,在這些模型中節點可以返回到先前居住的狀態。由於許…

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2015-05-01 已發表論文

對 Eschenmoser 乙醛酸場景的電腦支持

摘要 生命起源前化學研究的核心主題是尋找合理的合成路線,將現代生命的組成部分(如糖、核苷酸、胺基酸和脂質)與早期地球上可能豐富的分子食物來源聯繫起來。在最近的一篇文章中,Albert Eschenmoser 強調了催化和自催化循環在建立此類非生物合成途徑中的重要性。中間產物的累積也提供了額外的催化劑,使途徑隨著時間的推移而改變。我們在這裡表明,基於圖語法的化學空間生成模型使得系…

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2015-04-29 工作論文 工作論文 #104

論人類詞彙語意的普遍結構

摘要 人類概念結構有多普遍?除了人類認知的普遍屬性之外,概念在人腦中的組織方式可能也反映了文化、歷史和環境背景的獨特特徵。語義,或透過語言表達的意義,提供了對底層概念結構的直接訪問,但意義是眾所周知難以測量的,更不用說參數化了。在這裡,我們使用跨語言詞典提供了概念之間語義接近度的實證測量。在從系統發育和地理分層樣本中精心挑選的語言中,單字的翻譯揭示了特定語言使用單一多義詞來表達…

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2015-04-21 工作論文 工作論文 #105

尖峰神經元資訊測量的時間解析度依賴性:原子、尺度和普遍性

摘要 刺激和尖峰序列反應之間的互資訊通常用於監測神經編碼效率,但廣義的神經元計算需要輸入輸出聯合過程的更精細和有針對性的信息測量。實現這一更大目標的第一步是為各個輸出過程開發資訊度量,包括資訊產生(熵率)、儲存資訊(統計複雜性)、可預測資訊(過剩熵)和主動資訊累積(綁定資訊率)。我們計算了由各種雜訊驅動的整合和激發神經元產生的尖峰序列,作為時間解析度和交替更新過程的函數。我們證…

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2015-04-17 已發表論文

發明作為一個組合過程:來自美國專利的證據

摘要 發明通常被概念化為對組合可能性空間的搜尋。儘管有豐富的文獻,跨越多個學科,詳細闡述了發明的重組性質,但我們缺乏對支撐發明活動的組合過程的正式和定量的表徵。在這裡,我們使用 1790 年至 2010 年的美國專利記錄將發明正式描述為組合過程。為此,我們將專利發明視為技術的載體,並利用美國專利商標局所使用的複雜技術程式碼系統來對負責發明新穎性的技術進行分類。我們發現組合發明過…

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2015-04-16 已發表論文

摘要 Background Safe and effective vaccines could help

摘要 Background Safe and effective vaccines could help to end the ongoing Ebola 病毒 疾病 流行病學c in parts of west Africa, and mitigate future outbreaks of the 病毒. We assess the 統計 validity and powe…

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2015-04-08 工作論文 工作論文 #106

中等社會的社會政治演變:前西班牙裔普韋布洛案例

摘要 新石器時代社會允許或要求擴大社會政治規模的過程本質上是自願的還是強制的?我們在基於「村莊」代理的生態模型之上構建了一個進化的公共物品博弈,其中代理(家庭)形成企業集團,這些集團可能透過武力將其他群體納入統治等級。此模型內生了區域和群體人口成長率以及群體間競爭,根據具體情況,這些競爭可能是暴力的,也可能不是暴力的。模型輸出可以與世界上最著名的新石器時代定居點和人口記錄(公元…

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2015-04-06 已發表論文

摘要 The notion that large body size confers some intr

摘要 The notion that large body size confers some intrinsic advantage to 生物 物種 has been debated for centuries. Using a 系統發育 統計 approach that allows the rate of body size 演化 to vary across a ph…

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2015-04-01 工作論文 工作論文 #107

無窮大的特徵:預測、複雜性與學習中的非遍歷性與資源擴展

摘要 我們介紹了由靜態、遍歷有限記憶體組件過程的隨機樣本所建構的無限記憶體過程的結構複雜性的簡單分析。這樣的過程在眾所周知的多臂強盜問題中很常見。我們將我們的分析與計算理論和統計推理方法進行對比,以了解其複雜性。其結果是對可預測性、複雜性和學習之間關係的另一種看法,強調了複雜遍歷和非遍歷過程中資訊和相關分歧出現的不同方式。我們得出了描繪遍歷過程的結構層次結構的資源差異的後果以及…

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2015-03-31 工作論文 工作論文 #108

作為普遍拓樸轉變的科學場的形成

摘要 科學領域在主題、研究技術、合作規模、成長率等方面有所不同。我們調查這些差異背後是否潛藏著共同的動力,影響科學領域隨著時間的推移如何形成和演變。在任何領域的歷史中,特別重要的是共享概念和技術允許廣泛交流思想和協作的時刻。在那一刻,共同作者網絡表現出了滲濾現象的模擬,形成了一個包含大多數作者的巨大連接組件。我們開發了一個用於分析有限的、不斷演化的網路的通用理論框架,其中每個科…

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2015-03-18 工作論文 工作論文 #109

地球地形改造的綜合電路設計

摘要 越來越多的證據表明,我們的星球可能會經歷與氣溫上升和生態系統過度開發相關的失控效應,導致短期內的災難性變化。能夠抵消這些影響的修復方案包括地球工程、永續實踐和碳封存等。這些場景似乎都不足以實現安全邊界的預期恢復。我們假設,具有適當工程設計的合成生物體可用於安全地防止某些受壓生態系統的衰退,並有助於改善碳固存。此類方案將包括設計互惠依賴關係,以防止不期望的演化過程。我們假設…

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2015-03-11 已發表論文

摘要 出版商的摘錄: .

摘要 出版商的摘錄: . 。 。重要的是要接受所有可能的「簡單」工程解決方案的情況,同時要意識到它們不是最佳解決方案的情況。工程解決方案可以解決問題,我們可以預測所需的服務範圍。 。 。隨著我們的目標變得更加嚴格、要求更高或完全不同,並且隨著我們的知識不斷發展(這種情況在更長和更大的範圍內不可避免地發生),工程解決方案必須適應,人們回來... ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊…

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2015-03-05 工作論文 工作論文 #111

隨機正則精確覆蓋中的相變

摘要 精確覆蓋的 k 均勻、d 正規實例是 m 個集合 F n,d,k = { S j ⊆ {1, . 。 。 , n }},其中每個子集的大小為 k,且每個 1 ≤ i ≤ n 都包含在 S j 的 d 中。若存在子集 T ⊆ {1,…, n } 使得 是可滿足的T ∩ S j = 1 對所有 j 。或者,我們可以將其視為 Positive 1 in k SAT 的 d 正規…

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2015-03-05 工作論文 工作論文 #110

關於大規模人類社會融合的出現及其在靈長類動物的前因

摘要 人類社會性的普遍特徵之一是我們的社交網絡是高度整合的——人類社會表現出多個嵌套的社會層次,包括家庭、樂團和社區。有幾個因素已被確定為敵對族群間關係的抑制因素,包括經濟相互依存(貿易)、異族通婚(異族通婚)、針對外部對手的合作防禦(戰爭)以及缺乏與外部戰爭同時發生的父系居住群體(缺乏與外部戰爭相關的父系居住群體)。我們使用標準跨文化樣本 (SCCS) 資料庫和 Dow (2…

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2015-02-27 已發表論文

悲觀堆積形狀

摘要 我們解決的問題是,當在一定限制下盡可能密集地堆積時,哪些凸形狀會填滿最少的空間並留下最多的空白空間。在每個不同的維度和每個不同的限制下,這個問題預計會有不同的答案,或者可能根本沒有答案。由於在大多數情況下識別全局最小值的問題似乎超出了目前的能力範圍,因此在本文中我們將重點放在局部最小值。我們回顧了一些已知的結果並證明了這些新結果:在二維中,正七邊形是雙晶格堆積密度的局部最…

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2015-02-24 已發表論文

摘要 將大量的水注入緻密的頁岩儲層中可以提取以前無法開採的石油和天然氣

摘要 將大量的水注入緻密的頁岩儲層中可以提取以前無法開採的石油和天然氣。這種大體積的超級水力壓裂會造成損害,使石油和/或天然氣流向開採井。本文的目的是提供一個理解超級水力壓裂的模型。我們假設水從一個小球形空腔注入均勻的彈性介質。注入水的高壓產生環向應力,從而重新激活緻密頁岩中的天然裂縫。隨著水的加入,這些裂縫向外遷移,形成受損岩石的球殼。與這些裂縫相關的孔隙度等於注入的水量。我…

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2015-02-24 工作論文 工作論文 #112

具身智能體大腦的幾何設計原理

摘要 我提出了感覺運動環路的形式模型,並討論了其與內在自由度相關的外在實施例約束。這些程度構成學習方面適應的基礎,因此應與實施例約束結合。充分性和普遍近似的概念使我們能夠為這種耦合製定原則。這為具體代理的控制架構設計提供了幾何方法。

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2015-02-19 工作論文 工作論文 #113

廬模映射的非生成劃分

摘要 我們量化了由單位區間上的單模映射 T : [0,1] → [0,1] 及其迭代 T m 驅動的時間離散動力系統的動力學與資訊理論術語中符號層級的誘導動力學之間的關係。符號動態是透過閾值跨越技術獲得的。長度為 m 的二進位串 s 是透過選擇分割點 α ∈ [0,1] 並根據 Ti ( x ) 是否大於或小於 α 放置 s i = 1 或 0 來獲得的。首先,我們研究劃分點 …

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2015-02-13 已發表論文

摘要 QuestionThe biotic resistance hypothesis states t

摘要 QuestionThe biotic resistance hypothesis states that 物種 多樣性 is a barrier for plant 生物 invasions because alien 物種 are more likely to find strong competitors as 多樣性 of native plants increas…

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2015-02-12 工作論文 工作論文 #115

共同祖先的資訊理論推理

摘要 如果局部馬可夫條件成立,即如果每個變數都獨立於給定其父項的非後代,則有向無環圖 (DAG) 部分錶示系統觀測值之間的條件獨立結構。一般來說,有一整類 DAG 代表一組給定的條件獨立關係。我們感興趣的是只能從子系統的觀察中得出的此類屬性。為此,我們證明了資訊理論不等式,該不等式允許推斷代表某些未知更大系統的任何 DAG 中觀察到的部分的共同祖先。更明確地,我們表明觀察之間在…

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2015-02-12 工作論文 工作論文 #114

最大化量子態分層模型的發散

摘要 我們研究了根據吉布斯族(稱為分層模型)的 Umegaki 相對熵(散度)進行量化的多方相關性。我們從最大熵原理推導出這些量,該原理先前用於定義密切相關的不可約相關性。我們指出了分層模型中存在的量子態和機率向量之間的差異、與分層模型的分歧以及該分歧的局部最大化。差異分別是缺乏因式分解、不連續性和不確定性的減少。我們討論可分離量子位態互資訊的全域最大化。

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2015-02-09 工作論文 工作論文 #116

動力系統閉子系統的算子理論辨識

摘要 動力系統理論的一個核心問題是找到一個更容易處理的動力過程的簡化描述。在本文中,我們提出了一種在算子理論框架內識別給定離散時間動力系統的封閉子系統的系統方法。結果表明,這個問題與尋找動力學的不變西格瑪代數密切相關。索引術語 – 封閉子動力、西格瑪代數、算子理論。

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2015-02-01 已發表論文

作用於轉錄的合成核糖開關的設計標準

摘要 Riboswitches are RNA based regulators of gene expression composed of a ligand sensing aptamer domain followed by an overlapping expression platform. The regulation occurs at either the le…

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2015-01-27 已發表論文

營養級聯的體型依賴性

摘要 營養級 cascades are indirect positive effects of 捕食者s on resources via control of intermediate consumers. Larger bodied 捕食者s appear to induce stronger 營養級 cascades (a greater rebound of reso…

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2015 已發表論文

快速光電部署的金屬生產需求

摘要 As global photovoltaics (PV) deployment grows, the required input materials need to be supplied at an increasing rate. In this paper, we quantify the effect of PV deployment levels on the…

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2015 已發表論文

O-2 到達血紅素銅氧化酶活性位點的途徑

摘要 一般認為,血紅素銅氧化酶中 O 2 往返於高自旋血紅素的路徑與一氧化碳 (CO) 的路徑相似。我們實驗室中對完全還原的 CO 結合酶進行的時間分辨和固定紅外線實驗,以及作為 CO 壓力函數的瞬態光學吸收飽和動力學研究,為 CO 在進出高自旋血紅素的途徑上與 Cu B(+) 結合提供了強有力的支持。 Cu B(+) 上 CO 的存在表明 O 2 結合可能在 CO 流動閃蒸實…

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2015 已發表論文

群的近似表示、近似同態和低維嵌入

摘要 近似代數結構在加法數論中發揮決定性作用,並且在理論計算機科學問題中具有顯著的應用,包括偽隨機性和機率可檢查證明。在這裡,我們研究有限群的近似表示:函數 psi : G U d 使得 Pr[psi(xy) = psi(x) psi(y)] 很大,或者更一般地,使得平行於 psi(xy) psi(x) psi(y) 平行於 (2)(2) 的預期 l(2) 範數平方 E x, …

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2015 已發表論文

二項式經濟中的槓桿與違約:完整的表徵

摘要 我們的論文提供了以金融資產作為抵押品的二項式經濟中槓桿和違約的完整特徵。我們的二項式無違約定理指出,任何均衡(在實際分配和價格方面)都等價於另一個不存在違約的均衡。因此,儘管違約的可能性推動了均衡並限制了借貸,但實際違約是無關緊要的。這個結果對於任意的偏好和禀賦、或有或非或有的承諾、許多資產和消費品、生產和多個期間都是有效的。我們也表明,如果使用抵押品或處理違約的成本最小…

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2015 已發表論文

識別發明過程中技術新穎性的來源

摘要 許多關於技術變革的研究都一致認為,新的技術能力和現有的技術能力的結合是發明新穎性的主要來源之一,並且歷史上也曾出現過新發明在幾乎沒有先例的情況下出現的情況。研究界關於組合和起源作為技術新穎性來源的相對作用的許多討論並沒有提供太多正式的識別和量化的方式。透過利用美國專利局對專利進行分類的技術程式碼,我們將技術離散化並確定了技術新穎性的四個不同來源。由此產生的技術新穎性分類法…

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2015 已發表論文

評估伊波拉疫苗試驗:模擬的見解

摘要 Jolanta Piszczek and Eric Parlow1 outlined expected benefits of a stepped wedge cluster trial (SWCT) design, with specific reference to the Sierra Leone Trial to Introduce a Vaccine again…

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2015 已發表論文

社會生物學 利他主義者在一起

摘要 Book Reviews of: Does 利他主義 Exist?: Culture, Genes, and the Welfare of Others David Sloan Wilson Yale University Press 2015. ISBN: 9780300189490 and The Moral Arc: How Science and Reason L…

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2015 已發表論文

硫酸介質中鈰(IV)離子氧化聚乙二醇的異常動力學及其對共聚物合成的影響

摘要 酸性介質中的鈰(IV) 醇對是能夠引發自由基聚合的氧化還原系統的例子。當醇具有聚合性質時,這種過程的結果是嵌段共聚物,它是具有許多有用特性的一類化合物的成員。最常見的帶有末端 OH基團的聚合物是聚乙二醇(PEG);然而,其與鈰(IV)反應的詳細機制仍有待探索。在本文中,我們報告了基於分光光度測量和動力學模型的該反應的發現。我們發現氧化過程的反應級數和淨速率常數很大程度取決…

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2014-12-29 工作論文 工作論文 #117

理解與設計複雜系統:對「科學與工程中最優高階描述架構-初步報告」的回應

摘要 我們回顧了建立非線性複雜過程的緊湊模型並識別其相關宏觀模式或「宏觀狀態」的最新歷史。我們概述了計算力學、預測率失真理論以及資訊度量在監控模型複雜性和預測性能中的作用。計算力學提供了一種為給定過程提取最佳最小預測模型的方法。率失真理論提供了系統地逼近此類模型的方法。最後,我們評論了開發自動發現最佳緊湊模型的通用框架的未來前景。作為對上述標題中引用的手稿的回應,這篇簡短的評論…

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2014-12-23 已發表論文

plantDARIO:基於網絡的植物小RNA-seq數據的定量和定性分析

摘要 高通量定序技術使得以高效且經濟高效的方式分析生物體的所有小非編碼 RNA (ncRNA) 成為可能。小RNA seq資料集的中等大小使得向研究社群提供免費網路服務成為可能,這些服務提供小RNA seq分析的許多基本特徵,包括品質控制、讀取標準化、ncRNA定量和假定的新型ncRNA的預測。 DARIO 就是這樣一種系統,迄今為止一直專注於動物。在這裡,我們介紹了該系統的擴…

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2014-12-11 已發表論文

摘要 Introduction: It has been nearly 25 years since t

摘要 Introduction: It has been nearly 25 years since the publication of Infectious 疾病 of Humans (1), the “vade mecum” of 數學 modeling of infectious 疾病; the proliferation of 流行病學ological careers…

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2014-12-09 工作論文 工作論文 #118

規避預測中的維數災難:無限階馬可夫過程的因果率失真

摘要 預測率失真分析受到維數災難的困擾:對任意長的過去進行聚類以保留有關任意長的未來的信息,需要的資源通常隨長度呈指數增長。對於無限階馬可夫過程來說,挑戰更加複雜,因為對有限序列的調節無法捕捉它們過去的所有依賴關係。頻譜參數表明,當底層過程具有長程時間相關性時,對有限長度序列進行聚類的演算法會顯著失敗,甚至對於由有限記憶體隱馬可夫模型生成的過程也可能會失敗。我們透過根據計算力學…

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2014-12-08 工作論文 工作論文 #119

輸入輸出過程的計算力學:結構化變換與 ε-換能器

摘要 計算力學透過其因果狀態來量化隨機過程中的結構,從而產生該過程的最小、最優預測器-ε 機。我們將計算力學擴展到兩個進程之間的通訊通道,以獲得它們之間隨機映射的類似最優模型—ε 感測器。在這裡,我們為溝通管道的結構分析奠定了基礎,處理聯合流程和輸入流程。結果是對支持進程之間資訊流的機制進行了原則性的結構分析。這是關於記憶通道、通道組成和相關條件資訊測量的結構資訊理論系列中的第…

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2014-12-02 工作論文 工作論文 #120

體現系統的廉價控制理論

摘要 我們提出了一個為實體代理程式設計廉價控制架構的框架。我們的推導以通用近似的經典問題為指導,由此我們探索了利用代理的體現來對感覺運動控制生成的行為進行新的、更有效的通用近似的可能性。將這種具體化通用近似與經典的非具體化通用近似進行比較。為了舉例說明我們的方法,我們提出了根據條件限制玻爾茲曼機定義的政策模型的詳細定量案例研究。與需要指數數量的參數的非體現通用近似相比,在體現設…

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2014-12-01 已發表論文

實驗室中的當前偏見和集體動態選擇

摘要 We study collective decisions by time discounting individuals choosing a common consumption stream. We show that with any heterogeneity in time preferences, utilitarian aggregation necess…

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2014-11-28 已發表論文

使用約束規劃的原子映射

摘要 Chemical reactions are rearrangements of chemical bonds. Each atom in an educt molecule thus appears again in a specific position of one of the reaction products. This bijection between e…

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2014-11-18 工作論文 工作論文 #121

我們是解決方案的一部分還是問題的一部分?

摘要 本文對我們目前在世界各地遇到的各種危機進行了遠程、全面的審視,並認為這些危機都是同一現象的一部分。我們社會的認知能力與環境幹預所影響的範圍之間存在維度差異,以至於每一次幹預都會導致許多意想不到的後果。眾所周知,頻繁的風險被處理,未知的長期風險不斷累積。我們的世界無法應對其早期行動目前正在出現的多重意外後果。為了解決這個問題,我們需要透過刺激非西方價值觀的發展來扭轉局限於我…

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2014-11-10 已發表論文

摘要 我們研究具有擴散率 D M 的單一擴散粒子(「人」)的動力學,該粒子受到另一個具有固定擴散率 D

摘要 我們研究具有擴散率 D M 的單一擴散粒子(「人」)的動力學,該粒子受到另一個具有固定擴散率 D m 的擴散粒子(「蚊子」)的攻擊。蚊子每遇到並叮咬該人一次,該人的擴散率就會減少固定量,而蚊子的擴散率則保持不變。每次遭遇後,蚊子也會相對於人移動一小段距離+/ a。當 D M 達到零時,該人被定義為死亡。當人類死亡時,他的位移 x 的機率分佈由柯西形式給出,其漸近衰減為 x…

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2014-11-07 工作論文 工作論文 #122

科技變革對複雜資訊網路演化的影響

摘要 我們生活在人類社會和科技互聯互通不斷增強的時代。我們彼此交互以及與日益普遍的計算和通信設備交互方式的這些結構性變化已經通過複雜信息網絡的動態性在多個學科的研究中得到了形式化。複雜網路是(數學)圖,透過邊緣(關係、電線)連接節點(人、電腦)。儘管網路分析方法已經取得了很大進展,但推動人類社會和全球電腦網路發展的基本原理仍然相當模糊。某些結構圖元素起源的機制模型現已變得普遍,…

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2014-11-06 工作論文 工作論文 #124

工業生態學:複雜系統的視角

摘要 我們的社會和技術系統正變得越來越全球化和相互關聯。這些變化為個人和組織提供了機會,讓他們能夠進入更廣泛的市場和更多的人——潛在的客戶、雇主、朋友和思想來源。但顯然,這種日益增強的連結性也為底層基礎設施和技術的設計帶來了新的挑戰,而使這一切成為可能。該技術必須能夠適應新的和不斷變化的使用模式以及與其他系統的耦合所造成的潛在危險,同時仍滿足現在和未來社會的需求。這樣說來,建構…

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2014-11-06 工作論文 工作論文 #123

政府的價值與非合作均衡的效率

摘要 將 2 × 2 矩陣賽局的最大聯合收益作為潛在社會福利的衡量標準,我們可以根據該最大收益與非合作均衡中獲得的聯合收益之間的差異,計算出一個簡單的「政府價值」。我們建立了一個效率損失指數(ELI)作為這種差異的預期值除以最大聯合收益,並使用 ELI 來分析玩家願意向政府(或其他第三方裁判)支付的金額,以透過改變其結構或透過提供訊號/合約來協調行為來協調遊戲的結果。此分析適用…

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2014-11-05 已發表論文

摘要 股票市場的訂單流非常持久,因為訂單訊號(買入或賣出)與數以萬計的訂單(相當於許多天)的時間滯後呈正

摘要 股票市場的訂單流非常持久,因為訂單訊號(買入或賣出)與數以萬計的訂單(相當於許多天)的時間滯後呈正自相關。兩種可能的解釋是羊群效應,對應於不同投資者行為的正相關;或訂單拆分,對應於單一投資者行為的正自相關。我們使用倫敦證券交易所的訂單流資料對此進行調查,我們擁有倫敦證券交易所的會員識別碼。透過制定羊群效應和訂單拆分模型以及經紀商選擇模型,我們能夠克服經紀商帶來的扭曲。在不…

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2014-11-04 工作論文 工作論文 #125

古代社會的定居規模與收益遞增

摘要 現代城市的一個關鍵特性是規模報酬遞增──許多社會經濟產出的成長速度快於人口的成長速度。最近的理論工作表明,這種現像是嵌入空間的人類社交網絡一般特徵的結果,因此不一定僅限於現代住區。在這裡,我們研究了墨西哥前西班牙盆地的考古定居點數據所表達的收益遞增的程度。我們發現了三種定量模式,表明存在遞增回報,並且它們源自於現代城市中產生這些回報的相同過程。在所有情況下,縮放參數值都與…

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2014-11-03 工作論文 工作論文 #126

生物圈生物工程?

摘要 我們的星球正在經歷與各種人為相關過程相關的加速變化過程。氣候變遷和生物多樣性下降是這現象的兩個面向。這種轉變的未來是不確定的,但人們普遍認為其負面影響可能會威脅到我們自身的生存。此外,預期變化的步伐可能會很突然:災難性的轉變可能是這個持續的、明顯緩慢的過程最有可能的結果。儘管已經提出了不同的地球工程策略,但似乎沒有一種策略能夠安全地解決與二氧化碳累積或生態系統退化相關的大…

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2014-10-20 工作論文 工作論文 #127

隱馬可夫模型的層狀密堆積結構的繞射圖案

摘要 我們最近導出了密堆積結構(CPS)中模組化層(ML)之間的成對(自)相關函數(CF)的解析表達式,用於可描述為隱馬可夫模型(HMM)的廣泛堆疊過程[Riechers et al, (2014), Acta Crystallogr. A,XX 000 000]。我們現在使用這些結果直接從 HMM 計算衍射圖案 (DP),發現 HMM 和 DP 之間的關係本質上既簡單又基本。…

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2014-10-13 工作論文 工作論文 #128

群體思維與維基百科的案例

摘要 群體層面的認知狀態在人類社會系統中被廣泛觀察到,但它們的討論常常在量化方法中被先驗地排除。在本文中,我們展示瞭如何需要參考群體的不可簡化的心理狀態和心理動態來理解大規模的社會現象。我們透過參考合作演化中的一個經典問題來介紹心理邊界問題。然後,我們提供了一個明確的定量範例,該範例取自維基百科編輯之間正在進行的合作與衝突工作,展示了個人經驗的部分(但不是全部)影響如何持續存在…

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2014-10-06 已發表論文

自然雙耳聲音的統計

摘要 雙耳聲音定位通常被認為是一項辨別任務,其中利用窄調諧頻率通道的耳間相位(IPD)和電平(ILD)差異來識別聲源的位置。然而,在自然條件下,雙耳電路會受到來自多個(通常是移動且重疊的)聲源的聲波的刺激。因此,雙耳線索的統計數據取決於聲學特性和環境的空間配置。以前從未研究過自然遇到的線索的分佈及其對聽覺場景物理特性的依賴性。在目前的工作中,我們分析了自然遇到的雙耳聲音的統計數…

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2014-09-22 工作論文 工作論文 #129

混沌晶體學:資訊物理學如何揭示材料的結構秩序

摘要 我們回顧了應用資訊和計算理論測量來描述超越先前基於精確幾何對稱的方法的材料結構的最新進展。我們討論了這個新工具集必要的理論背景,並展示了新技術如何檢測和描述新的材料特性。我們討論該方法如何與眾所周知的晶體學實踐相關,並研究它如何為熟悉的結構提供新穎的解釋。自始至終,我們都專注於無序材料,這些材料雖然很重要,但在理論上和實驗上受到的關注比那些週期性或非週期性有序的材料要少。

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2014-09-16 已發表論文

摘要 希克蘇魯伯火流星的撞擊導致了白堊紀末期的植物大規模滅絕,但相關的選擇性和生態效應卻鮮為人知

摘要 希克蘇魯伯火流星的撞擊導致了白堊紀末期的植物大規模滅絕,但相關的選擇性和生態效應卻鮮為人知。透過在整個事件中跨越 2.2 密爾的一組獨特的北達科他州葉子化石組合,我們展示了被子植物生態策略的減少和快速生長策略的選擇,這與假設的從影響冬季的恢復一致。每面積葉質量(碳投資)的平均值和變異數均下降,而葉脈密度(碳同化率)的平均值增加,這與向「快速」生長策略的轉變一致。火流星影響…

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2014-09-10 工作論文 工作論文 #131

使用 z-拉普拉斯算子進行社區檢測

摘要 社區檢測是網路科學的基本問題,在生物和社會領域有廣泛的應用。一種常見的方法是利用與網路相關的算子的頻譜屬性(最常見的是鄰接矩陣或圖拉普拉斯算子),儘管已知這些技術在稀疏網路上會失敗,儘管存在理論上可檢測的社區結構 [3],[4]。這項工作引入了一個我們稱為「z 拉普拉斯算子」的算子 L z = z A – D,已觀察到該算子與 [3]、[6] 的非回溯矩陣共享重要的譜屬性…

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2014-09-10 工作論文 工作論文 #130

狩獵採集者住宅流動性的生態學和能量學

摘要 居住流動性與狩獵採集者生活方式的各個方面密切相關,因此是狩獵採集者研究中的核心問題。狩獵採集者每年的居住流動率差異很大,人類學家和考古學家長期以來一直對了解這種變化的來源感興趣。由於流動性在很大程度上是由持續供應食物的需求所驅動的,生態學的代謝理論為解決這個問題提供了一個自然的框架。這為制定有關狩獵採集者居住流動性的規模和變化的進化和生態限制的正式可檢驗假設提供了一個強大…

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2014-09-09 工作論文 工作論文 #132

城市商業多元化的系統結構與可預測性

摘要 了解城市對於應對從氣候和健康到經濟彈性等重大全球挑戰至關重要。儘管城市經濟活動的詳細結構越來越被視為基本的社會經濟單位,但現在只有利用大型資料集才能進行全面分析。在這裡,我們研究了美國大都市統計區域的豐富商業類別,以調查經濟活動的多樣性如何取決於城市規模。揭示了所有城市共有的普遍結構,反映了內部經濟結構以及聚合指標(GDP、專利、犯罪)的自相似性。提出了一個推導來解釋普遍…

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2014-09-04 已發表論文

排名分佈中 q 統計量的發生率

摘要 We show that size rank distributions with power law decay (often only over a limited extent) observed in a vast number of instances in a widespread family of systems obey Tsallis statisti…

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2014-08-28 工作論文 工作論文 #136

離散時間更新過程的資訊和因果架構

摘要 更新過程廣泛用於模擬由靜止期分隔的孤立事件組成的隨機行為,其持續時間由給定的機率定律指定。在這裡,我們確定了預測的最小充分統計量(因果狀態集),計算儲存這些狀態所需的歷史記憶容量(統計複雜性),描述哪些資訊是可預測的(過量熵),並將單一測量的熵分解為與過去、未來或兩者共享的熵。因果狀態等價關係定義了更新過程的新子類,儘管具有無限的事件間計數分佈,但具有有限數量的因果狀態。…

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2014-08-28 工作論文 工作論文 #135

立方體和球體上的熱和雜訊:隨機旋轉多項式閾值函數的靈敏度

摘要 我們在隨機嵌入球體的超立方體上建立了球諧函數和傅立葉基函數之間的精確關係。特別是,我們根據“球形靈敏度”給出了隨機旋轉函數的預期布爾噪聲靈敏度的界限,我們根據球形熱方程下的演化來定義“球形靈敏度”。作為一個應用,我們證明了 Gotsman Linial 猜想的平均情況,限制了隨機旋轉的多項式閾值函數的敏感性。

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2014-08-28 工作論文 工作論文 #134

程式語言大規模演化中的間斷均衡

摘要 演化生物學家、歷史學家、工程師和語言學家都對生物演化和文化演化之間的相似性和差異進行了探索。文化變革的兩個眾所周知的領域是語言和技術。兩者都有一些與物種演化相關的特徵,但技術變化很難研究。我們走向技術進化科學理論的一個主要挑戰是如何正確定義進化樹或進化枝,以及如何權衡資訊水平轉移所扮演的角色。在這裡,我們研究程式語言的大規模歷史發展,這些語言在過去的半個世紀中深刻地標誌著…

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2014-08-28 工作論文 工作論文 #133

透過熱邊界條件揭示的短程自旋玻璃平均場描述的反證

摘要 幾十年來,短程自旋玻璃低溫相的理論描述仍然難以捉摸。特別是,目前尚不清楚斷言一對純態的理論或基於無限多個純態的理論(例如複製對稱破缺)是否能最好地描述現實的短程系統。為了解決這一爭議,使用群體退火蒙特卡羅對熱邊界條件下的三維愛德華茲 安德森伊辛自旋玻璃進行了數值研究。在熱邊界條件中,三個空間方向上的週期性與反週期性邊界條件的所有八種組合都以其各自的玻爾茲曼權重出現在係綜中…

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2014-08-19 已發表論文

摘要 我們探索了銀行與外部投資者之間互動的模型,其中銀行發行內部貨幣(被認為可以按面值兌換成貨幣的短期負

摘要 我們探索了銀行與外部投資者之間互動的模型,其中銀行發行內部貨幣(被認為可以按面值兌換成貨幣的短期負債)的能力可能會導致資產價格崩潰和普遍的銀行破產。銀行和投資者對某些長期資產的未來價值有共同的信念,但他們的目標函數不同;這種共同信念的改變會導致投資組合調整和交易。正面的信念衝擊促使銀行向投資者購買風險資產,而銀行則透過發行新的短期負債為這些購買融資。負面信念衝擊促使銀行出…

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2014-08-11 已發表論文

北半球夏季極端天氣的準共振環流機制與半球同步

摘要 近十年來,北半球中緯度地區出現了大量高影響夏季極端天氣。其中許多事件與異常急流環流模式有關,其特徵是持續高振幅準穩態羅斯貝波。最近提出了兩種可能引發這種模式的機制:(i)緯向平均急流的減弱和(ii)透過中緯度波導中自由波和強迫波之間的共振來放大準定常波。基於對流層中風場的頻譜分析,我們表明,持續的急流模式首先是由於緯向波數 6 8 的準定常波的放大造成的。然而,我們也發現…

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2014-08-08 工作論文 工作論文 #137

連結空間

摘要 連通性是物件和系統的基本屬性。它通常被視為本質上是拓撲的,因此被視為(廣義)拓撲空間中集合的派生屬性。然而,已經有一些獨立的嘗試直接或在描述分離的公理系統的背景下公理化連通性。在這篇類似評論的文章中,我們試圖將這些理論連結在一起。我們發現,儘管形式和語言有所不同,但它們基本上是相同的。總而言之,現有的知識提供了一個連貫的數學框架,不僅本身很有趣,而且還可以在從影像分析到組…

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2014-08-04 已發表論文

摘要 我們調查了 2003 年至 2008 年期間交易高流動性諾基亞股票的大量單一投資者的交易行為,目的

摘要 我們調查了 2003 年至 2008 年期間交易高流動性諾基亞股票的大量單一投資者的交易行為,目的是確定可能影響其行為的內生和外生因素的相對作用。作為內生因素,我們考慮回報和波動性,而外生因素是每日新聞文章的總數和基於新聞情緒分析的語義變數。數據的線性迴歸和偏相關分析表明,不同類別的投資者與這些因素的相關性不同。政府和非營利組織對新聞、回報或波動的敏感度較弱,通常,它們與…

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2014-07-31 工作論文 工作論文 #138

條件受限玻爾茲曼機的表達能力

摘要 條件受限玻爾茲曼機是無向隨機神經網絡,其輸入和輸出單元層與隱藏單元層雙向連接。這些網路在給定輸入單元狀態的情況下定義輸出單元狀態的條件機率分佈模型,並透過交互權重和偏差進行參數化。我們解決了這些模型的表徵能力,證明了條件機率分佈的通用逼近器的最小尺寸、確定性函數的通用逼近器的最小尺寸、最大模型逼近誤差以及可表示的條件分佈集的維數的結果。我們提供了用於研究條件模型的新工具,…

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2014-07-29 工作論文 工作論文 #140

層狀密堆積結構中的成對相關性

摘要 給出隱馬可夫模型形式的層狀密堆積結構的堆疊統計描述,我們發展了層之間成對相關函數的解析表達式。這些可以作為模型參數的明確函數進行分析計算,或者可以使用表達式作為獲得數值的快速、準確和有效的方式。我們提出了幾個例子,與先前的工作達成一致並得出新的關係。

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2014-07-29 工作論文 工作論文 #139

論組合驅動技術創新模式中的奇點

摘要 有人認為,創新主要是透過組合發生的:發明累積越多,從先前的設計中獲得新發明的可能性就越高。此外,有人推測,創新的組合性質自然會導致奇點:在某個有限的時間內,創新的數量應該會出現分歧。儘管這些想法確實很有吸引力,但尚未開發出通用模型來測試組合技術應具有爆炸性的條件。在這裡,我們提出了一個技術演化的廣義模型,該模型考慮了兩個主要屬性:創造一項新技術所需的先前技術的數量以及技術…

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2014-07-24 已發表論文

系統性風險與流動性風險對風險抵押品融資的影響

摘要 回購協議(repos)是許多金融投資者和中介機構最重要的流動資金來源之一。在回購協議中,借款人提供一些資產作為抵押品以換取資金。給予借款人的資本是抵押品的市場價值,減去稱為折扣(或保證金)的金額。折扣可以保護資本貸方免受因借款人違約而導致的抵押品價值損失。因此,折扣通常是透過對抵押品的簡單風險價值估計來計算的,以防止與波動性相關的風險。然而,其他風險因素也應包含在折扣中,…

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2014-07-18 工作論文 工作論文 #142

發生率 of q-統計學 in Rank 分布s

摘要 我們表明,在廣泛的系統家族中的大量實例中觀察到的具有冪律衰減(通常僅在有限範圍內)的大小等級分佈服從 Tsallis 統計量。這些分佈的理論框架類似於切線分岔附近的非線性迭代映射的理論框架,其中李亞普諾夫指數可以忽略不計或消失。與這些分佈相關的相關統計力學表達式是使用兩個不同的約束從最大熵原理導出的,並且由此產生的熵索引的二元性被視為描繪了物理相關資訊。雖然索引 α 的值…

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2014-07-18 工作論文 工作論文 #141

透過最佳化指標確定硬碟模型中臨界密度的下界

摘要 我們證明了硬碟模型臨界密度 p c 的新下界,即低於該密度,可以有效地對單位環面中 n 個非重疊磁碟的隨機配置進行取樣。我們使用經典的馬可夫鏈,一次移動一個磁碟,但改進了路徑耦合分析。我們的主要工具是對相鄰配置對(即單一磁碟位置不同的配置)的最佳化度量:我們定義一個度量,該度量取決於這些位置的差異,並且當它們重合時該度量連續接近零。這將先前的下界 p c ≥ 1/8 改進…

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2014-06-26 工作論文 工作論文 #143

用於網路攻擊最佳偵測的 HMM

摘要 快速偵測電腦網路防火牆內的攻擊者至關重要。異常檢測器透過量化與正常網路行為的基線統計模型的偏差來解決這個問題。然而,異常檢測器存在許多誤報,嚴重限制了其實際用途。為了規避這個問題,我們需要評估在沒有攻擊者存在的情況下觀察到的網路行為的可能性(如在異常偵測器中)以及在存在攻擊者的情況下觀察到的網路行為的可能性。任何針對受感染網路行為的現實隨機模型都必須在連續時間內工作,並具…

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2014-06-24 已發表論文

手機攜帶主人的個人微生物組

摘要 Most people on the planet own mobile phones, and these devices are increasingly being utilized to gather data relevant to our personal health, behavior, and environment. During an educati…

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2014-06-23 工作論文 工作論文 #146

衡量指導作為社會資本的橋樑

摘要 導師制是一種重要的關係,可以將年輕人與社區中較有經驗的成員配對。由組織推動的正式指導透過在家人、朋友或同儕群體(通常在其中發現大多數關係)之外建立新的關係來增加橋樑社會資本。儘管如此,城市和社區可能不會投資此類項目,因為這些社會資本建設關係對參與者和城市健康的影響很難“證明”,而且如果收益未知,投資可能看起來很高。作為回應,我們描述了一種混合方法來衡量新墨西哥州聖達菲導師…

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2014-06-23 工作論文 工作論文 #145

發明作為一種組合過程:來自美國專利的證據

摘要 發明通常被概念化為對組合可能性空間的搜尋。儘管有豐富的文獻,跨越多個學科,詳細闡述了發明的重組性質,但我們缺乏對支撐發明活動的組合過程的正式和定量的描述。在此,我們利用 1790 年至 2010 年的美國專利記錄將本發明正式描述為組合過程。為此,我們將專利發明視為技術載體,並利用美國專利局所使用的複雜技術程式碼系統對發明新穎性的技術進行分類。我們發現組合發明過程表現出「利…

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2014-06-23 工作論文 工作論文 #144

生物學和人類學中的博弈論

摘要 自發性合作的準備以及其他人也具有這種合作性的假設已被認為是人類區別於其他動物(包括類人猿)的基本特徵。同時,合作性提出了一個演化難題,因為非合作者在合作者群體中表現得更好。我們在這裡從理性概念、博弈論和認知邏輯的角度來分析合作過程。然而,我們並不是試圖重建實際的演化過程。我們寧願提供合作背後的邏輯結構,並理解為什麼合作是可能的,甚至可能是必要的。

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2014-06-09 已發表論文

死胡同如何破壞電網穩定性

摘要 The cheapest and thus widespread way to add new generators to a high voltage power grid is by a simple tree like connection scheme. However, it is not entirely clear how such locally cost…

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2014-06-05 工作論文 工作論文 #149

非合作博弈的資訊幾何

摘要 在某些遊戲中,附加資訊會傷害玩家,例如,在具有先發優勢的遊戲中,後發者會因為看到先發者的舉動而受到傷害。遊戲對玩家來說具有如此負面的「資訊價值」的條件是什麼?一款遊戲是否會對所有玩家產生負訊息價值?為了回答這些問題,我們概括了商品(對於決策場景中的玩家)的邊際效用的定義,以定義指定遊戲的參數向量(對於該遊戲中的玩家)的邊際效用。做到這一點需要基本的資訊衡量;為了方便說明,…

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2014-06-05 工作論文 工作論文 #148

所有系統都將被博弈:經濟和社會系統中的剝削行為

摘要 2008 年華爾街崩盤後,經濟學家清楚地意識到,金融體係以及其他社會和經濟體係都無法避免被一小群參與者為了自身利益而操縱。有鑑於此,自然會出現兩個問題。對於特定的政策設計或建議的經濟體系,這種操縱是否可以提前預見並可能預防?我們是否可以設計一些方法(可能是自動的方法)來測試所提議的政策系統是否存在可能的故障模式以及它們對可能的操縱的脆弱性,從而防止未來出現此類行為?該論文…

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2014-06-05 工作論文 工作論文 #147

論生態學理論

摘要 我們主張擴大生態學理論的作用,以加速科學進步,提高應對環境挑戰的能力,促進綜合和統一的發展,並改進實驗和大規模環境監測計劃的設計。為了實現這些目標,必須促進我們所謂的「有效」理論的發展,該理論具有幾個關鍵屬性。有效的理論 1) 基於第一原理,2) 通常用數學語言表達,3) 做出很少的假設並針對每個自由參數產生大量預測,4) 是近似的,5) 它們的預測提供了與經驗數據進行比…

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2014-05-21 已發表論文

摘要 我們回顧了在不完全市場的抵押品均衡模型中發展的槓桿理論

摘要 我們回顧了在不完全市場的抵押品均衡模型中發展的槓桿理論。我們解釋槓桿如何推高資產價格並產生泡沫。我們展示瞭如何在均衡狀態下內生地確定槓桿率以及槓桿率如何取決於波動性。我們在所謂的槓桿週期中描述了槓桿、波動性和資產價格的動態回饋特性,並展示了它與信貸週期的差異。我們也描述了多個槓桿週期的一些橫斷面影響,包括蔓延、轉向抵押品以及最高品質債務發行的波動。 ※ 此為已發表論文,全…

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2014-05-09 工作論文 工作論文 #150

稀疏網路半監督聚類中的相變

摘要 預測網路中節點的標籤,例如社區成員資格或人口統計變量,是社交和生物網路應用中的一個重要議題。如果我們只能存取網路拓撲,最近發現的相變會對這些預測的準確性造成根本限制。然而,如果我們知道節點的某些部分 α 的正確標籤,我們可以做得更好。我們研究了由隨機區塊模型產生的網路的「半監督」學習問題的相圖。我們使用空腔方法和相關的置信傳播演算法來研究作為 α 的函數可以達到什麼精確度…

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2014-05-06 工作論文 工作論文 #153

時間序列可預測性的無模型量化

摘要 本文深入探討了預測策略在應用於複雜時間序列時何時、為何以及如何失敗。我們推測,現實世界時間序列資料的固有複雜性是由生成過程的維度、非線性和非平穩性以及雜訊、聚合和有限資料長度等測量問題引起的,這既可以根據經驗進行量化,又與可預測性直接相關。特別是,我們認為冗餘是測量實驗時間序列中的複雜性和預測結構的有效方法,而加權排列熵是估計冗餘的有效方法。為了驗證這些猜想,我們研究了 …

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2014-05-06 工作論文 工作論文 #152

使用動力學評估賭博

摘要 評估賭博的經典決策理論問題是從現代的角度使用動力學來處理。線性和對數效用函數並不是作為貨幣價值的表達式,而是作為映射,產生純加法和純乘法動力學的遍歷可觀測量,這是模擬財富的最自然的隨機過程。這種觀點與決策理論的主導形式主義中效用函數的有界性要求不一致。我們強調決策理論發展過程中概念和數學上的不一致,其修正澄清了現代觀點是合理的,並且不需要效用函數有界。

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2014-05-06 工作論文 工作論文 #151

最簡單的複雜交換機制:價格、市場與貨幣的出現

摘要 我們考慮接受「多樣化」商品供應並重新分配一切的交換機制。在某些「公平」和「便利」的自然條件下,我們證明這種機制允許獨特的價格,使每個人的報價和回報的價值相等。接下來,我們用整數 τij、πij 和 ki 來定義機制的複雜性,它們代表將 i 交換為 j 所需的「時間」、確定交換比率的「難度」以及訊息空間的「維度」。我們證明存在有限數量的最低複雜度機制;並且,在每個交易中,所…

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2014-05-01 已發表論文

社區檢測中的相變:可解決的玩具模型

摘要 Recently, it was shown that there is a 相變 in the community detection problem. This transition was first computed using the cavity method, and has been proved rigorously in the case of q=2…

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2014-04-21 工作論文 工作論文 #155

不穩定腫瘤進展的傳播前沿模型中的災難性轉變和致死閾值

摘要 不穩定的動力學是大多數實體瘤演化的特徵。由於維持基因組完整性的失敗增加,觀察到基因突變和缺失水平的累積增加。先前的工作表明,癌症進展存在不穩定閾值,定義了將腫瘤獲勝場景與腫瘤滅絕或共存階段分開的相變現象。在這裡,我們提出了一種積分方程式方法來研究不穩定癌症的準種動力學。此模型呈現兩個主要階段,其特徵是癌症組織的成功或失敗。此外,該模型預測腫瘤失敗可能是由於相對於健康細胞的…

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2014-04-21 工作論文 工作論文 #154

檢視地理空間中的社交網路的相關文獻

摘要 儘管人際關係(建模為社交網路)在地理空間的規定和範圍內形成、持續和消解,但它們很少在地理資訊系統(GIS)環境中建模。這種脫節可能是由於缺乏關於社會生活如何與建築環境交織在一起的研究問題,或缺乏整合的建模環境。相反,研究人員關注社會發現(例如,平均代理人擁有的聯繫人數量)或空間發現(例如,代理人在周六晚上所在的地點),儘管提出結合每個變量的問題(一個人在周六晚上選擇的地點…

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2014-04-10 已發表論文

隱藏過程的貝葉斯結構推理

摘要 We introduce a 貝氏 approach to discovering patterns in structurally complex processes. The proposed method of 貝氏 structural inference (BSI) relies on a set of candidate unifilar hidden 馬可夫…

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2014-04-02 工作論文 工作論文 #160

具有統計意義的社群和層次結構的可擴展檢測:模組化的訊息傳遞

摘要 模組化是社群結構的流行衡量標準。然而,最大化模組化可能會導致許多具有幾乎相同模組化的競爭分區,但彼此之間的相關性很差;它還可能過度擬合,在隨機圖中產生虛幻的“社區”,而實際上並不存在。我們透過使用模組化作為哈密頓量併計算所得吉布斯分佈的邊際來解決這個問題。如果我們將每個節點分配給這些邊緣下最有可能的社區,我們聲稱與基態不同,所得的劃分可以很好地衡量具有統計意義的社區結構。…

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2014-04-02 工作論文 工作論文 #159

旁系同源物的系統發育

摘要 動機:基於序列的系統發育方法嚴重依賴僅由直系同源序列組成的初始資料集。旁系同源物被視為一種危險的公害,必須被發現並消除。然而,數學系統發育的最新進展表明,只要可以在一定程度上確定區分直向同源物和旁系同源物,基因重複也可以傳遞有意義的系統發育資訊。結果:我們證明,僅從旁系資訊即可推斷出合理的系統發育樹。為此,首先校正直系同源(旁系同源的補充)的無樹估計以符合同形圖,然後轉化…

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2014-04-02 工作論文 工作論文 #158

語言網路中的歧義

摘要 人類語言定義了最複雜的演化結果。這種複雜的交流形式的出現使人類能夠創建極其結構化的社會並在不同層面上管理符號,其中包括語義。所有語言層級都必須處理源自語言遞歸性質的天文組合潛力。這種遞歸性確實是一個關鍵的定義特徵。然而,並非所有單字的組合和頻率都相同。在打破較少使用和較多使用以及較少和較多意義承載單元之間的對稱性時,出現了通用縮放定律。這些法則對所有人類語言來說都是共同的…

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2014-04-02 工作論文 工作論文 #157

<em>計算機</em>向多細胞過渡

摘要 多細胞性和發育程序的出現是演化生物學的主要問題之一。傳統上,該領域的研究一方面是基於數據分析和實驗工作的結合,另一方面基於理論近似。第三種可能性是由電腦模擬模型提供的,它既可以模擬現實,又可以探索替代的可能性。這些電腦模型透過模擬虛擬細胞和細胞組如何演化超越一組孤立實體的複雜相互作用,為可能性和實際情況提供了一個強大的視窗。在這裡,我們提出了此類模型的幾個例子,每個例子都…

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2014-04-02 工作論文 工作論文 #156

隨機均衡的資訊剖析

摘要 隨機非線性動力系統產生訊息,透過其熵率來測量。有些資訊(短暫資訊)被消散,有些資訊(綁定資訊)被主動存儲,從而影響未來的行為。我們推導了兩個表現出動態平衡的經典系統在小時間離散化極限下的短暫訊息和束縛訊息的解析表達式:一階 Langevin 方程式 (i),其中漂移是位能函數的梯度,擴散矩陣是可逆的;(ii) 具有線性漂移項 (Ornstein Uhlenbeck),但擴…

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2014-04-01 已發表論文

拉丁美洲的婚姻、教育與選型交配

摘要 在本文中,我們建立了與拉丁美洲國家的婚姻和教育有關的事實。利用 IPUMS International 的人口普查數據,我們展示了 1980 年至 2000 年婚姻和選型交配模式的變化,以及拉丁美洲與美國的模式比較。我們發現,在拉丁美洲國家,受過高等教育的人比受教育程度較低的人結婚的可能性較小,而且這種模式在女性身上更為明顯。我們還表明,雖然隨著時間的推移,這種現像一直在…

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2014-03-13 工作論文 工作論文 #162

社會 複雜性 at Cahokia

摘要 2013 年 5 月 28 日至 30 日在聖塔菲研究所舉行的工作小組針對卡霍基亞的問題提出了一系列共識答案。卡霍基亞是一個可追溯至 12 世紀和 13 世紀的城市,位於今天密蘇裡州和伊利諾伊州的大聖路易斯地區。卡霍基亞是社會複雜性理論的重要城市場所,因為它似乎是在缺乏支持性區域行政結構的情況下出現的。工作小組成員仔細調查了城市的區域社會、政治和經濟組織,發現除了看似儀式…

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2014-03-13 工作論文 工作論文 #161

改變商業銀行的貨幣供給量

摘要 我們考慮透過銀行貸款為一個經濟體中的兩個生產部門提供融資的問題,當這些部門可能經歷獨立的貨幣需求,但每個部門都希望維持獨立確定的價格序列。理想化的中央銀行與一組商業銀行相比較,這些商業銀行從利差中產生利潤,並將這些利潤流向一組消費者/所有者,而這些消費者/所有者也是私營經濟中的一組借款人和貸方。我們將私人經濟建模為這樣一種經濟,其中兩種商品的生產函數和消費偏好都是獨立的,…

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2014-03-05 已發表論文

自旋軌道耦合振盪器的非緊密動力學對稱性

摘要 我們解釋了在三個空間維度上具有自旋軌道耦合的特定自旋 1/2 費米子系統的光譜中的有限和無限簡併性。從廣義的龍格 倫茨向量開始,我們明確地建構了一套完整的對稱算子,它涵蓋了非緊 SO(3,2) 代數。物理譜的簡併性僅涉及無限的、所謂的單例表示。在軌道和自旋角動量對齊的分支中,出現了完整的表示,構成了朗道能階的三維模擬。由於單例表示的截斷,反對齊自旋會導致有限的簡併性。我們…

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2014-03-05 工作論文 工作論文 #163

無效的百日咳博德氏菌疫苗的流行病學後果

摘要 最近百日咳博德氏菌(百日咳)發病率的增加為全球健康帶來了挑戰。最近的研究對無細胞百日咳博德氏菌疫苗接種在減少傳播方面的有效性提出了質疑。在這裡,我們研究無效的百日咳博德氏菌疫苗的流行病學後果。使用動態傳播模型,我們發現:1)無效的疫苗可以解釋所觀察到的百日咳博德特氏菌發病率的增加; 2) 無症狀感染可能會影響監測並擾亂百日咳博德氏菌的態勢感知;3) 對與太小而無法接種疫苗…

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2014-02-19 已發表論文

如何製造合成多細胞計算機

摘要 生物 systems perform computations at multiple scales and they do so in a robust way. Engineering metaphors have often been used in order to provide a rationale for modeling cellular and mol…

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2014-02-10 已發表論文

摘要 許多高通量定序研究都集中在檢測 RNA seq 數據中的常規剪接 mRNA

摘要 許多高通量定序研究都集中在檢測 RNA seq 數據中的常規剪接 mRNA。然而,透過基因融合、環化或反式剪接產生的非標準RNA常常被忽略。我們引入了一種新穎的、無偏差的演算法來檢測單端 cDNA 序列的剪接點。與其他方法相比,我們的方法適應多結結構。我們的方法與傳統剪接 mRNA 的競爭工具相比具有優勢,並且召回率提高了高達 40%,在多次分割、反式剪接和環狀產物的讀取…

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2014-02-05 已發表論文

2009 年聯邦菸草稅增加後,美國消費者對非捲菸菸草產品的興趣激增

摘要 目標 這項準實驗性縱向研究監測了 2009 年美國聯邦菸草稅增加期間的 Google 搜尋總量,作為消費者對非捲菸菸草產品 (NTP) 興趣的代理。方法 從 Google 的公開檔案下載提及常見 NTP 的搜尋的查詢趨勢。透過將稅收前後 16 週的觀察到的查詢量與預期查詢量進行比較來估計平均相對增量。結果 稅務宣布後,咀嚼菸草、小雪茄、電子煙(「電子煙」)、手捲菸(RYO…

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2014-01-31 工作論文 工作論文 #164

尼可羅·馬基雅維利和機構設計的起源

摘要 在公共政策議題上,經濟學家經常設計激勵和約束,以便具有不受限制的偏好的經濟行為者(包括經濟人的自利動機)將實施社會期望的分配。這種範式可以追溯到馬基雅維利,以及後來的曼德維爾、休謨和邊沁,它與亞里斯多德早期提出的方法形成鮮明對比,在這種方法中,良好的治理需要培養好公民。現代機制設計、契約理論和行為經濟學為馬基雅維利範式提供了批判性的視角,並建議沿著亞里斯多德的路線重新表述…

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2014-01-15 已發表論文

摘要 The Bak Tang Wiesenfeld (BTW) sandpile process is

摘要 The Bak Tang Wiesenfeld (BTW) sandpile process is an archetypal, stylized model of 複雜系統s with a critical point as an 吸引子 of their dynamics. This phenomenon, called self organized 臨界性, app…

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2014 已發表論文

摘要 假設 N 0 個獨立擴散的粒子(每個粒子的擴散係數為 D)最初在半無限區間 0 <= x < 8

摘要 假設 N 0 個獨立擴散的粒子(每個粒子的擴散係數為 D)最初在半無限區間 0 <= x < 8 上的 x = l 0 處釋放,吸收體位於 x = 0 處。我們確定 N 個粒子存活到時間 t = T 之前的機率 P(N)。我們也採用宏觀漲落理論來找到系統最可能的歷史,條件是在時間 t = T 時正好有 N 個倖存者。根據基本參數 l/root 4DT,非常不同的歷史可能會…

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2014 已發表論文

以簡單分子作為前驅物的聚合物體的簡單合成路線

摘要 我們展示了一種易於實施的實驗乳液聚合方案,其結果是能夠在水相中形成囊泡的兩親性共聚物。此方案不需要預先純化化學物質或排除氧氣。我們以丙烯酸正丁酯為單體,採用由鈰(IV)離子和聚乙二醇(PEG)組成的氧化還原引發體系,優化了此氧化還原對的性能,使得反應可以在空氣中進行。引發過程中產生的基於 PEG 的鏈自由基攻擊單體分子,產生兩親性產物,從而使囊泡形成聚合物的合成達到不需要…

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2014 已發表論文

摘要 凸循環發揮作用,例如在產品圖表的背景下

摘要 凸循環發揮作用,例如在產品圖表的背景下。我們引入凸循環基並描述一種多項式時間演算法,該演算法識別給定圖是否具有凸循環基並在正情況下提供顯式構造。討論了凸循環基底與其他類型循環基底之間的關係。特別是,我們證明如果 G 具有唯一的最小循環基,則該基是凸的。此外,我們描述了一類具有凸循環基的圖,其中包括部分立方體,因此也包括中位數圖。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2013-12-28 已發表論文

網格屬性和類別產品超圖

摘要 Equivalence relations on the edge set of a hypergraph that satisfy the "grid property" (a certain restrictive condition on diagonal free grids that can be seen as a generalization of the …

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2013-12-25 已發表論文

獨特的平方性質、公平劃分和類乘積圖

摘要 滿足無弦正方形限制條件的圖 G 邊集上的等價關係在笛卡爾圖積和圖叢理論中起著至關重要的作用。我們在這裡證明,這種關係以自然的方式導致 G 的頂點集上的公平劃分,這反過來又產生商圖,即使 G 本身是素數,也可以具有豐富的乘積結構。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2013-12-13 工作論文 工作論文 #167

網路行為閾值模型的訊息傳遞方法

摘要 我們研究了一個簡單的模型,該模型描述了社會行為(如趨勢和觀點)如何在網絡中傳播,在該模型中,當個體從作為採用者的閾值 T 鄰居告知時,他們就會採用該趨勢。使用動態訊息傳遞演算法,我們開發了一種易於處理且計算效率高的方法,該方法提供每個人採用趨勢的機率或任意網路中採用者和非採用者頻率的完整時間演化。我們透過將其與真實和合成網路中基於蒙特卡羅的代理模擬進行比較來驗證該方法,並…

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2013-12-13 工作論文 工作論文 #166

社區檢測中的相變:可解決的玩具模型

摘要 最近,研究顯示社區檢測問題存在階段性轉變。這種轉變首先使用腔法計算,並在 q = 2 組的情況下得到了嚴格證明。然而,使用空腔方法進行分析計算具有挑戰性,因為它們要求我們了解訊息的機率分佈。我們研究所謂的「零溫度推理」模型中的類似轉變,其中這種分佈僅在最有可能的消息上得到支持。此外,每當多個訊息的可能性相同時,我們就會透過以相同的機率在它們之間進行選擇來打破平局。雖然結果…

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2013-12-13 工作論文 工作論文 #165

迴避作為尊重的進化格子

摘要 人們沒有認識到刻板的親屬關係行為對於人類合作的演化具有重要意義。開玩笑的關係透過與現有或近親(表兄弟姊妹、兄弟姊妹的配偶、配偶的兄弟姊妹)的聯繫加強合作。避免透過婚姻聯繫非親屬:公公婆婆和遠房姻親,例如 WiBrWi。後一種行為加強了更廣泛的姻親和各種更遠親網絡的合作。在 34 個採集社會的樣本中,人口密度較低,顯示開玩笑的二人組非常頻繁。它們有助於整合較小規模和密度的社…

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2013-12-02 已發表論文

ncRNA 的類別特異性預測

摘要 Many RNA families, i.e., groups of homologous RNA genes, belong to RNA classes, such as tRNAs, snoRNAs, or microRNAs, that are characterized by common sequence motifs and/or common second…

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2013-11-25 已發表論文

軟贗自旋玻璃

摘要 In an attempt to understand the origin of relaxor ferroelectricity, it is shown that interesting behavior of the onset of non遍歷ity and of precursor nanodomains, found in first principles …

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2013-11-11 工作論文 工作論文 #168

美國眾議院黨派之爭的興起

摘要 政治家和公眾普遍認為,美國國會的黨派之爭達到了歷史最高點,並最終導致 2013 年秋季政府關閉。在這裡,我們使用 1949 年至 2012 年美國眾議院點名投票的資料來檢視美國國會(不)合作的歷史。每年,我們都會關注政黨內部和政黨之間合作的代表對的數量,並表明合作在過去很常見,但現在很少見。我們還表明,儘管存在短期波動、黨派之爭或不合作,美國國會在 60 多年來一直呈指數…

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2013-10-31 工作論文 工作論文 #174

宿主行為驅動的流行病週期

摘要 許多傳染病的發病具有循環性。宿主免疫和人口統計(透過出生率招募易感者)已被證明是麻疹 [1]、百日咳 [2] 和登革熱流行 [3, 4] 週期性的關鍵決定因素。對於誘導強滅菌免疫的疾病,結合人口統計和宿主免疫的模型為觀察到的發病週期提供了簡潔的解釋。然而,並非所有流行病週期都來自病原體誘導的消毒免疫力或由人口統計數據驅動。麻疹和其他兒童微寄生蟲感染的季節性週期是由出生率、…

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2013-10-31 工作論文 工作論文 #173

基於共同隨機性的路口訊息

摘要 自發表開創性論文 [1] 以來,出現了一系列研究 [2 5],旨在定義交集訊息,該資訊量化兩個或多個隨機變數指定目標隨機變數的「相同資訊」的數量。對交叉點資訊進行令人滿意的測量將提供一種原則性的方法來量化協同效應等難以捉摸的概念。在這裡,我們引入了一種基於 Gacs Korner 公共隨機變數的交叉資訊度量,它是第一個滿足令人垂涎的目標單調性屬性的度量。我們的措施並不完善…

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2013-10-31 工作論文 工作論文 #172

齊普夫定律:平衡訊號使用成本與通訊效率

摘要 我們提出了一個模型來解釋不同人類語言發展過程中冪律(例如齊普夫定律)的可靠出現。該模型結合了通訊中的最小努力原則,最大限度地減少了資訊理論通訊效率低下和直接訊號成本的組合。我們證明了對於所有最佳語言,訊號成本分佈和訊號結果分佈之間的一般關係。然後出現了針對對數訊號成本分佈的齊普夫定律,這是由字母或音素構成的單字的預期成本分佈。

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2013-10-31 工作論文 工作論文 #171

情境政策梯度設定中一步預測資訊與外在獎勵的線性組合:批判性分析

摘要 具身人工智慧領域的主要挑戰之一是複雜行為的開放式自主學習。我們的方法是使用獨立於任務、資訊驅動的內在動機來支持任務依賴的學習。這裡介紹的工作是我們研究預測資訊(感測器流的過去和未來的相互資訊)作為內在驅動力的初步步驟,理想地支援任何類型的任務獲取。先前的實驗表明,預測資訊(PI)是支持複雜行為的自主、開放式學習的良好候選者,因為 PI 的最大化對應於對形態和環境依賴的行為…

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2013-10-31 工作論文 工作論文 #170

感覺運動環路的因果結構

摘要 本文討論智能體感覺運動迴路的因果結構。特別令人感興趣的是可以根據現場觀察從以主體為中心的角度識別的因果效應。在這種識別中,智能體的世界模型扮演著核心角色。此外,還考慮了透過感覺運動迴路的各種資訊流,包括因果資訊和關聯資訊。更詳細地討論了傳遞熵和預測資訊。後者的最大化導致實驗案例研究中的協調行為。給出了與形態學計算關係的相應結果。

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2013-10-31 工作論文 工作論文 #169

不同等級識別方法的比較

摘要 複雜系統的層次的特徵在於,它們允許根據該層次固有的概念和數量進行封閉的功能描述。到目前為止,為了使封閉描述的概念變得精確,已經提出了幾個想法。在本文中,我們提出了其中四種方法並研究了它們的相互關係。我們的研究僅限於離散動力系統的情況,其中不同層次透過系統的粗粒度變數和狀態連結起來。

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2013-10-30 已發表論文

腔棘魚轉錄組中的非典型 RNA

摘要 最近報導稱,環狀RNA和明顯反式剪接的RNA是哺乳動物轉錄組資料中豐富的轉錄物類型。這兩種類型的非共線 RNA 在非洲和印尼腔棘魚不同組織的 RNA seq 中也很豐富。我們觀察到超過 8,000 個具有正常基因結構的 lincRNA 以及數千個環化和反式剪接產物,顯示此類非典型 RNA 對轉錄組做出了重大貢獻。令人驚訝的是,大多數環化和反式連接剪接點是非典型形式所獨有的…

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2013-10-29 已發表論文

團體賽環境結構與競技得分優勢

摘要 在大多數職業運動中,比賽場地結構保持中立,因此得分不平衡可能歸因於團隊技能的差異。因此,環境異質性對評分動態或競爭優勢有何影響仍未知。將一種新穎的得分動態生成模型應用於從線上遊戲中抽取的大約 1000 萬場團隊比賽,我們量化了比賽中的結構與其得分動態之間的關係,同時控制了機會的影響。儘管結構存在很大差異,但我們觀察到事件節奏存在著一個共同的三相模式。僅從比賽的結構特徵就可…

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2013-10-28 已發表論文

Circaseptan(每週)戒菸節律注意事項

摘要 第一段:人們對吸菸者考慮戒菸或嘗試戒菸的節奏知之甚少。菸草控制集中於年度事件(例如元旦),但 circaseptan(每週)時間週期也可能存在。例如,中風等許多疾病在星期一更常見。 1 戒菸行為也有每週的節奏嗎? ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2013-10-02 工作論文 工作論文 #175

混沌遺忘與記憶:衡量資訊的創建、銷毀與存儲

摘要 確定性混沌的標誌是它創造訊息-由柯爾莫哥洛夫 西奈度量熵給出的速率。自半個世紀前提出以來,度量熵一直被用作單位量來衡量系統內在的不可預測性。在這裡,我們證明它自然地分解為兩個結構上有意義的組成部分:所創建的資訊的一部分(短暫資訊)被遺忘,一部分(綁定資訊)被記住。綁定資訊是一種新型的內在運算,它與資訊創建有根本的不同:​​它測量活躍資訊儲存的速率。我們證明它可以透過符號動…

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2013-09-17 工作論文 工作論文 #177

大數據在城市的應用

摘要 目前,人們對新的、更廣泛的資料來源為更好地理解和管理城市所創造的可能性抱持著很大的熱情。在這裡,我透過將規劃過程形式化為一般計算問題,探討大數據如何在城市規劃中發揮作用。我表明,在一般條件下,可以按照工程的基本原理應用與城市政策相協調的新資料來源,以實現重要的古老城市問題的新解決方案。我還表明,無論可用數據量有多少,在大城市中,綜合城市規劃在計算上都是難以處理的(即實際上…

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2013-09-17 工作論文 工作論文 #176

精確複雜度:內在計算的光譜分解

摘要 我們為一系列複雜性度量給出了精確的公式,這些度量捕捉了隱藏的非線性過程的組織。算子值函數的譜分解導致封閉式表達式,涉及過程的機器因果狀態動態的混合狀態表示的完整特徵值譜。測量包括相關函數、功率譜、過去未來互資訊、瞬態和同步資訊等等。因此,現在可以對有限隱馬可夫模型和具有生成分區的非線性動力系統的時間組織以及一維繫統(包括自旋系統、元胞自動機和通過混沌晶體學的複雜材料)中的…

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2013-09-10 工作論文 工作論文 #178

隱藏過程的貝葉斯結構推理

摘要 我們引入貝葉斯方法來發現結構複雜過程中的模式。所提出的貝葉斯結構推理(BSI)方法依賴一組候選單線隱馬可夫模型(uHMM)拓撲來從資料系列推斷模型結構。在這裡,我們將重點放在最近開發的拓撲 ε 機的精確枚舉。 (續集隨後消除了拓撲限制。)uHMM 拓撲的這個子集具有額外的好處,即無論估計的轉移機率如何,推斷模型都保證是 ε 機器。 ε 機器和 uHMM 反過來導致了用於估…

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2013-08-01 工作論文 工作論文 #179

量子運算加速的措施

摘要 我們引入強量子加速的概念。我們證明,近似具有 d 個自由度(d 大)的時間無關薛丁格方程式實例的基態能量具有強烈的指數量子加速。它可以在量子計算機上輕鬆解決。離散複雜性理論的一些研究人員認為,量子計算對於特徵值問題並不有效。我們本文的目標之一就是解釋這種不和諧。

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2013-07-27 已發表論文

生活科技最新發展簡介

摘要 Introductory paragraph: When the scientific and technological fruits of artificial life are embodied in technology with real practical use, sometimes the result can properly be called liv…

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2013-07-15 工作論文 工作論文 #180

光譜救贖:稀疏網路集群

摘要 譜演算法是網路中聚類和社群偵測的經典方法。然而,對於稀疏網絡,這些演算法的標準版本並不是最優的,在某些情況下,即使信念傳播等其他演算法可以做到這一點,也完全無法檢測社群。在這裡,我們介紹一類新的譜演算法,該演算法基於圖的有向邊上的非回溯行走。此算子的譜比鄰接矩陣或其他常用矩陣的譜表現得更好,即使在稀疏情況下,也能保持體特徵值和與社區結構相關的特徵值之間的牢固分離。我們表明…

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2013-07-02 已發表論文

摘要 RNA已成為合成生物學中不可或缺的建構材料

摘要 RNA已成為合成生物學中不可或缺的建構材料。 RNA 分子以其可有效計算的二級結構為主導,不僅適合體外和體內選擇,而且適合基於計算的合理設計。雖然構建具有指定基態結構的 RNA 序列的反向折疊問題在近二十年中受到了相當多的關注,但在設計可以在不同的指定構象之間切換的 RNA 方面卻很少做出努力。我們引入了一種用戶友好的工具,用於設計折疊成多個目標結構的 RNA 序列。底層…

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2013-07-02 已發表論文

尋找新的超導體:自旋漲落通往高 T-c 和可能的室溫超導的途徑

摘要 我們提出了一種基於實驗的策略來尋找新的高轉變溫度超導體,該策略基於成熟的自旋漲落磁通向超導,其中超導所需的有吸引力的準粒子相互作用來自於它們與源自材料接近反鐵磁態的動態自旋漲落的耦合。我們展示了經過將近三十年對銅酸鹽的深入實驗和理論研究的結果與對非常相似的非常規重電子超導體家族(115 材料)長達十年的研究中發現的結果相結合所獲得的經驗教訓,如何有助於開展這項研究。我們得…

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2013-06-28 工作論文 工作論文 #181

銀行同業拆借如何放大重疊投資組合傳染:奧地利銀行網路案例研究

摘要 儘管關於銀行間借貸網絡一連串失敗的理論文獻越來越多,但實證結果似乎表明,直接風險暴露網絡並不是金融傳染的主要管道。然而,在本文中,我們表明,由於投資組合重疊,銀行間風險敞口網絡可能會顯著放大傳染。為了說明這一點,我們以奧地利銀行間網路為例,並根據不同的協議對其進行壓力測試。我們特別考慮以下因素造成的傳染:(i) 交易對手損失; (ii) 展期風險; (iii) 重疊的投資…

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2013-06-04 工作論文 工作論文 #183

科特迪瓦的發展、資訊與社會連結性

摘要 事實證明,理解人類社會經濟發展是科學和政策中最困難和最持久的問題之一。最近的發展表明,進步的關鍵在於考慮新資訊的創建過程並將其嵌入到從國家到城市和企業等不同規模的社交網路結構中。我們以網路理論形式化了這些想法,並分析了發展數據(D4D)挑戰賽中有關科特迪瓦行動電話通訊的數據,以顯示初期的社會經濟連結性可能如何構成發展的普遍障礙。我們還提出了一系列進一步測試我們的想法,使用…

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2013-06-04 工作論文 工作論文 #182

隨機市場效率

摘要 (Peters,2011a)表明,槓桿投資的時間平均成長率定義了客觀上最適的槓桿。據推測,這個最佳槓桿率應該接近1,這意味著對市場投資組合進行槓桿化或去槓桿化的簡單策略從長遠來看無法跑贏市場。這對市場可能的隨機特性(我們稱之為「隨機市場效率」)施加了強有力的限制。顯著偏離隨機效率的市場狀況是不穩定的,可能會導致槓桿驅動的泡沫。歷史數據證實了這個假設。這也解決了所謂的「股權…

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2013-05-30 工作論文 工作論文 #185

如何製造合成多細胞計算機

摘要 生物系統以多種尺度執行計算,並以穩健的方式進行。工程隱喻經常被用來為細胞和分子計算網絡建模提供基本原理,並作為其綜合設計的基礎。然而,電子電路和濕計算電路之間的映射的一個主要限制是佈線問題。儘管電子設備中的電線是相同的,但在使用合成生物學設計時它們需要不同。此外,在大多數情況下,設計的分子系統不能進一步重複用於其他功能。一種新的近似方法使我們能夠透過使用合成細胞聯盟來克服…

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2013-05-30 工作論文 工作論文 #184

透過合成多細胞聯盟拓展生物計算領域

摘要 計算是生物實體的固有屬性。它們都收集和處理信息,並以可預測的方式對不確定的外部環境做出反應。這些計算與人工系統執行的計算相似嗎?可以按照標準工程實務建造一台活的計算機嗎?儘管與資訊處理相關的分子網路和用於表示電子電路的接線圖之間存在相似之處,但仍存在重大差異。在設計分子電路以建構新穎的功能時,這種差異尤其重要。其中,一旦電路的複雜性變得比簡單的閘門更大,在細胞內連接分子組…

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2013-05-07 工作論文 工作論文 #191

使用混合主題連結模型的可擴展文字和連結分析

摘要 許多資料集包含有關物件的豐富資訊以及它們之間的成對關係。例如,在網站、科學論文和其他文件的網路中,每個節點都包含由單字集合以及對其他節點的超連結或引用組成的內容。為了對此類資料集進行推理並做出預測和建議,擁有能夠捕獲在每個節點生成文本的過程以及它們之間的連結的模型非常有用。在本文中,我們將主題建模中的經典想法與統計物理界最近開發的混合成員塊模型的變體相結合。所得模型的優點…

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2013-05-07 工作論文 工作論文 #190

張不等式的熵證明

摘要 Chang 引理是加法組合學和布林函數分析中的有用工具。這裡我們用熵給一個基本證明。我們得到的常數是嚴格的,並且在變數高度偏差的情況下我們給出了輕微的改進。

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2013-05-07 工作論文 工作論文 #188

次數校正塊模型的模型選擇

摘要 分析網路的一個中心問題是將它們劃分為模組或社群、集群,這些模組或集群具有統計上同質的彼此或網路其餘部分的連結模式。最好的工具之一是隨機區塊模型,其基本形式對社區或區塊內的所有節點施加泊松度分佈。相反,度數校正塊模型允許塊內度數的異質性。由於這兩個模型類別通常會導致節點在社群中的劃分非常不同,因此我們需要一種自動方法來決定哪個模型更適合給定的圖。我們針對此模型選擇問題提出了…

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2013-05-07 工作論文 工作論文 #189

具有一點隨機性的最優 Epsilon 偏壓集

摘要 F 2^n 的子集是 eps 偏置的,這意味著任何一組位的奇偶校驗是偶數或奇數,機率 eps 接近 1/2,是去隨機化的強大工具。簡單的隨機構造表明存在大小為 O(n/eps^2) 的此類集合,並且已知的確定性構造可實現大小為 O(n/eps^3)、O(n^2/eps^2) 和 O((n/eps^2)^{5/4}) 的集合。我們不是完全去隨機化這些集合以換取使其變大,而是…

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2013-05-07 工作論文 工作論文 #187

隨機滿足性的選擇力量

摘要 我們考慮 k SAT 公式的 Achlioptas 過程。我們建立一個包含 n 個變數和 m 個子句的半隨機公式,其中每個子句都是兩個或多個均勻隨機子句之間在線上做出的選擇。我們的目標是延遲可滿足性/不可滿​​足性轉換,使公式在超出隨機 k SAT 的可滿足性閾值 alpha k 的密度 m/n 下可滿足。我們表明,三個選擇足以提高任何 k = 3 的閾值,並且兩個選擇足…

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2013-05-07 工作論文 工作論文 #186

非阿貝爾群的小偏差集:阿隆-羅伊奇曼定理的去隨機化

摘要 與 Z 2^n 上的 epsilon 偏集類似,我們在非阿貝爾有限群 G 上構造顯式 epsilon 偏集。也就是說,我們找到集合 S 子集 G 使得 Exp {x in S} rho(x) 對於任何非平凡的不可約表示 rho,<= epsilon。等價地,這樣的集合使 G 的凱萊圖成為特徵值 lambda 的擴展器。 <= 厄普西隆。 Alon Roichman 定理表…

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2013-04-26 工作論文 工作論文 #192

論形狀原型在視覺分層模型中的作用

摘要 我們研究了學習的形狀原型在視覺分層神經網路模型的一個有影響力的家族中的作用。這些網路設計的核心是學習形狀的字典,旨在回應輸入中的辨別視覺模式。雖然基於此類學習原型的高級特徵被認為是這些模型中視點不變物件識別的關鍵[1]、[2],但我們表明,透過使用一組簡單的未學習的「形狀無關」特徵可以在不變物件辨識任務上獲得高效能。這種行為對於網路的規模來說是穩健的。這些結果對學習和形狀…

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2013-04-09 工作論文 工作論文 #193

複雜性經濟學:不同的經濟思想框架

摘要 本文為複雜性經濟學提供了一個邏輯架構。複雜性經濟學的基礎是經濟不一定處於均衡狀態:經濟主體(企業、消費者、投資者)不斷改變自己的行動和策略,以回應他們共同創造的結果。這進一步改變了結果,需要他們重新調整。因此,特工生活在這樣一個世界中,他們的信念和策略不斷地在這些信念和策略共同創造的結果或「生態」中接受生存「測試」。過去,經濟學在很大程度上避免了這種非均衡觀點,但如果我們…

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2013-03-13 工作論文 工作論文 #196

具身主體在觀點的測度論描述

摘要 我們考慮代理與世界互動的感覺運動迴路的一般模型。在這裡,我們假設一個特定的因果結構,用馬可夫核來機械地描述。在這個一般性中,我們定義了世界上事件的兩個 σ 代數,它們描述了兩個各自的視角:(1)外部觀察者的視角,(2)主體的內在視角。從外部角度來看,並非世界的所有面向都可供智能體存取。這透過第二個 σ 代數是第一個 σ 代數的子代數這一事實來表達。我們證明,在連續性和緊湊…

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2013-03-13 工作論文 工作論文 #194

神經網路定義的統計模型的最大資訊分歧

摘要 我們回顧了關於 Kullback Leibler 資訊散度最大值的最新結果,這些結果來自神經網路定義的統計模型,包括樸素貝葉斯模型、受限玻爾茲曼機、深度置信網路和各類指數族。我們說明了從簡單的子模型或超級模型開始計算給定模型的最大散度的方法。我們給出了具有有限值單元的深而窄的信念網絡的新結果。

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2013-03-13 工作論文 工作論文 #195

在給定部分觀察的情況下區分貝葉斯網絡中的因果結構

摘要 給定一個觀察到的子集 Y 1 ,. 。 。 , Y k 的固定貝葉斯網絡 G 中的變量,我們的主要結果是滿足 G 的所有概率分佈上廣義互信息 I c (Y 1 ,...,Y k ) = Σ j =1 k H(Y j )/c − H(Y 1 , ...,Y k ) 的緊界。我們的界取決於網路中節點的祖先結構。正如我們從數值實驗中所顯示的,它使得區分機率分佈的不同因果模型成為…

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2013-03-06 工作論文 工作論文 #197

城市的問題是什麼

摘要 本文的標題逐字取自簡‧雅各布斯 (Jane Jacobs) 在她頗具影響力的著作《美國大城市的死與生》(1) 中提出的挑戰。我的主要目標是利用自簡·雅各布(Jane Jacob)發表以來 50 多年的研究成果,特別是從城市作為複雜系統的新興科學的新見解的角度來回答該問題。我表明,我們在過去十年中取得了重大進展,並且一門可以在從物理學和生物學到社會心理學和社會學的所有城市學…

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2013-03-01 已發表論文

行星波的準共振放大和最近北半球的極端天氣

摘要 近年來,北半球遭受了幾次毀滅性的區域性夏季極端天氣,例如2003年的歐洲熱浪、2010年俄羅斯的熱浪和巴基斯坦的印度河洪水以及2011年美國的熱浪。在此,我們提出了一種在北半球中緯度地區產生持久的縱向行星尺度高振幅大氣環流模式的共同機制。這些模式(緯向波數 m = 6、7 或 8)是上述極端情況的特徵。我們表明,這些模式可能是由於中緯度波導中緯向波數 k 接近 m 的自由…

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2013-02-15 工作論文 工作論文 #198

解釋分層網絡的個別分類

摘要 眾所周知,分層網路可以在困難的機器學習任務上實現高分類精度。對於許多應用程式來說,清楚地解釋為什麼以某種方式對資料進行分類與分類本身一樣重要。然而,層次網絡的複雜性使得它們不適合現有的解釋方法。我們提出了一種新方法,即貢獻傳播,它給出了經過訓練的網路分類的每個實例的解釋。我們為所提出的方法提供了理論基礎,並根據經驗評估了其正確性。最後,我們使用由此產生的解釋來揭示網路的意…

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2013-02-08 工作論文 工作論文 #200

摘要 具身智能領域強調形態和環境對於認知系統行為的重要性

摘要 具身智能領域強調形態和環境對於認知系統行為的重要性。形態學對行為的貢獻,通常稱為形態學計算,在這個社區中得到了廣泛的認可。我們相信,該領域將受益於此概念的形式化,因為我們想問形態和環境對具體主體的行為有多大貢獻,或者俱體主體如何在其環境中最大限度地利用其形態。在這項工作中,我們推導出測量形態計算的兩個概念,並討論它們與資訊瓶頸方法的關係。第一個概念詢問世界對整體行為的貢獻…

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2013-02-08 工作論文 工作論文 #199

資訊驅動的複雜機器人行為的自組織

摘要 資訊理論是表達驅動自主系統原理的強大工具,因為它具有領域不變性並且允許直觀的解釋。本文研究了使用感覺運動過程的預測資訊(PI)(也稱為過剩熵或有效測量複雜性)作為產生行為的驅動力。我們研究非線性和非平穩系統,並引入時間局部預測資訊(TiPI),它使我們能夠得出精確的結果以及動態系統框架中控制器參數的明確更新規則。透過這種方式,在行為層面上所發展的資訊原理被轉化為突觸的動態…

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2013-01-28 工作論文 工作論文 #203

城市規模的假設:形式化、影響力與挑戰

摘要 人們強烈期望不同時間、不同文化和不同發展程度的城市在形式和功能上有許多共同點。最近,試圖用數學形式化這些期望的嘗試導致了城市規模的假設,即所有城市的某些屬性平均而言會隨著其規模以可預測的規模不變的方式發生變化。這些尺度關係的出現取決於城市作為社會網絡的一些一般屬性,在空間和時間上同處一地,可以想像,這些屬性適用於廣泛的人類住區。在這裡,我們討論城市規模假設的現有證據、一些…

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2013-01-28 工作論文 工作論文 #202

專制下的文化製度持續性、國際貿易與要素流動

摘要 我們討論了兩個看似不相關的經驗異常:即使在從事廣泛貿易的國家和地區之間,影響生產和分配的文化和製度差異在歷史上仍然存在顯著的持續性,以及基於要素禀賦或技術差異預測國際專業化和貿易的標準模型的缺陷。我們對文化(影響個人行為的偏好分佈)和製度(雇主和僱員之間的合約分配)的內生演化進行了建模,結果表明,在其他方面相同的經濟體中,不同的文化製度慣例可以長期存在。文化製度慣例之間的…

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2013-01-28 工作論文 工作論文 #201

劣等文化製度習俗的持續存在

摘要 我們的文化製度持久性和創新理論是基於個體社會規範和契約的不協調更新,因此文化和製度共同演化。我們解釋了為什麼帕累托主導的文化製度配置可能會持續很長一段時間,以及轉變是如何發生的。與精英將劣等製度或文化作為自利分配策略強加的模型不同,在我們的模型中,精英權力的行使在持久性或創新中不起任何作用,並且轉型是內生髮生的。我們表明,帕累托主導的結構越劣質,人口越理性和個人主義,持久…

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2013-01-17 工作論文 工作論文 #204

前西班牙時期中部墨西哥的城市規模

摘要 儘管城市日益成為全世界人類社會的基本社會經濟單位,但關於城市形態和功能的統一量化框架尚未建立。作為朝這個方向邁出的一步,我們分析了墨西哥前西班牙盆地的定居數據,以表明該系統顯示出類似於現代城市觀察到的空間尺度特性。我們的數據來自大約 1400 個定居點,這些定居點被佔領了兩千年,跨越了四個主要文化時期,其特徵是不同程度的政治集權和社會經濟發展。我們發現,在每個時期,總聚落…

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2013 已發表論文

Dicer 處理的小 RNA:規則和例外

摘要 Dicer 將規範的 microRNA 從其髮夾狀前體切除。為了找到該規則可能的例外情況並確定 Dicer 處理的其他底物,我們重新評估了 Friedlander 等人最初發表的 MCF 7 細胞中 Dicer 敲低實驗的小 RNA 定序數據。 [Friedlander 等人,2012,核酸研究 40:3752]。雖然眾所周知的非 Dicer mir 451 在這些實驗中…

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2013 已發表論文

圖之間的關係

摘要 給定兩個圖 G = (V G,V E G) 和 H = (V H, E H),我們詢問在什麼條件下存在 V G x V H 的關係 R 子集,在給定圖 G 的結構的情況下產生 H 的邊。這種構造可以看作是多同態的一種形式。它概括了圖的滿射同態,並自然地​​引出了圖的 R retractions、R core 和 R cocore 的概念。圖的 R core 和 R coc…

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2013 已發表論文

摘要 參與式感測應用依賴個人共享個人資料來產生聚合模型和知識

摘要 參與式感測應用依賴個人共享個人資料來產生聚合模型和知識。在這種情況下,隱私問題可能會阻礙新應用程式的廣泛採用。我們提出了一種基於連續和多元分類資料的負面調查的隱私保護參與感知方案。在不依賴加密的情況下,我們的演算法以能源和計算高效的方式增強了感測資料的隱私性。 Android 智慧型手機上的模擬和實作說明如何以有用且增強隱私的方式聚合多維資料。 ※ 此為已發表論文,全文需…

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2013 已發表論文

夸克的故事

摘要 本次公開講座於2013年3月5日在新加坡國立大學舉行。該講座由新加坡國立大學高級研究院主辦,是傑出公開講座系列的一部分。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2013 已發表論文

摘要 alancing selection is a special case of frequency

摘要 alancing selection is a special case of frequency dependent selection that is known to be the major force for the maintenance of 生物多樣性 and polymorphism in natural 族群s. In finite 族群s, 遺傳漂變…

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2013 已發表論文

摘要 出版商摘要:潤滑良好的機器:微觀和宏觀自組裝油滴結構是藥物輸送的可行技術以及自我複製材料的合理模型

摘要 出版商摘要:潤滑良好的機器:微觀和宏觀自組裝油滴結構是藥物輸送的可行技術以及自我複製材料的合理模型。當遠離平衡時,液滴系統會變得動態並影響其自身的生長和分裂。融合和分裂共同展示了液滴複製循環。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2013 已發表論文

摘要 我們考慮存在市場影響的情況下的投資組合最佳化問題,並得出最優的清算策略

摘要 我們考慮存在市場影響的情況下的投資組合最佳化問題,並得出最優的清算策略。我們詳細討論了在線性市場影響的情況下尋找預期缺口(ES)下的最優投資組合的問題。我們表明,一旦考慮到市場影響,通常優化問題的正則化版本自然會出現。我們描述了在大投資組合規模的限制下最優清算策略的典型行為,並展示了市場影響如何消除這種情況下 ES 的不穩定性。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2013 已發表論文

性別在學術著作中的作用

摘要 Gender disparities appear to be decreasing in academia according to a number of metrics, such as grant funding, hiring, acceptance at scholarly journals, and productivity, and it might be…

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2013 已發表論文

透過合作性檢測改進厄爾尼諾預報

摘要 Although anomalous episodic warming of the eastern equatorial Pacific, dubbed El Nino by Peruvian fishermen, has major (and occasionally devastating) impacts around the globe, robust fore…

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2013 已發表論文

摘要 Influenza A (H3N2) offers a well studied, yet not

摘要 Influenza A (H3N2) offers a well studied, yet not fully understood, 疾病 in terms of the interactions between pathogen 族群 dynamics, 流行病學 and 遺傳s. A major open question is why the 病毒 族群 is g…

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2013 已發表論文

量化形態計算

摘要 The field of embodied intelligence emphasises the importance of the morphology and environment with respect to the behaviour of a 認知 system. The contribution of the morphology to the beha…

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2013 已發表論文

摘要 先前的一篇論文詳細介紹了一種新穎的演算法,epsilon 機器光譜重建理論 (epsilon MS

摘要 先前的一篇論文詳細介紹了一種新穎的演算法,epsilon 機器光譜重建理論 (epsilon MSR),直接從 X 射線衍射圖案推斷平面斷層、密堆積結構中的圖案和無序性 [Varn 等人,2017]。 (2013)。阿克塔水晶。 A69,197 206]。此處,epsilon MSR 應用於四個密堆積晶體的模擬繞射圖案。發現,對於記憶體長度為3或更少的堆疊結構,epsil…

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2012-12-28 已發表論文

調節轉錄終止的合成核糖開關的從頭設計

摘要 核糖開關是調節性 RNA 元件,通常位於某些 mRNA 的 5' 非翻譯區,並在轉錄或翻譯層級上控制基因表現。這些元件由感測器和相鄰的執行器域組成。感測器通常是與配體特異性相互作用的適體。致動器包含分別用於轉錄或翻譯調控的內在終止子或核醣體結合位點。配體結合導致核糖開關的結構重排並導致這些調節元件的呈現或掩蔽。基於這種模組化組織,核糖開關是建構基因表現合成調控系統的理想標…

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2012-12-19 工作論文 工作論文 #205

科技創新的演化生態學

摘要 在過去的兩個世紀裡,許多作者將技術進化與生物進化進行了比較。作為涉及經濟、歷史和社會組成部分的創新的平行實驗,文物定義了一個不斷演變的屬性宇宙,展示了多樣化和滅絕的事件。在這裡,我們批判性地回顧了先前比較這兩種演化類型的工作。與生物進化一樣,技術進化是由變異和選擇的遺傳所驅動的,包括修補、融合和偶然性。同時,也存在本質差異,使得這兩種類型的演化截然不同。目前的具體例子說明…

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2012-11-05 工作論文 工作論文 #207

穩健性、疏導功能與系統設計

摘要 我們研究馬可夫核的穩健性概念,它描述了一個由多個輸入隨機變數和一個輸出隨機變數組成的系統。魯棒性要求如果一個或多個輸入變數被剔除,系統的行為不會改變。如果系統需要對太多的敲除具有穩健性,那麼輸出變數就無法可靠地區分輸入狀態,並且必須獨立於輸入。我們研究輸出變數可以區分多少個輸入狀態,作為所需穩健性​​水準的函數。吉布斯勢允許對系統敲除後的行為進行機械描述。穩健性對這些潛力…

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2012-11-05 工作論文 工作論文 #206

資訊幾何與充分統計

摘要 資訊幾何為統計模型族提供了一種幾何方法。關鍵的幾何結構是 Fisher 二次形式和 Amari Chentsov 張量。在統計學中,充分統計量的概念表達了從一種模型傳遞到另一種模型而不丟失資訊的標準。這就引出了這樣一個問題:在如此充分的統計數據下,幾何結構如何表現。虽然这在有限样本大小的情况下得到了很好的研究,但在无限的情况下,我们遇到了有关适当拓扑的技术问题。在這裡,我…

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2012-11-01 工作論文 工作論文 #208

電腦宏觀進化:尺度、約束與共性

摘要 大規模演化涉及跨越多個尺度的多層複雜性,從基因和生物體到整個生態系統。在本文中,我們回顧了涉及人工有機體、群落或生態系統宏觀演化的幾種模型,強調了它們在擴展現代綜合方面的重要性和潛在作用。之後,我們總結了從人工進化生態系統模型中獲得的關鍵結果,其中個體被定義為物理模擬世界中的實體實體,他們可以進化出不同的特徵並利用多種資源。從具有相同基因型的單細胞存在的初始狀態開始,該系…

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2012-10-30 已發表論文

摘要 Background: A modest change in HIV 1 fitness can

摘要 Background: A modest change in HIV 1 fitness can have a significant impact on viral quasi物種 演化 and viral pathogenesis, 傳播 and 疾病 progression. To determine the impact of 免疫 escape 突變s sele…

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2012-10-25 工作論文 工作論文 #210

投資組合重疊導致的金融傳染的穩定性分析

摘要 人們普遍認為,共同資產持有是最近金融危機蔓延的主要載體。我們開發了一種網路方法來放大由於重疊投資組合和槓桿的組合而導致的金融傳染,並且我們展示瞭如何從廣義分支過程的角度來理解它。透過研究程式化模型,我們根據槓桿、市場擁擠、多元化和市場影響等參數來估計可能發生系統性不穩定的情況。儘管多元化可能對個別機構有利,但它可能會產生危險的系統性影響,因此,過度多元化會使金融傳染變得更…

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2012-10-25 工作論文 工作論文 #209

沒有免費午餐定理的真正含義是什麼;如何改進搜尋演算法

摘要 NFL 定理激發了許多後續工作,根據 Google Scholar 的數據,截至 2012 年春季,僅 [12] 的引用就超過 2500 次。然而,可以說大部分研究都忽略了這些定理最重要的意義。如[12]所述,NFL 定理對於搜尋的首要重要性在於它們告訴我們「在施加特定上下文的機率分佈的『肉體』和一組最佳化問題之前,優化理論的基礎數學『骨架』」。因此,特別是,雖然如果人們…

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2012-09-27 工作論文 工作論文 #211

二維連續滲流閾值

摘要 已使用多種方法來計算滲透閾值。在晶格滲流中,這些方法中最強大的方法包括使用並尋找演算法的微正則模擬來有效地確定連接的簇,以及(在二維中)使用共形場論中的精確值來確定相變時環面上存在各種包裹簇的機率。我們將這種方法應用於連續模型中的滲透,找到具有實值位置和方向的物件之間的重疊。特別是,我們發現了二維圓盤、正方形、旋轉正方形和旋轉棒的滲流躍遷的新值,並確認這些躍遷的行為符合共…

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2012-09-26 已發表論文

摘要 在訂單驅動的市場中交易大量金融資產需要使用演算法執行將交易量劃分為許多交易,以最大限度地減少市場影

摘要 在訂單驅動的市場中交易大量金融資產需要使用演算法執行將交易量劃分為許多交易,以最大限度地減少市場影響造成的成本。最佳執行策略的正確設計在很大程度上取決於對市場影響的仔細建模,即價格對交易的反應。在本文中,我們考慮最近引入的市場影響模型(Bouchaud 等人 2004 Quant. Finance, 4 176 90),該模型具有描述交易引起的價格變化的數量和時間依賴性的…

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2012-09-24 工作論文 工作論文 #213

資訊寬度:第二定律增加複雜性的一種方式

摘要 許多系統似乎會及時增加其“複雜性”,然後在達到後穩健地保持高複雜性[15,5,22,35]。為了研究這種現象,有必要將「複雜性」形式化。在這裡,我以最近的工作為基礎,認為系統的複雜性應該被形式化為在該系統的不同規模和/或不同位置上展示的模式之間有多少差異。我將模式的這種變化(這種類型的複雜性)量化為模式之間的 Jensen Shannon (JS) 散度。接下來,我建構了…

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2012-09-24 工作論文 工作論文 #212

城市規模化的起源

摘要 城市也許是人類社會性的終極表達,它同時展現了人類最偉大的成就和一些最困難的挑戰。儘管城市在人類社會中的重要性日益增加,但我們科學地理解城市並在實踐中管理城市的能力仍然有限。任何研究城市的科學方法的最大困難都源於城市的許多相互依存的方面,如社會、經濟、基礎設施和空間複雜系統,這些系統在巨大的尺度上以相似但不斷變化的形式存在。在這裡,我將展示城市如何按照一組在當地運作的基本原…

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2012-08-24 工作論文 工作論文 #214

跑步、恐慌和泡沫:戴蒙德·戴布維格和莫里斯·辛的重新考慮

摘要 Diamond 和 Dybvig 的基本雙非合作平衡點模型與 Morris 和 Shin 利用外部噪音的可能性來選擇唯一平衡點的工作一起被考慮。這兩種方法本質上都是非動態的。我們添加了來自演化博弈論的明確複製動態,以提供包含這兩個模型並包含兩者取決於參數設定的結果的敏感度分析。

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2012-08-23 已發表論文

摘要 A precise molecular identification of transmitted

摘要 A precise molecular identification of transmitted hepatitis C 病毒 (HCV) 基因組s could illuminate key aspects of 傳播 biology, immunopathogenesis and natural history. We used single 基因組 sequenci…

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2012-08-22 工作論文 工作論文 #215

社會生態系中的交替穩定狀態

摘要 生態系統可能會對壓力或擾動產生非線性響應。因此,可能存在多個穩定的國家或政權。目前尚不清楚交替機制是否也出現在耦合的社會生態系統中,其中自然過程和社會過程之間可能存在複雜的回饋。為了找到答案,我們調查了峇裡島農民對稻田的管理,其中生態過程對集體行動的時間和空間規模施加了限制。我們調查了峇裡島一條河沿岸的八個傳統社區灌溉系統 (subak) 對環境和社會條件的反應,以檢驗年…

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2012-08-07 已發表論文

物理學與生物學的交匯之處

摘要 作為本期物理和生物學特刊的一部分,我們邀請了幾位連接這些學科的頂尖專家,就每個領域的相互貢獻以及跨物理和生物學工作的好處和挑戰發表看法:華萊士·馬歇爾提供的介紹。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2012-07-26 工作論文 工作論文 #216

新陳代謝的組成與演化邏輯

摘要 新陳代謝建立在有機化學的基礎上,並採用多種尺度的結構和相互作用。儘管有這些複雜性來源,新陳代謝也以模組化和層次結構的形式表現出驚人和強大的規律性,這可以用相對較少的組成原則來緊湊地描述。這些規律性使得代謝結構可以作為一個系統來理解,也暗示了該系統各層存在的順序。此外,新陳代謝也作為其他層次結構的基礎層,至少達到細胞整合的水平,包括生物能量學和分子複製以及營養生態學。在新陳…

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2012-07-17 工作論文 工作論文 #219

空間群體的固視共存轉變

摘要 平衡選擇是頻率依賴選擇的特殊情況,已知它是維持自然族群生物多樣性和多態性的主要力量。在有限的族群中,遺傳漂變最終會導致族群固定,損害生物多樣性。選擇和遺傳漂變之間的相互作用在空間延伸的族群中更加豐富,即使在無限大系統的限制下,個體的局部密度也可能很低。我們考慮了個體局部密度非常低(強遺傳漂變)的限制,這可以透過修改後的選民模型得到很好的體現。我們透過分析證明了在一維繫統中…

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2012-07-17 工作論文 工作論文 #218

新墨西哥州聖馬科斯普韋布洛的貝葉斯機率密度分析和人口歷史

摘要 考古學家面臨的常見情況是,研究人員想要估計一個遺址在其占領過程中的常住人口,但所要做的只是其建築足跡的總體規模以及在地表發現的各種類型陶器的清單。在本文中,我開發了一種方法來估計此類情況下考古遺址的人口歷史,並根據聖馬科斯普韋布洛的數據測試該模型,聖馬科斯普韋布洛是新墨西哥州中北部加利斯特奧盆地的普韋布洛祖先定居點。結果表明,貝葉斯機率密度分析對於重建考古遺址的人口歷史具…

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2012-07-17 工作論文 工作論文 #217

預測技術進步的統計基礎

摘要 工程師、政策制定者和私人投資者對預測技術進步非常感興趣。人們提出了幾種模型來預測技術進步,但這些模型的表現如何? Theodore Wright 在 1936 年提出的一個早期假設是,成本隨著累積生產的冪律而下降。另一種假設是摩爾定律,它可以概括為技術隨著時間呈指數級增長。戈達德、辛克萊等人和諾德豪斯提出了其他替代方案。這些假設先前並未經過嚴格檢驗。我們使用一個關於 62…

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2012-06-06 工作論文 工作論文 #220

公共事業的融資

摘要 在人力資本和其他物質資本的時間結構不匹配的情況下,研究了資本存量與重疊世代的相互作用。我們考慮以黃金或法定貨幣作為外部貨幣的經濟體,並考慮資本存量融資中出現的融資問題。基礎物理結構的複雜性加上對效率和公平的關注有助於確定金融結構。

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2012-05-31 工作論文 工作論文 #221

演化 on “Realistic” 適應度景觀s

摘要 無性複製實體群體中透過突變和選擇進行的演化透過源自複製化學動力學的常微分方程 (ODE) 進行建模。突變選擇方程式的解根據值矩陣 W = Q.F 的特徵向量獲得,其中 Q 是突變頻率矩陣,F 是適應值對角線矩陣。族群的穩態突變體分佈由 W 的最大特徵向量(稱為準種 Y)給出。在不存在中性的情況下,單一變體(主序列 Xm)以最高濃度存在。突變體的平穩頻率由它們與主突變體的漢…

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2012-05-22 工作論文 工作論文 #222

在無盡的形式之前:從單細胞到聚集體再到生態系統工程的轉變的具體模型

摘要 複雜多細胞系統的出現及其相關的發育程序是演化生物學的主要問題之一。合作相對於個體的優勢似乎眾所周知,但尚不清楚單細胞生命形式的複雜性如何增加。目前的多細胞系統顯示出複雜的細胞間通訊機制,通常與身體尺寸或組織穩態的大規模控制有關。有些單細胞生命形式較簡單,涉及以類似組織的方式合作的細胞群,就像生物膜一樣。然而,在真正的基因調控相互作用廣泛傳播並允許細胞表型發生受控變化之前,…

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2012-05-03 工作論文 工作論文 #223

影響調整後的估值和槓桿的重要性

摘要 以當前交易價格按市值計價的做法存在嚴重缺陷。在槓桿作用下,問題尤其嚴重:由於市場影響呈現凹形,賣出總是先導致預期槓桿增加。有一個臨界槓桿,超過這個槓桿就不可能退出投資組合,除非槓桿達到無窮大,否則可能會破產。標準風險管理方法不會對此問題發出警告,而在流動性不足的市場中,激進的槓桿頭寸很容易出現這種情況。我們根據清算的估計市場影響提出了一種替代會計程序,消除了利潤的幻覺。這…

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2012-03-08 工作論文 工作論文 #224

有限自相似網路中的動力學和處理

摘要 生物網路的一個共同特徵是自相似的幾何特性。分子調控網絡到循環系統、神經系統、社會系統和生態營養網絡,在多個尺度上表現出自相似的連結性。我們分析了此類拓撲的不同類別中的拓撲和訊號之間的關係。我們發現網路在網路中任意節點之間包含或傳播訊號的能力有所不同,這取決於它們是否具有分支或類似循環的特徵。網路對噪音的響應方式也有所不同,因此網路在高噪音下可以實現更大的集成,而在低噪音下…

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2012-02-24 已發表論文

摘要 我們表明,當溫度介於原子玻色愛因斯坦凝聚體出現的玻色氣體臨界溫度和超流性開始的溫度之間時,稀玻色氣

摘要 我們表明,當溫度介於原子玻色愛因斯坦凝聚體出現的玻色氣體臨界溫度和超流性開始的溫度之間時,稀玻色氣體中預計會出現複合場(矽藻)戈德斯通態。超流性的存在與系統中 U(1) 電荷二矽藻凝聚體的存在有關。透過將理論的全局U(1)對稱性提升為規範對稱性,我們發現透過安德森 希格斯機制產生的規範粒子的質量透過邁斯納效應與超流體密度相關,而超流體密度與玻色系統中反常密度的平方相關。 …

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2012-02-17 工作論文 工作論文 #225

摘要 本文將臨界點正式定義為系統當前狀態和未來狀態之間的不連續性,並根據未來狀態機率分佈的變化引入了系統

摘要 本文將臨界點正式定義為系統當前狀態和未來狀態之間的不連續性,並根據未來狀態機率分佈的變化引入了系統何時發生臨界點的候選度量。我們對社交情境相關的提示類型進行了兩個分類區分:第一個區分直接提示和情境提示。當變數值的逐漸變化導致同一變數將來出現較大的(即不連續的)跳躍時,就會出現直接提示。當一個變數值的逐漸變化導致其他感興趣的變數不連續跳躍時,就會出現上下文提示。我們認為,雖…

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2012-02-03 工作論文 工作論文 #226

城市規模統計及其與齊普夫定律的聯繫

摘要 描述城市不同屬性隨人口規模平均變化的城市規模關係最近已被證明是世界各地許多城市系統的一般定量屬性。然而,在先前的研究中,城市指標的統計數據並未得到詳細分析,這引發了關於城市屬性的全面表徵以及尺度關係如何在這些更大的背景下出現的重要問題。在這裡,我們建立了一個自洽的統計框架,該框架描述了整個城市系統中城市指標和城市人口規模的聯合機率分佈。為了憑經驗發展這個框架,我們使用了現…

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2012-02-01 已發表論文

摘要 我們引入了一系列尺寸不變的類萊布尼茨金字塔和 (d + 1) 維超金字塔 (d = 1, 2, 3

摘要 我們引入了一系列尺寸不變的類萊布尼茨金字塔和 (d + 1) 維超金字塔 (d = 1, 2, 3, ... ),其中 d = 1 對應於三角形,d = 2 對應於(四面體)金字塔,依此類推。對於 d 的所有值,它們的特徵是參數 nu 0,其值決定了 N (d + 1) 值隨機變量之間的相關程度(d = 1 對應二元變量,d = 2 對應三元變量,依此類推)。有 (d +…

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2012-01-25 已發表論文

將方形包裝成環面

摘要 The densest packings of N unit squares in a torus are studied using analytical methods as well as simulated annealing. A rich array of dense packing solutions are found: density one packi…

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2012-01-12 已發表論文

摘要 我們研究大型多人線上遊戲中玩家的行為動作序列

摘要 我們研究大型多人線上遊戲中玩家的行為動作序列。在虛擬生活中,玩家使用八個基本動作來互動。這些行為包括溝通、貿易、建立或破壞友誼和敵意、攻擊和懲罰。我們根據先前採取和收到的行動來衡量這些行動的機率,並發現在收到負面行動後,負面行為立即急劇增加。同樣,積極的行為會透過接受積極的行動而得到加強。我們觀察到通訊序列中存在反持久性的趨勢。將行為分為正面(好)和負面(壞),使我們能夠…

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2012 已發表論文

消費者搜尋空間的維度驅動營養互動強度

摘要 營養級 interactions govern biomass fluxes in ecosystems, and stability in 食物網s. Knowledge of how 營養級 interaction strengths are affected by differences among habitats is crucial for understan…

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2012 已發表論文

超圖的笛卡兒積

摘要 我們證明,每個簡單的(弱)連接的、可能有向的和無限的超圖都具有相對於(弱)笛卡爾積的唯一素因子分解,即使它具有無限多個因子。這將圖和無向超圖的先前結果概括為有向和無限超圖。該證明採用了 Imrich 和 Zerovnik 針對圖的情況概述的策略,並引入了無對角網格的概念,作為在圖的情況下發揮關鍵作用的無弦 4 週期的替代。這導致了關係的泛化?在弧集上,其凸包與素因數分解的…

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2012 已發表論文

凡勃倫效應、政治代表性和 20 世紀工作時間的減少

摘要 我們將20世紀工作時間大幅減少的原因解釋為僱員對高收入者「炫耀性消費」的「金錢競爭」以及勞資雙方在工作時間問題上存在利益衝突的政治權力平衡的共同影響。我們提出了一種結合凡勃倫效應的新勞動紀律模型,其中工作時間由雇主決定並受完整合約的約束,但員工的工作量則不然。我們表明,雖然凡勃倫效應增加了員工尋求的工作時間,但追求利潤最大化的雇主選擇的工作時間可能會超出員工的偏好,然後員…

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2012 已發表論文

摘要 合成生物學 (SB) 為設計能夠執行預先定義功能的複雜分子電路提供了獨特的機會

摘要 合成生物學 (SB) 為設計能夠執行預先定義功能的複雜分子電路提供了獨特的機會。但由於電路的不可預測性、部件不相容或隨機波動,實現可重複使用分子組件的靈活工具箱的目標已被證明是有限的。其中許多問題都是由分子電路工程帶來的挑戰引起的:通常很難在一個單元內可靠地實現多條導線,並且由此產生的系統無法在其他模組中重複使用。這些問題透過單細胞設備的非標準方法得到解決,使用細胞聯盟並…

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2012 已發表論文

摘要 倫施規則指出,兩性體型二態性的程度往往隨著體型的增加而增加,該規則在大型草食哺乳動物的三個譜系中獨

摘要 倫施規則指出,兩性體型二態性的程度往往隨著體型的增加而增加,該規則在大型草食哺乳動物的三個譜系中獨立進化:牛科動物(羚羊)、鹿科動物(鹿)和巨足動物(袋鼠)。這種模式可以透過結合異速生長、生活史理論和能量學的模型來解釋。主要特徵是,雌性群體的規模隨著體型的增加而增加,而雄性在性選擇下進化到足以控制這些雌性群體。該模型預測了身體大小和雌性群體大小、雄性和雌性首次繁殖年齡、死…

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2012 已發表論文

透過非阿貝爾行列式逼近恆常

摘要 Since the celebrated work of Jerrum, Sinclair, and Vigoda [J. ACM, 51 (2004), pp. 671 697], we have known that the permanent of a matrix with entries in {0, 1} can be approximated in rand…

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2012 已發表論文

LocARNA-P:準確的邊界預測和改進的結構 RNA 檢測

摘要 目前的非編碼 RNA (ncRNA) 基因組篩選預測了大量含有潛在結構 ncRNA 的基因組區域。這些數據的分析需要高度準確地預測 ncRNA 邊界,並從弱預測中區分出有希望的候選 ncRNA。現有方法難以實現這些目標,因為它們依賴基於序列的多重序列比對,這種比對經常使 RNA 結構錯位,因此不支持結構相似性的識別。為了克服這個限制,我們根據序列和結構相似性計算比對的列向…

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2012 已發表論文

摘要 我們統一了兩種長記憶福克 普朗克機制

摘要 我們統一了兩種長記憶福克 普朗克機制。方程式偏導數 p(x,t)/偏導數 t = 偏導數/偏導數 x[F(x)p(x,t)] + 1/2D 偏導數(2)/偏導數 x(2)[phi(x, p)p(x, t)] (D 是 R 的一個元素;F(x) = n)p(x, t)] (D 是 R 的一個元素;F(x) = x, p)p(x, t)] (D 是 R 的一個元素;F(x) …

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2012 已發表論文

槓桿導致厚尾和聚集波動

摘要 我們建立了一個帶有追加保證金的槓桿資產購買的簡單模型。投資基金使用的可能是最基本的財務策略,稱為“價值投資”,即係統地嘗試購買定價過低的資產。當資金不借貸時,資產的價格波動近似呈常態分佈,且隨時間不相關。當資金被允許槓桿化(即從銀行借款)時,這種情況就會發生變化,這使得它們能夠購買比其財富允許的更多的資產。在經濟繁榮時期,使用更多槓桿的基金可以獲得更高的利潤,從而增加其財…

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2012 已發表論文

染色質測量揭示了合成和衰變對穩態 mRNA 水平的貢獻

摘要 真核生物中的信使RNA水平由多個連續的調控過程控制,這些調控過程可分為兩層:染色體層級的初級轉錄調控和mRNA的次級、共轉錄和轉錄後調控。為了確定這些層對穩態 RNA 水平的單獨貢獻,需要單獨定量。使用小鼠作為模型生物體,我們表明染色質特徵足以模擬 RNA 水平,但在分裂細胞和有絲分裂後細胞中具有不同的敏感性。在這兩種情況下,染色質衍生的轉錄率可以解釋 80% 以上所觀察…

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2012 已發表論文

鎢金屬顆粒尺寸對熔融合金熔體溶解度的影響:奈米複合材料中吉布斯-湯姆遜效應的實驗觀察

摘要 我們研究了高溫(1673 K)下鎢顆粒尺寸對熔融 Hf 基合金熔體中均勻分散的 W 顆粒的熱穩定性和反應性的影響。半徑小於100 nm的顆粒的溶解度顯著增強。對於直徑 20 nm 的細 W 顆粒,與粗微米級顆粒相比,其溶解度顯著增加約 700%。討論了顆粒動態生長的機制和動力學,以及透過快速凝固獲得顆粒增強複合材料的冷凍微觀結構的技術。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊…

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2012 已發表論文

分發大流行性流感疫苗的地理優先順序

摘要 大流行性流感是一個國際公共衛生議題。鑑於H5N1禽流感的持續威脅以及最近爆發的A/H1N1豬流感疫情,全球公共衛生機構正在不斷修改其防範計畫。 2009 年的 A/H1N1 大流行表明,不同年齡層和地點之間的流感活動和嚴重程度可能存在很大差異,有效流感疫苗的分發可能會顯著延遲和錯開。因此,大流行性流感疫苗的分配政策應根據社區的人口和空間結構進行調整。在這裡,我們介紹了疫苗…

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2012 已發表論文

修正路徑依賴

摘要 在本文中,我們定義了一類經過修改的路徑相關流程並描述了它們的基本屬性。如果目前結果可以修正過去結果的值,則過程表現出修正路徑依賴。修訂可能是對該結果的改變或重新解釋。我們首先定義一個修正的路徑依賴過程,稱為累積過程:在每個時期,隨機選擇的過去結果會改變以符合當前結果,並顯示它收斂到相同的結果。然後,我們建立一類通用模型,其中包括伯努利過程、波利亞過程和累積過程作為特例。對…

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2012 已發表論文

摘要 我們實證研究倫敦證券交易所電子帳內部分和經銷商帳外部分的交易活動,分別調查活躍市場成員和其他非成員

摘要 我們實證研究倫敦證券交易所電子帳內部分和經銷商帳外部分的交易活動,分別調查活躍市場成員和其他非成員市場參與者的交易。我們發現:(i)帳外交易量分佈比帳內交易量分佈具有顯著的肥尾;(ii)會員和非會員群體可以根據其交易狀況進行分類;(iii)市場會員因帳內市場交易引起的日常庫存變化與因帳外市場與非會員交易引起的庫存變化之間存在很強的反相關性;(iv)非會員性訂單中非會員符號…

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2012 已發表論文

串聯 5'-胺去保護/3'-咪唑活化磷酸酯偶聯反應中的光觸發 DNA 氨基磷酸酯連接

摘要 我們報告了 N 甲基吡啶鎓氨基甲酸酯保護基的製備和用途,用於光觸發非酶 DNA 氨基磷酸酯連接反應。透過與 N 甲基 4 吡啶鎓羰基咪唑三氟甲磺酸酯保護基前驅物反應,在水溶液中實現修飾 13 聚體寡核苷酸的選擇性 5' 氨基保護。使用可見光光解和抗壞血酸作為犧牲電子供體,透過光誘導電子轉移從 Ru(bpy)(3)(2+) 進行 R 去保護。光觸發的 5' 氨基寡核苷酸去保…

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2012 已發表論文

摘要 我們對金融市場中成員相互交織的行為進行了實證研究

摘要 我們對金融市場中成員相互交織的行為進行了實證研究。利用可以識別發起訂單簿事件的經紀人的資料庫,我們將相關性和回應函數分解為來自不同市場參與者的貢獻,並研究他們的行為如何相互關聯。我們找到以下證據。 (1) 經紀商在提供流動性方面有很大差異-有些經紀商主要是流動性提供者,而有些則主要是流動性接受者。 (2) 經紀人的行為很大程度取決於其他經紀人的行為。相較之下,經紀商僅受自…

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2012 已發表論文

改變承載力的新奇事物

摘要 Comparative developmental studies have revealed a rich array of details about the patterns and processes of morphological change in animals and increasingly in plants. But, applying these…

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2012 已發表論文

摘要 本文对少数博弈(一种简单的拥塞博弈)中的自适应行为的文献进行了批判性的阐述

摘要 本文对少数博弈(一种简单的拥塞博弈)中的自适应行为的文献进行了批判性的阐述。文獻提出了一種模型,該模型與許多標準學習模型顯著不同,因為玩家被賦予了行為規則或反應模式的固定子集,這些規則或反應模式將觀察到的歷史映射到行動。这些规则不需要有行为解释或源自某种形式的优化行为。尽管如此,该模型产生的行为在总体水平上接近均衡行为。該模型預測的個體層級行為似乎捕捉到了觀察到的實驗行為…

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2012 已發表論文

視覺風格測量的經驗模態分解分析

摘要 在本文中,我們展示瞭如何將經驗模態分解(EMD)分析工具應用於「視覺風格測量」問題,「視覺風格測量」通常定義為開髮用於測量和比較視覺藝術中個體風格的定量工具。特別是,我們引入了一種新形式的圖像 EMD 分析,並表明可以使用其輸出作為構建有效的基於支持向量機 (SVM) 的文體分類器的基礎。我們介紹了這個方法,然後在兩組數位繪畫捕捉的集合上進行測試:一組是對偉大的佛蘭芒藝術…

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2012 已發表論文

異質性、相關性和金融傳染

摘要 We consider a model of contagion in financial 網絡s recently introduced in Gai, P. and Kapadia, S. [Contagion in financial 網絡s, Proc. R. Soc. A 466(2120) (2010) 2401 2423], and we character…

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2012 已發表論文

超流體密度的約瑟夫森關係及其與稀玻色原子氣體中戈德斯通定理的聯繫

摘要 我們在輔助場 (AF) 恢復理論的框架下,根據正常和反常密度凝聚體推導了稀玻色氣體的約瑟夫森關係。在AF環膨脹(LOAF)的主導順序中,我們在相圖中發現了兩個臨界溫度:臨界溫度T c,其中原子玻色 愛因斯坦凝聚態(BEC)首先出現,以及溫度T T c,這表明系統中超流性的開始和矽藻凝聚態的出現。在這種情況下,約瑟夫森關係表明,超流體密度與二階參數的平方有關,異常密度<A …

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2012 已發表論文

摘要 我們引入了一個理論框架,可以預測一年生作物的最佳種植密度和最大產量

摘要 我們引入了一個理論框架,可以預測一年生作物的最佳種植密度和最大產量。兩個關鍵參數決定植物生長的軌跡和最佳密度 N opt(生長中植物的冠層剛剛接觸)和競爭:(i)成熟時的最大尺寸 M max,由於對不同可用產品的人工選擇,其在品種之間有所不同; (ii) 內在增長率 g,可能隨品種和環境條件而變化。此模型預測 (i) 當種植密度小於 N opt 時,所有作物成熟時的最大尺…

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2012 已發表論文

文化確實會導致遊戲行為的變化

摘要 無摘要,第一段:「Lamba 和 Mace 對我們的研究 (2 4) 的批評 (1) 是基於對我們的實驗的錯誤主張以及對支撐我們努力的理論的一些誤解。他們的發現與我們之前的工作一致,並沒有得出獨特的結論。Lambda 和 Mace (1)錯誤地聲稱我們「大部分」從站點內的單一社區採樣,並且我們忽略了「生態」和「人口統計」變數。 事實上,我們的大部分工作都集中在研究在第一階…

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2012 已發表論文

未拼接 EST 資料中的隱藏寶藏

摘要 Several classes of exclusively or at least predominantly unspliced non coding RNAs have been described in the last years, including totally and partially intronic transcripts and long int…

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2012 已發表論文

連接景觀結構與體型分佈模式

摘要 Understanding the interaction between community structure and landscape structure represents a pressing theoretical challenge of great applied importance considering the increasing struct…

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2012 已發表論文

字典產品的最小循環基數

摘要 在大多數情況下,乘積圖的最小循環基可以由因子的最小循環基以及由乘積操作確定的三角形和/或四邊形的合適集合來構造。在這裡,我們給出了字典乘積 G o H 的明確構造,將 Berger 和 Jaradat 的結果推廣到 H 不連通的情況。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2012 已發表論文

S-Prime 圖的對角線化笛卡爾積是 S-Prime

摘要 如果一個圖是非平凡笛卡爾積圖的子圖,並且它是其中一個因子的子圖,則該圖被稱為 S 素數圖。對角化笛卡爾積是透過用附加邊連接最大距離的兩個頂點從笛卡爾積圖獲得的。我們在那裡證明 S 素數圖的對角化乘積又是 S 質數。克拉夫扎爾等人。 [S。 Klavzar、A. Lipovec、M. Petkovsek,笛卡爾積圖的子圖,離散數學。 244 (2002) 223 230] …

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2012 已發表論文

恐怖組織的發展動態

摘要 We identify robust 統計 patterns in the frequency and severity of violent attacks by terrorist organizations as they grow and age. Using group level static and dynamic analyses of terrorist…

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2012 已發表論文

危機後全球資本主義的政治經濟學

摘要 While the Depression of the eighteen nineties and the Stagflation of the nineteen seventies appear to be manifestations of Marx’s tendency for the rate of profit to fall, the Great Depres…

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2012 已發表論文

對稱圓形匹配和 RNA 折疊

摘要 RNA 二級結構可以計算為某些循環匹配問題的最佳解決方案。準確處理這種能量最小化問題必須考慮到具有非平凡自同構的二級結構的小但不可忽略的熵不穩定。這種內在對稱性通常被排除在演算法方法之外。然而,由於影響很小,它們僅對序列層面上具有對稱性的RNA起作用,並且僅出現在實際應用中較少使用的特定設定中,例如圓形折疊或兩個或多個相同RNA的共同折疊。在這裡,我們證明具有對稱項的 R…

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2012 已發表論文

解析正線性算子表現出約簡現象

摘要 The spectral bound, s(αA + βV), of a combination of a resolvent positive linear operator A and an operator of multiplication V, was shown by Kato to be convex in . Kato's result is shown …

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2012 已發表論文

摘要 我們展示了金融創新的時機可能如何導致抵押貸款泡沫,然後導致 2007 2009 年的崩潰

摘要 我們展示了金融創新的時機可能如何導致抵押貸款泡沫,然後導致 2007 2009 年的崩潰。我們將展示為什麼分級和槓桿首先提高資產價格,以及為什麼 CDS 隨後降低資產價格。這似乎令人費解,因為這意味著在證券化中創造收益與 CDS 相同的衍生性商品部分將提高標的資產價格,而證券化以外的 CDS 則會降低標的資產價格。謎題的解決方案是 CDS 降低了標的資產的價值,因為它相當…

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2012 已發表論文

樹上最小的頂點覆蓋和歸一化拉普拉斯譜

摘要 我們表明,在樹上歸一化圖拉普拉斯算子的圖譜中,特徵值 1 和接近 1 的特徵值與最小頂點覆蓋密切相關。具體地,對於特徵值1,其重數與最小頂點覆蓋的大小有關,其特徵向量的零項對應於最小頂點覆蓋中的頂點;而對於接近 1 的特徵值,可以根據最小頂點覆蓋來估計它們到 1 的距離;對於小於1的最大特徵值,其特徵向量的符號圖以最小頂點覆蓋中的頂點代表 ※ 此為已發表論文,全文需透過期…

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2012 已發表論文

經典過程和非交換過程的過程向度

摘要 We treat observable operator models (OOM) and their non commutative generalisation, which we call NC OOMs. A natural characteristic of a 隨機 process in the context of classical OOM theory …

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2011-11-30 工作論文 工作論文 #231

論資訊不等式的解集

摘要 我們研究一種特殊類型的線性不等式系統的解集。特別是,我們根據最小解集得出這些集合的特徵。所研究的不平等現像是貝葉斯網路背景下資訊不平等的現象。他們的解決方案集允許推斷底層網路的特殊屬性,這在因果推理中很重要。

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2011-11-30 工作論文 工作論文 #230

穩健性和條件獨立理想

摘要 我們研究馬可夫核的穩健性概念以及由 n 個輸入隨機變數和一個輸出隨機變數所描述的系統的機率分佈。馬可夫核可以擴展為一系列勢,從而可以描述系統在敲除後的行為。穩健性對這些潛力施加了結構性限制。機率分佈的穩健性是透過條件獨立性陳述來定義的。這些陳述可以用代數方法來研究。相應的條件獨立理想是廣義二項式邊緣理想。一組穩健的機率分佈取決於代數簇。我們計算該理想的 Gröbner 基…

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2011-11-30 工作論文 工作論文 #229

具有可數狀態產生器的無限過剩熵過程

摘要 我們提出了兩個由具有可數狀態集的不變隱馬可夫模型(HMM)產生的有限字母、無限超額熵過程的例子。第一個更簡單的例子不是遍歷的,但第二個是。這些似乎是此類流程的第一個構建。先前有限字母表上的無限過剩熵過程的範例僅允許具有不可數狀態集的不變 HMM 表示。

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2011-11-30 工作論文 工作論文 #228

歷史與發電機馬達的等價

摘要 馬達是平穩隨機過程的最小、單線表示。它們最初在歷史機器意義上被定義為機器,其狀態是無限歷史的等價類,在未來上具有相同的機率分佈。然而,在分析同步時,給出了另一種生成器定義:具有機率不同狀態的單線邊緣標籤隱藏馬可夫模型。主要區別在於歷史馬達是由過程定義的,而發電機馬達則定義過程。我們在這裡證明這兩個定義是等價的。

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2011-11-30 工作論文 工作論文 #227

具身系統的預測和深思熟慮決策的因果效應

摘要 本文討論智能體感覺運動迴路的因果結構及其與深思熟慮決策的關係。特別令人感興趣的是可以根據現場觀察從以主體為中心的角度識別的因果效應。在這種識別中,智能體的最佳世界模型起著核心作用。其最優性以預測品質為特徵。

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2011-10-19 工作論文 工作論文 #232

原始自催化反應網絡中大分子的起源

摘要 蛋白質和核酸等大分子對生命至關重要,但它們的原始起源仍然是一個主要謎團。正如我們今天所知,大分子的生產需要良好的催化劑,而我們所知道的唯一能夠完成這項任務的良好催化劑是由大分子組成的。因此,大分子的起源是化學中先有雞還是先有蛋的問題。在這裡,我們提出了一種基於自催化裝置(ACS)的機制,這是解決這個問題的可能方法。我們討論了一個數學模型,該模型描述了程式化但在生命起源前合…

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2011-10-05 工作論文 工作論文 #233

病毒靶向的擬南芥互作組的表徵

摘要 由於涉及因素的多樣性和相互作用的複雜性,了解植物觸發宿主防禦病毒的機制一直是一個具有挑戰性的問題。然而,基因組技術的出現為掌握交互作用的全局圖景提供了可能性。在這裡,我們使用擬南芥來識別和比較在七種不同的 (+)ssRNA 和一種 ssDNA 植物病毒感染時受到差異調節的基因。在第一種方法中,我們建立了受每種病毒不同影響的基因列表,並比較了它們對生物功能和代謝過程的參與。…

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2011-09-15 工作論文 工作論文 #237

模組化網路隨機分塊模型的漸近分析及其演算法應用

摘要 在本文中,我們擴展了先前關於隨機區塊模型的工作,隨機區塊模型是社交和生物網路的常用生成模型,以及從網路拓撲推斷功能組或社群的問題。我們使用統計物理學的空腔方法來獲得相圖的漸近精確分析。我們詳細描述了社區檢測問題的可檢測性/不可檢測性相變和易/難相變的屬性。我們的分析自然地轉化為置信傳播演算法,用於以最佳方式推斷節點的組成員資格,即最大化與底層組成員資格的重疊,並學習區塊模…

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2011-09-15 工作論文 工作論文 #236

城市地區的經濟生產力:將整體規模效應與地方特殊性區分開來

摘要 解釋城市地區經濟生產力差異的因素仍然難以明確衡量和識別。在這裡,我們展示了城市經濟活動在生產函數方面的經典表徵的綜合,以及考慮人口規模系統效應的尺度視角,導致了城市地區全要素生產率(TFP)的新表達。我們透過實證證明,城市生產力對人口規模有系統性依賴,這是由於工資與勞動力規模依賴性之間的不匹配所造成的,因此人口每增加一倍,生產力就會提高約11%。此外,偏離尺度依賴性、捕捉…

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2011-09-15 工作論文 工作論文 #235

資訊理論和決策中的觀察局限性

摘要 我們引入了一個通用框架,用於形式化和分析決策者(DM)在觀察能力的資訊理論限制下所面臨的問題。 Netzer 和 Robson (NR) 的隨機效用模型和「享樂效用」模型是該框架的特例。我們首先將資訊理論應用到我們的框架中,得出有關觀察限制下 DM 預期後悔的一般結果。然後,我們將注意力轉向觀察限制對選擇行為的影響(而不是該行為引起的後悔值),重點關注 NR 的特殊情況。…

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2011-09-15 工作論文 工作論文 #234

電路與自動機的有效理論

摘要 從複雜的過程中抽像出有效的理論是複雜性研究的核心。即使潛在的機制被理解,或至少是可測量的,生物、計算和社會系統中耗散性和不可逆性的存在也​​會使問題變得更加困難。在這裡,我們展示了在存在不可逆性和雜訊的情況下,在具有潛在回饋的動態模型中建立有效的理論。我們使用克羅恩 羅德定理來展示潛在機制的組成如何導致新興有效理論的創新。我們展示了耗散和不可逆性如何從根本上限制這些新興結…

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2011-09-08 工作論文 工作論文 #242

異質性、相關性和金融傳染

摘要 我們考慮文獻中最近引入的金融網路傳染模型,並描述了在實際網路中經驗觀察到的一些特徵對系統穩定性的影響。值得注意的是,我們考慮了異質度分佈、異質資產負債表規模和銀行之間的度相關性的影響。我們研究了以隨機銀行、聯繫最緊密的銀行和最大的銀行倒閉為條件的傳染機率,並考慮了旨在提高少數聯繫度高或資產負債表規模大的銀行的資本要求的針對性政策的效果。具有異質度分佈的網路對於隨機銀行故障…

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2011-09-08 工作論文 工作論文 #241

銀行間市場的破產連鎖反應

摘要 在本文中,我們研究了信用網絡,特別是基於代理模型的銀行間系統。為了理解商業週期與破產級聯之間的關係,我們對包含商品、信貸和銀行間市場的三部門經濟進行了建模。在銀行間市場,參與銀行共同承擔壞帳風險,可能會透過銀行網路傳播一家銀行的危機。我們基於主體的模型特別揭示了內生經濟週期與分擔風險和系統性風險之間的權衡之間的相關性。因此,此模型的目的是確定 Allen 和 Gale(2…

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2011-09-08 工作論文 工作論文 #240

實體腫瘤生長、代謝率和血管化的定量理論

摘要 腫瘤的細胞、結構和動力學特性之間的關係傳統上是單獨研究的。在這裡,我們建構了實體腫瘤生長、代謝率、血管化和壞死的定量預測理論,整合了這些特性之間的關係。為了實現這一目標,我們發展了一種綜合理論,描述腫瘤血管網路和資源供應與宿主心血管系統的介面和整合。我們的理論是基於健康脈管系統建模以及血管生成和腫瘤生長的詳細過程的最新理論進展,能夠定量理解細胞、組織和血管網絡如何在多個尺…

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2011-09-08 工作論文 工作論文 #238

受限玻爾茲曼機的表達能力與逼近誤差

摘要 我們提出了可由受限玻爾茲曼機 (RBM) 學習的顯式機率分佈類別,具體取決於它們包含的單元數量,並且代表了模型的表達能力。我們用它來表明,具有 n 個可見單元和 m 個隱藏單元的 RBM 模型的最大 Kullback Leibler 散度從上面以 (n−1)−log(m+1) 為界。透過這種方式,我們可以指定隱藏單元的數量,以確保包含不同類別的分佈並尊重給定誤差容限的足夠…

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2011-09-08 工作論文 工作論文 #239

隨機動力學神經流形的選擇標準

摘要 我們提出了定義神經流形(隨機矩陣模型)的方法,這些方法與目標函數的最大化(例如強化學習理論中的預期獎勵)相容。我們的方法基於資訊幾何,旨在減少模型參數,希望能改進梯度學習過程。

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2011-08-25 工作論文 工作論文 #245

複雜性的幾何方法

摘要 我們基於複雜性需要不同描述尺度的交互作用的原則,發展了一種處理複雜性的幾何方法。複雜系統不僅僅是其任意大小的各個部分的總和,而且不僅僅是其元素的總和。因此,我們使用資訊幾何,根據交互層次結構來分析系統的分解。用數學術語來說,我們使用指數族層次結構的幾何框架提出了有限隨機場的複雜度量理論。在我們的框架內,先前提出的複雜度量找到了它們自然的位置並獲得了新的解釋。

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2011-08-25 工作論文 工作論文 #244

經典過程和非交換過程的過程向度

摘要 我們處理可觀察算子模型 (OOM) 及其非交換泛化,我們稱之為 NC OOM。經典 OOM 理論背景下隨機過程的一個自然特徵是過程維度。我們在更通用的公式中研究了它的屬性,這允許將過程維數視為非交換過程複雜性的度量:我們證明了較低的半連續性,並推導了遍歷分解公式。此外,我們也獲得了規範 OOM 與因果狀態概念之間密切關係的結果,因果狀態概念是統計複雜性定義的基礎。特別是,…

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2011-08-25 工作論文 工作論文 #243

多樣性的出現:生態系從競爭排斥到中立共存

摘要 在本次交流中,我們提出了一個統一的架構來理解生態系多樣性的出現與維持。我們透過開發確定性人口模型來做到這一點,其中包括資源和可用空間的密度相關限制。我們的模型表明,競爭排斥和中性共存代表了相同適應性動態的不同機制,這表明中性是能量資源有限的有限棲息地中適應性過程的一般結果。我們的模型解釋了生物多樣性透過突變而出現,並透過中性維持。我們表明,該框架為理解微生物生態系統多樣性…

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2011-08-24 工作論文 工作論文 #252

使用分配價值解決方案概念的非結構化談判理論

摘要 在實驗中,通常會發現在任何給定的非結構化討價還價遊戲中都會出現許多聯合效用結果。這建議使用積極的非結構化討價還價概念,將討價還價遊戲映射到結果的機率分佈而不是單一結果。我們展示瞭如何「翻譯」納許的討價還價公理以應用於此類分配討價還價概念。然後我們證明這些公理的一個子集迫使結果的分佈服從冪律。與納許的原始結果不同,即使可行集是有限的,我們的結果也成立。當可行集凸且綜合時,冪…

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2011-08-24 工作論文 工作論文 #251

非合作博弈參數變化的滯後效應

摘要 我們採用傑恩斯用來推導統計物理學均衡的方法來推導出有界理性博弈論的均衡。我們分析這些平衡對基礎博弈參數的依賴性,並著重在滯後效應。特別是,我們表明,透過逐漸對遊戲玩家徵收個人特定稅率,然後逐漸取消這些稅收,玩家可以從不良均衡轉向對所有人都更好的均衡。

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2011-08-24 工作論文 工作論文 #250

遊戲挖礦:如何從玩遊戲的人身上賺錢

摘要 眾所周知,非合作遊戲中的玩家可以透過在遊戲開始前公開限制他們可能的行動來受益。我們表明,更一般地,玩家可以透過公開承諾向外部方支付取決於遊戲結果的金額而受益。我們探討當外部各方(我們稱之為「遊戲礦工」)發現這一事實並透過與玩家簽訂與結果相關的合約來尋求從中獲利時會發生什麼。我們分析了礦工和玩家之間的各種討價還價博弈,以確定這種與結果相關的合約。這些討價還價遊戲包括讓玩家相…

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2011-08-24 工作論文 工作論文 #249

最佳化中的機率集合

摘要 本文涉及「黑盒最佳化」演算法,其中迭代以下過程:選擇一個值 x 2 X,獲取有關關聯值 G(x) 的統計信息,然後使用迄今為止找到的所有對 f(x;G(x))g 的集合來選擇對 G 進行採樣的下一個 x 值,目標是找​​到具有盡可能小的 G(x) 的 x,並儘可能快地完成此操作。傳統黑盒優化演算法的範例有遺傳演算法、模擬退火等。這些傳統演算法直接使用值 x,將集合 f(x…

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2011-08-24 工作論文 工作論文 #248

紐科姆悖論的教訓

摘要 在紐科姆悖論中,您可以選擇接收特定封閉盒子的內容,或接收該封閉盒子和另一個封閉盒子的內容。不過,在你做出選擇之前,對手會使用預測演算法來準確推斷出你的選擇,並使用該推論來填充兩個框,從而降低你選擇的價值。紐科姆的弔詭是,博弈論的預期效用和支配原則似乎為你應該選擇什麼提供了相互矛盾的建議。在這裡,我們展示了相互衝突的建議假設了與您的選擇和演算法的預測相關的不同機率結構。這就…

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2011-08-24 工作論文 工作論文 #247

空中相遇時飛行員行為的賽局理論建模

摘要 我們展示瞭如何結合貝葉斯網路和博弈論來預測涉及人類和自動化組件的混合系統的行為。我們將這種新穎的框架稱為“半網絡形式遊戲”,並通過預測飛機飛行員在潛在的近空中碰撞中的行為來說明它。目前,在此類潛在碰撞開始時,飛機駕駛艙內的防撞系統會建議飛行員如何避免碰撞。然而,對空中遭遇的研究發現,飛行員對規避系統建議的反應有很大差異。特別是,飛行員很少能夠完美地執行建議的操作,儘管防撞…

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2011-08-24 工作論文 工作論文 #246

偏好的策略選擇:角色模型

摘要 最近在多個領域的研究表明,人類可以採用具有約束力的「行為」偏好,並透過他們的行為或透過他們的肢體語言/語氣令人信服地向其他人發出這些偏好信號。在本文中,我們對這種能力的戰略影響進行了建模。我們的論點是,在一個人的一生中,他們(也許是下意識地)了解到,考慮到其他參與者的最終行為,這種有約束力的行為偏好會導致他們實際偏好的最高價值。我們認為,這種「角色」模型可以解釋為什麼許多…

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2011-08-23 工作論文 工作論文 #253

隱藏進程的隱藏程度如何?加密性和熵收斂入門

摘要 我們使用計算力學的因果狀態來研究平穩過程的神秘性(衡量其隱藏狀態資訊與其觀察到的資訊之間的差異)。在這裡,我們將神秘性和神秘秩序視為具有物理意義的量,用於監控隱藏過程的隱藏程度。這是透過在幾何設定中重新建構塊熵和塊狀態熵收斂的先前結果來完成的,這種方法更直觀,並且會產生許多新結果。例如,我們將神秘性與觀察者如何同步到進程連結起來。我們證明塊因果狀態熵是塊長度的凸函數。我們…

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2011-07-12 工作論文 工作論文 #255

不可逆過程中資訊的對稱

摘要 我們從資訊理論的角度研究靜態隨機過程的動態可逆性。擴展早期關於馬可夫鏈可逆性的工作,我們關注具有任意長條件相關性的有限過程。特別是,我們檢查由邊緣發射、有限狀態隱馬可夫模型表示或產生的平穩過程。令人驚訝的是,我們在這種平穩過程的統計中發現了普遍的時間不對稱性,其結果是在正向和反向時間方向上生成過程所需的計算資源通常不相同。事實上,詳盡的調查顯示大多數平穩過程都是不可逆的。…

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2011-07-12 工作論文 工作論文 #254

遺傳網絡中上位性的原因

摘要 上位性代表基因之間在決定表型方面的非加性交互作用。大量的努力表明,即使對於特定的生物體,上位性也可能在強度和符號上有所不同。最近的比較研究表明,隨著生物體複雜性的增加,上位性的整體訊號從正轉為負,並且假設這種變化應是潛在基因網路特性的結果。為什麼會這樣呢?遺傳網絡的哪些特徵決定了上位性的標誌?在這裡,我們表明,透過進化複雜性和對擾動的魯棒性不同的遺傳網絡,同時仍然執行相同…

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2011-07-01 工作論文 工作論文 #257

計算高維格子動物

摘要 我們提出了 Redelemeier 演算法的實現,用於列舉高維晶格中的晶格動物。此實現足夠簡潔和快速,足以讓我們擴展 3 ≤ d ≤ 10 的 d 維超立方晶格中現有的動物計數、週長多項式和級數展開係數表。根據數據,我們計算任意維度 d 中大小為 n ≤ 11 的晶格動物的周長多項式公式。當透過組合參數修正時,新資料足以產生大小 n ≤ 14 和任意 d 的晶格動物數量的…

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2011-07-01 工作論文 工作論文 #256

群體規模與領導的協同演化:西班牙裔前普韋布洛社會基於代理人的公共產品模型

摘要 我們在公元 600 年至 1280 年間科羅拉多州西南部普韋布洛社會設定的現實的基於主體的資源可用性、獲取和定居地點模型中嵌入了公共物品博弈。公共物品博弈為自願過程提供了一個框架,在這個框架中,如果領導者能夠減少由於搭便車或缺乏協調而導致合作失敗的可能性,社會成員可以選擇生活在一個更加等級化的群體中,而不是一個更加平等的群體中。我們表明,當作為一個群體進行合作可能有利可圖…

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2011-06-16 工作論文 工作論文 #262

未來如何進行基於代理人的模擬:從建模社會機製到湧現現象和互動系統設計

摘要 自從電腦出現以來,自然科學和工程科學取得了巨大的進步。電腦模擬使人們能夠了解物理粒子的相互作用並理解天文觀測,從頭開始描述許多化學性質,並設計節能飛機和更安全的汽車。如今,計算設備的使用非常普遍。如果不使用計算機,辦公室、行政管理、金融貿易、經濟交流、基礎設施網路的控制以及我們的大部分通訊將不再是可想像的。因此,如果電腦不能為更好地理解社會和經濟系統做出貢獻,那將是非常令…

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2011-06-16 工作論文 工作論文 #261

複雜系統和考古學

摘要 受到控制論、一般系統理論以及當代生態學和地理學定量方法的啟發,過程考古學家開始使用 20 世紀 60 年代和 1970 年代複雜性研究中流行的一些詞彙。肯特·弗蘭納里和大衛·克拉克在考古學走向複雜性方法方面發揮了特別顯著的作用。回顧了當前和最近對複雜性中心概念(出現、自組織和創新)的考古學方法。從方法論上來說,對複雜性應用感興趣的考古學家通常傾向於尺度研究、基於代理人的建…

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2011-06-16 工作論文 工作論文 #260

外交政策與複雜的自適應系統:探索新的分析和行動範式

摘要 最近北非和中東發生的事件以及阿富汗和巴基斯坦幾乎每天都在變化的地形證明,外交政策幾乎沒有確定性。從政治動盪到氣候變化,從自然資源匱乏到糧食危機,我們今天面臨前所未有的全球挑戰,已開發國家和發展中國家都面臨巨大的風險和脆弱性。在本文中,我們提出了一些想法,這些想法是從我們認為整個外交政策機構複雜性思維的一場悄悄革命中出現的。為此,我們將借鑒 2011 年 2 月在聖達菲舉行…

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2011-06-16 工作論文 工作論文 #259

抵抗量子傅立葉採樣攻擊的 McEliece 和 Niederreiter 密碼系統

摘要 量子電腦可以破解 RSA、El Gamal 和橢圓曲線公鑰密碼系統,因為它們可以有效地分解整數並提取離散對數。這推動了後量子密碼系統的發展:可以用當今的電腦實現的經典密碼系統,即使在存在量子攻擊的情況下也能保持安全。在本文中,我們展示了基於理性 Goppa 代碼的 McEliece 密碼系統和基於經典 Goppa 代碼的 Niederreiter 密碼系統精確地抵抗了 R…

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2011-06-16 工作論文 工作論文 #258

隨機布林電路的平行複雜性

摘要 對前饋布林電路的隨機實例進行了分析和數值研究。眾所周知,評估這些電路是一個 P 完全問題,因此,在最壞的情況下,即使給定大規模並行計算機,在時間遠小於電路深度的情況下,也被認為是不可能執行的。儘管如此,我們發現,對於一些隨機電路的集合,很快就會飽和到固定的真值,因此可以在比電路深度少得多的並行時間內完成電路的評估。對於其他係綜,不會發生飽和,電路評估顯然很困難。特別是,對…

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2011-05-17 工作論文 工作論文 #263

位剖析:時間序列觀察中的信息

摘要 借助幾種多元資訊測量(有些是熟悉的,有些是新的),我們分析了離散值隨機時間序列中嵌入的資訊。我們剖析了單一觀察的不確定性,以證明度量的漸近行為如何為生成過程的內部資訊動態提供結構和語意上的啟發。這些措施隨著時間視窗的長度而變化,它捕獲了密集型(增長率)和次廣泛型組成部分。我們為組件提供解釋,並在它們之間建立明確的關係。我們還確定了過去和未來之間共享的資訊成分,這些資訊成分…

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2011-05-13 工作論文 工作論文 #266

與埃羅爾·格倫貝對話

摘要 Joseph F. Traub 是哥倫比亞大學電腦科學埃德溫·霍華德·阿姆斯特朗教授和聖達菲研究所外部教授 10 本專著和約 120 篇論文的作者或編輯。 1959 年,他開始研究最佳迭代理論,最終在 1964 年出版了專著,該專著仍在印刷中。隨後,他與 Henryk Wozniakowski 一起開創了應用於連續科學問題(基於資訊的複雜性)的最優演算法和計算複雜性的工作…

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2011-05-13 工作論文 工作論文 #265

具有優先連接和節點移除的網路模型中的拓撲相變

摘要 優先依戀是一種流行的成長網絡模式。我們考慮一個具有隨機節點刪除以及優先和隨機附件組合的廣義模型。使用主方程式的高度展開,我們根據節點去除率以及優先與隨機附著的相對強度來確定拓撲相變,其中度分佈從冪律分佈到具有指數尾部的分佈。

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2011-05-13 工作論文 工作論文 #264

量子電腦上近似基態能量的快速演算法

摘要 使用確定性經典演算法估計具有相對誤差 $\varepsilon$ 的多粒子系統的基態能量,其成本隨著粒子數量呈指數增長。這個問題取決於多個狀態變數 $d$,它們與粒子數量成正比,並受到維度災難的影響。量子電腦可以克服這個詛咒。特別是,我們研究了基態特徵值問題,並展示了一種量子演算法,該演算法使用多個量子位元 $C^\prime d \log \varepsilon^{ 1…

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2011-04-19 工作論文 工作論文 #267

親屬關係、階級和社區

摘要 這篇綜述介紹了世界各地區的研究。每個都使用專為親屬關係研究設計的網絡分析軟體,並具有明確的網絡凝聚力測量。它提供了婚姻凝聚力形式的根本差異的證據,這些差異在廣泛的社會現象、區域規模和不同文化中表現出截然不同的影響。社會凝聚力是人類社會相互、合作和福祉的基礎(歐洲委員會,2009)。它包括人們融入社會的模式、群體如何掌握權力、社會關係分層、管理資源流動。與小規模社會相比,民…

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2011-04-05 工作論文 工作論文 #268

固定過程實現的有效複雜性

摘要 物件的有效複雜性的概念是其規律性的最小描述長度,這一概念是由蓋爾曼和勞埃德提出的。規律性透過係綜(即有限二進位串上的機率分佈)來建模。在我們先前的論文 [1] 中,我們用演算法資訊理論的精確術語提出了有效複雜性的定義。在這裡,我們研究由固定的、通常不可計算的過程產生的二進位字串的有效複雜性。我們表明,在不太強烈的條件下,長的典型過程實作實際上是簡單的。我們的結果在粗略有效…

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2011-04-04 工作論文 工作論文 #270

計算歷史語言學的管道

摘要 歷史語言學和分子系統發育學之間有許多相似之處。在本文中,我們描述了一種演算法管道,它盡可能模仿傳統的語言重建工作流程(稱為比較方法)。該管道由基於生物資訊學最新研究的適當修改的演算法組成,這些演算法適應語言數據的具體情況。這種方法可以減輕建立語言之間歷史關係證明所需的大量艱苦研究。對我們的建議同樣重要的是,比較方法工作流程中的每個步驟都是獨立實施的,因此語言專家可以仔細檢…

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2011-04-04 工作論文 工作論文 #269

RNAcode:比較序列資料中編碼和非編碼區域的穩健區分

摘要 由於可以獲得大量的比較序列數據,演化分析已成為基因組功能註釋的強大工具。評估保守區域的編碼潛力以及區分編碼與非編碼轉錄本是一項核心分析任務。在這裡,我們介紹 RNAcode,一個用於檢測多個序列比對中的編碼區域的程序,該程序針對當前基因查找軟體未涵蓋的新興應用進行了最佳化。我們的演算法將核苷酸替換和缺口模式的資訊結合在一個統一的框架中,並處理現實生活中的問題,例如比對和定…

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2011-03-21 工作論文 工作論文 #271

廣義熵和超統計變換群

摘要 超級統計描述了行為類似於不同逆溫度疊加的統計系統,因此機率分佈為 p(\epsilon i ) \propto \int^{infinity} 0 f(\beta) e^{ \beta\epsilon i} d\beta,其中「核心」f(\beta) 是非負且標準化的 (\int f(beta)d\int f(beta)。我們討論該分佈與廣義熵形式 S = \sum i …

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2011-03-03 工作論文 工作論文 #272

演化博弈中的對稱性與集體波動

摘要 我們認為隨機演化博弈的作用是作為涉及演化與發展相互作用的過程子集的通用模型。我們感興趣的是博弈從策略解釋到演化解釋的轉變如何創造了使用博弈模型來解釋經驗現象的機會,以及經驗應用所提出的問題。困難包括博弈結構的可識別性和統計推論中模型錯誤指定的限制,以及在試圖推導群體遺傳學內關聯動態時熟悉的矩閉合和模型一致性問題。演化博弈模型包含重要現象的例子,例如多層次選擇和多尺度動態的…

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2011-02-21 工作論文 工作論文 #279

大偏差原理、隨機有效作用、路徑熵、熱力學描述的結構與意義

摘要 熱力學描述的意義可以在平均量波動機率的大偏差標度[1, 2]中找到。表達大偏差標度的中心函數是熵,它是漲落定理和表徵系統熱力學相互作用的基礎。 Freidlin Wentzell 理論 [3] 透過哈密頓動力系統的顯著表示,為非平衡隨機過程的大偏差標度提供了一個相當通用的公式。現在有許多相關方法來建構多種隨機過程的 Freidlin Wentzell 哈密頓量; Doi …

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2011-02-21 工作論文 工作論文 #278

廣義市場交換的動態

摘要 本文為完全分散的市場經濟開發了動態價格和數量調整過程,並首次使用基於代理的建模技​​術表明,從長遠來看,價格和數量接近其均衡狀態。由此產生的動力系統在面對外源衝擊時也具有強烈的彈性。關鍵的設計元素是每個交易者都有一組透過經驗更新的私人價格,不太成功的代理商複製更成功的代理商的策略,以及根據個人交易成功而變化的私人價格。然而,當商品種類較多時,市場經濟效率較低。透過允許代理…

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2011-02-21 工作論文 工作論文 #277

白皮書:金星在中美洲、墨西哥西部、美國西南部和東南部宇宙學中的作用

摘要 本文從不同複雜性的文化背景的角度匯集了美洲原住民對金星的不同但相關的看法。對中美洲、墨西哥西部、美國西南部和東南部之間金星的賦予值和象徵意義進行了研究。在中美洲,金星的定時消失和再現成為玉米和人類生命週期的隱喻。作為一顆好戰的行星,金星與戰爭和死亡以及與之相輔相成的更新概念有著廣泛的聯繫。它與玉米農學家中的戰爭/生育情結的聯繫過去/現在都很普遍。我們進行案例研究,考慮金星…

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2011-02-21 工作論文 工作論文 #276

宇宙學的祖先

摘要 古代美洲印第安人宇宙觀的核心是對祖先的崇拜、調解和為祖先舉行的儀式。這篇簡短的論文回顧了北美東部、大西南地區和中美洲的人民及其祖先之間的一些基本關係,重點關注透過考古遺跡所知的過去。重點介紹了三個次大陸地區的例子並確定了共通性。有證據表明,祖先的靈魂透過物質、物理空間和其他物質或元素(土、雲、水)轉移和體現。同樣,有證據顯示祖先受到選擇性記憶和遺忘的影響,這個過程對政治和…

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2011-02-21 工作論文 工作論文 #275

塑造空間:四個區域的建築空間、景觀與宇宙學

摘要 考古學面臨的巨大挑戰之一是製定將社會複雜性的變化與意識形態變化聯繫起來的原則。本文探討了中美洲、墨西哥北部、美國東南部和美國西南部這四個地區的人們如何根據當地的宇宙學願景塑造其定居點空間並在地球表面及其他環境中配置空間文化形象。透過具體的例子,我們探討了這樣一個論點:美洲原住民透過在建築空間中實現宇宙學願景,使自己不斷適應季節性、每年和更長時間尺度變化的環境環境。在認為宇…

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2011-02-21 工作論文 工作論文 #274

永續發展科學的演變與結構

摘要 永續發展的概念自 20 世紀 80 年代提出以來取得了非凡的成功。它們現在已成為政府和企業議程中不可或缺的一部分,它們的目標已成為全球研究實驗室和大學使命的核心。然而,目前尚不清楚該領域作為一門科學學科取得了多大進展,特別是考慮到其雄心勃勃的議程,即整合理論、應用科學和政策,使其與全球發展相關,並在生態學、社會科學和工程學等不同領域產生新的跨學科綜合。為了解決這些問題,我…

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2011-02-21 工作論文 工作論文 #273

衡量發明過程中重複使用、重組和創造技術的相對重要性

摘要 許多關於技術變革的研究都認為,新的和現有的技術能力的重組是技術新穎性的主要來源之一。但在科技史上也曾經出現過這樣的例子:新科技的出現幾乎沒有先例,它們開創了技術途徑,而不是擴展了現有的技術途徑。關於重組和起源作為技術新穎性來源的相對作用的許多討論並沒有提供太多量化的信息,考慮到離散技術和技術新穎性分類的困難,這並不奇怪。在目前的討論中,我們使用美國專利局使用的專利技術代碼…

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2011-01-14 工作論文 工作論文 #281

集體衝突動態中策略週期性的證據

摘要 我們分析了靈長類社會中衝突決策的時間尺度。我們提供了與社會決策和行為模式相關的多個週期性時間尺度的證據。我們證明了周期性的存在,這些週期性與環境循環或已知的超緯度機制不直接相關。在特定的生物學和社會定義的人口類別中,週期性跨越小時和天之間的時間尺度,並且許多週期性不是由外生或內部規律驅動的。我們的結果表明,它們是由對社交互動模式的策略反應所驅動的。分析還表明,發揮關鍵職能…

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2011-01-14 工作論文 工作論文 #280

The 湧現 of 同質的 Norms in 異質的 族群s

摘要 眾所周知,如果行為者普遍同意社會規範,則可以建立社會秩序和凝聚力。然而,在異質人群中,可能會導致規範衝突,社會秩序可能崩潰。在本文中,我們透過計算模擬模型表明,同質的社會規範甚至可能在由具有競爭利益的群體組成的異質社會中出現。我們證明,以合規性為導向的懲罰可以引發執法級聯,從而形成一個普遍接受的規範。在我們的模型中,代理人向其他人施加壓力,要求他們做出與自己表現出的相同的…

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2011 已發表論文

傅立葉逆變換的 q-推廣

摘要 A wide class of physical distributions appears to follow the q Gaussian form, which plays the role of 吸引子 according to a q generalized Central Limit Theorem, where a q generalized Fourier…

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2011 已發表論文

廣義熵和超統計變換群

摘要 Superstatistics describes 統計 systems that behave like superpositions of different inverse temperatures beta, so that the probability distribution is p(epsilon(i)) alpha integral(infinity)…

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2011 已發表論文

聯邦制的政治學

摘要 This article highlights political science's interest in the distribution of authority between federal and state governments. The authority boundaries are studied (a) as mechanism design p…

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2011 已發表論文

摘要 在本文中,我們開發了對可能包含矛盾的資料集進行自動假設空間探索的技術

摘要 在本文中,我們開發了對可能包含矛盾的資料集進行自動假設空間探索的技術。為此,我們利用兩個公式之間的等價性:有限模型假設下帶有前綴模態量詞的一階謂詞邏輯和混合整數線性規劃 (MILP) 問題。與其他方法不同,我們並沒有假設所有邏輯斷言都是正確的。相反,我們透過識別相應 MILP 的替代最佳解決方案來尋找有關主張有效性的替代假設。我們在導出的線性約束中使用鬆弛變數的集合來指示…

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2011 已發表論文

鳳梨科植物的生長和化學計量:智利超乾旱阿塔卡馬沙漠依賴霧的生態系統對大氣養分供應的反應

摘要 碳、氮和磷 (C、N、P) 化學計量會影響植物的生長和生態系統內的養分循環。事實上,元素比率被用作植物之間功能差異及其對養分供應的自然或人為變化的反應的指數。我們研究了無根陸生鳳梨科植物鐵蘭的生長和元素含量的變化,該植物從阿塔卡馬沙漠的沿海霧中獲取水分,也可能獲取養分。我們透過使用相互移植評估了(1)霧養分供應如何影響植物生長和化學計量,以及(2)植物生長和化學計量對養分…

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2011 已發表論文

緊縮-反緊縮碰撞的性質

摘要 我們研究壓緊子 反壓緊子碰撞過程的性質。我們比較和比較了 l = p = 2 時 K(l, p) Rosenau Hyman (RH) 方程式的緊縮 反緊縮解的結果與 p = 1 和 l = 3 時 L(l, p) Cooper Shepard Sodano (CSS) 方程式的緊縮 反緊縮解的結果。這項研究是使用 RH 和 CSS 方程式的 Pade 離散化進行的。我們…

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2011 已發表論文

電路劃分多項式的圖積分公式

摘要 我們提出了一個簡單的圖積分,相當於電路分區多項式的倍數。設G為有向圖,k為正整數。 G 的每個頂點 v 與單位長度的獨立、均勻隨機的 k 維複向量 x(v) 相關聯。我們將 q(G; k) 定義為內積 < x(u), x(v) 在所有邊 (u, v) 上的乘積的期望值。我們證明 q(G; k) 與 G 的循環劃分多項式成正比,因此對於任何 k 1,計算 q(G; k) 是…

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2011 已發表論文

有限狀態源的精確同步

摘要 We analyze how an observer synchronizes to the internal state of a finite state 資訊 source, using the I mu machine causal representation. Here, we treat the case of exact 同步化, when it is p…

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2011 已發表論文

有限狀態源的漸近同步

摘要 We extend a recent 同步化 analysis of exact finite state sources to nonexact sources for which 同步化 occurs only asymptotically. Although the proof methods are quite different, the primary res…

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2011 已發表論文

深度定序資料中轉錄後 RNA 修飾的痕跡

摘要 RNA 成熟的許多方面都會以與參考基因組 DNA 的偏差的形式在 RNA 定序數據中留下痕跡。這尤其包括基因組非編碼核苷酸和化學修飾。後者以不匹配和顯著的測序讀數模式的形式留下了自己的簽名。專注於特定類型偏差的修改繪圖程序可以幫助解開轉錄後修飾、成熟和降解過程。在這裡,我們將重點放在大量產生的小 RNA 定序數據,旨在分析 microRNA 表現。從 tRNA 中許多眾所…

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2011 已發表論文

關於非酵素分子複製子的生長速度

摘要 It is well known that non enzymatic template directed molecular replicators X + nO k 2X exhibit parabolic growth d[X]/dt infinity kX. Here, we analyze the dependence of the effective repl…

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2011 已發表論文

電路與自動機的有效理論

摘要 Considering an effective theory from a complicated process is central to the study of complexity. Even when the underlying mechanisms are understood, or at least measurable, the presence …

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2011 已發表論文

摘要 加州地震預測的區域地震似然模型 (RELM) 測試是對未來地震發生預測的首次競爭性評估

摘要 加州地震預測的區域地震似然模型 (RELM) 測試是對未來地震發生預測的首次競爭性評估。參與者提交了 2006 年 1 月 1 日至 2010 年 12 月 31 日期間在 0.1 度 x 0.1 度單元中發生 M = 4.95 級地震的預期機率。提交了加州及鄰近地區 7,682 個單位的機率。在此期間,試驗區發生了31M≥4.95級地震。這些地震發生在 22 個測試單元…

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2011 已發表論文

DNA 超螺旋轉變時的成核

摘要 在恆定的施加力下扭轉 DNA 揭示了熱激活轉變為具有超螺旋結構(稱為 plectoneme)的狀態。使用過渡態理論,我們預測該 plectoneme 成核速率為 10(4) Hz 量級。我們注意到用於操縱 DNA 的珠子上的黏性阻力限制了測量的速率,將這一點與測量了 10 Hz 數量級的跳躍率的實驗相協調。我們發現鹼基對序列無序引起的固有彎曲對於理​​解控制轉變的自由能障…

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2011 已發表論文

集體衝突動態中策略週期性的證據

摘要 We analyse the timescales of conflict decision making in a primate society. We present evidence for multiple, periodic timescales associated with 社會 decision making and behavioural patter…

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2011 已發表論文

上位性的原因

摘要 Since Bateson's discovery that genes can suppress the phenotypic effects of other genes, gene interactions called epistasis have been the topic of a vast research effort. Systems and deve…

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2011 已發表論文

摘要 動機:RNA二級結構包含許多不同鹼基對家族的非規範鹼基對

摘要 動機:RNA二級結構包含許多不同鹼基對家族的非規範鹼基對。這些結構特徵的成功預測可以改善二級結構,並應用於三級結構預測以及同時折疊和對齊。結果:我們提出了一個理論模型,使用 2 圖捕捉 RNA 對家族和具有共享核苷酸的擴展二級結構基序。我們為該模型提供了許多用於參數最佳化和結構預測的程式。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2011 已發表論文

長期識別記憶缺陷揭示了先天性面容失認症的分離亞型

摘要 該研究調查了先天性面容失認症(CP)的長期識別記憶,這是一種從出生起就存在的終生臉部辨識障礙。先前對腦性麻痺處理缺陷的研究主要依靠短期認知測試來估計個體缺陷的範圍和嚴重程度。我們首先報告了對一大群 CP 參與者進行的臉部和物體長期(一年)識別記憶的對照測試。八名 CP 參與者 (CP) 的長期辨識記憶顯著受損。在除一個案例之外的所有案例中,這種缺陷都是針對臉部的選擇性缺陷…

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2011 已發表論文

地震前兆:激活還是靜止?

摘要 我們討論了一個長期存在的問題,即大地震(震級 m 6.0)發生的機率是在較小事件激活時期最高,還是在較小事件靜止時期最高。活化模型的物理原理是基於成核理論的思想,即小震級地震發展為大地震的機率是有限的。靜止模型的物理原理基於這樣的想法,即較小地震(此處視為震級 m 3.5)的發生可能是由於臨界減速等機制所致,其中具有長程相互作用的系統的波動往往在大成核事件之前受到抑制。為…

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2011 已發表論文

摘要 我們提出了從主方程式獲得的機率函數 P(y, T) 的精確結果,該函數 P(y, T) 的和 y

摘要 我們提出了從主方程式獲得的機率函數 P(y, T) 的精確結果,該函數 P(y, T) 的和 y = Sigma(T)(t=1) x(t) 的離散隨機遊走器的位置 x(t) 僅限於 L 和 L 之間的整數集。我們研究 L 和 T 的大值的漸近性質。對於一組位置相關的轉移機率,P(y, T) 的函數形式具有非常高的精度,當T 假定某個值 T 與 L(2) 成比例。應用 q …

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2011 已發表論文

具有可調相互作用的冷原子玻色氣體的分析極限

摘要 我們使用基於與正常和異常密度相關的輔助場的非微擾形式討論了稀玻色氣體的平衡特性。我們透過分析證明,對於零溫度下弱相互作用粒子的稀玻色氣體,前導輔助場 (LOAF) 近似可以得出眾所周知的分析結果。在接近臨界點時,LOAF 預測與使用大 N 近似中的有效場理論獲得的預測相同。我們也報告了單一性極限下 LOAF 結果的分析近似值,這與我們的數值結果相比毫不遜色。 LOAF 預…

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2011 已發表論文

重組熱點的紅皇后理論

摘要 Recombination hotspots are small chromosomal regions, where meiotic crossover events happen with high frequency. Recombination is initiated by a double strand break (DSB) that requires th…

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2011 已發表論文

歐洲電網重大故障分析

摘要 Power grids are prone to failure. Time series of reliability measures such as total power loss or energy not supplied can give significant account of the underlying dynamical behavior of …

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2011 已發表論文

繞過 RNA 沉默的最佳病毒策略

摘要 The RNA silencing pathway constitutes a defence mechanism highly conserved in eukaryotes, especially in plants, where the underlying working principle relies on the repressive action trig…

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2011 已發表論文

摘要 對前饋布林電路的隨機實例進行了分析和數值研究

摘要 對前饋布林電路的隨機實例進行了分析和數值研究。眾所周知,評估這些電路是一個 P 完全問題,因此,在最壞的情況下,即使給定大規模並行計算機,在遠小於電路深度的時間內,也被認為是不可能執行的。儘管如此,我們發現,對於一些隨機電路的集合,很快就會飽和到固定的真值,因此可以在比電路深度少得多的並行時間內完成電路的評估。對於其他係綜,不會發生飽和,電路評估顯然很困難。特別是,對於一…

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2011 已發表論文

基因組印記和衝突引起的去通道化

摘要 Genomic imprinting is the phenomenon in which the expression pattern of an allele depends on its parental origin. When maternally expressed and paternally expressed imprinted loci affect …

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2011 已發表論文

指數族和有向擬陣理論中的支持集

摘要 離散指數族的閉包由與底層定向擬陣的電路相對應的一組有限方程式來描述。這些方程類似於代數統計中使用的方程,儘管它們在一般情況下不需要是多項式。此描述允許對指數族閉包中可能的支持集進行組合研究。如果兩個指數族誘導出相同方向的擬陣,則它們的閉包具有相同的支撐集。此外,正協同電路給出了指數族閉包的參數化。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2011 已發表論文

具有特殊結構的動物 snoRNA 和 scaRNA

摘要 The overwhelming majority of small nucleolar RNAs (snoRNAs) fall into two clearly defined classes characterized by distinctive secondary structures and sequence motifs. A small group of d…

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2011 已發表論文

計算高維格子動物

摘要 We present an implementation of Redelemeier's algorithm for the enumeration of lattice animals in high dimensional lattices. The implementation is lean and fast enough to allow us to exte…

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2011 已發表論文

聖彼得堡悖論的時間解析

摘要 A resolution of the St Petersburg paradox is presented. In contrast to the standard resolution, utility is not required. Instead, the time average performance of the lottery is computed. …

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2011 已發表論文

摘要 使用改進的協方差矩陣估計器作為樣本估計器的替代品被認為是增強投資組合最佳化的重要方法

摘要 使用改進的協方差矩陣估計器作為樣本估計器的替代品被認為是增強投資組合最佳化的重要方法。在這裡,我們使用 1997 年至 2007 年期間 90 隻高資本化美國股票的日回報率,對九種改進的協方差估計程序的表現進行了實證比較。我們發現協方差矩陣估計器的有用性很大程度上取決於估計週期 T 與股票數量 N 之間的比率、是否存在賣空以及所考慮的績效指標。當允許賣空時,多種估計方法所…

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2010-12-02 工作論文 工作論文 #285

作為計算的演化:對經濟理論和本體論的啟示

摘要 在過去的幾十年裡,進化理論家和其他人將進化作為一種計算形式的工作在生物學、計算機科學、資訊理論和物理學等領域產生了重要的見解。然而,這一研究流對經濟和製度的演化觀點影響相對較小。本文認為,這些文獻為演化經濟學和製度經濟學的理論和本體論的進步提供了潛力。本文探討了透過「設計空間」進行演算法搜尋的計算概念如何有助於統一技術、制度和經濟演變的概念,並解釋經濟中秩序和複雜性創造的…

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2010-12-02 工作論文 工作論文 #284

前饋網路中的層次結構與訊息

摘要 在本文中,我們定義了前饋結構的層次索引,以層次結構的三個基本概念為起點:順序、可預測性和金字塔結構。我們的定義適用於所謂的因果圖,即連接的有向無環圖,其中箭頭描繪了定義節點的兩個元素之間的直接因果關係。層次估計量是透過評估因果路徑的複雜性以及從給定端點恢復它們的不確定性來獲得的。這自然地引導我們對互資訊進行定義,透過圖的分層結構對其進行適當的歸一化和加權,從而產生具有堅實…

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2010-12-02 工作論文 工作論文 #283

齊普夫定律在傳播發展中的出現

摘要 齊普夫定律似乎在人類語言中無所不在,並且似乎是複雜通訊系統的普遍屬性。繼齊夫提出的關於通訊系統中說話者和聽者的努力之間存在緊張關係的早期建議之後,我們基於庫爾貝克的最小信息歧視原則,通過變分方法來解決該問題。因此,使用完全嵌入資訊理論框架的形式主義,我們證明了齊普夫定律是在齊普夫所描述的交流張力的嚴格定義下不斷發展的交流系統的唯一預期結果。

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2010-12-02 工作論文 工作論文 #282

理論之夢

摘要 「計算能力和複雜的數據收集掩蓋了這樣一個事實:在許多科學和工程領域,理論與實驗之間的平衡越來越不平衡,」吉姆·克拉奇菲爾德說。

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2010-12-01 工作論文 工作論文 #287

具有可調相互作用的冷原子玻色氣體的非微擾預測

摘要 我們根據與正常和異常密度相關的輔助場重寫拉格朗日,導出了稀玻色氣體作為複合場傳播器的循環展開的理論描述。我們證明,這種非微擾方法已經在前導階中描述了大範圍的耦合常數值,滿足戈德斯通定理,產生二階玻色 愛因斯坦躍遷,並且與下一個前導階大 N 展開在弱耦合極限中預測的臨界溫度一致。

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2010-12-01 工作論文 工作論文 #286

現在的過去與未來

摘要 我們展示了過去和未來之間的共享資訊(多餘的熵)如何從目前儲存的方向資訊的組成部分(預測性和追溯性因果狀態)中派生出來。詳細的證明使我們能夠突出估計和分析中阻礙準確計算過量熵的一些微妙問題。

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2010-11-16 工作論文 工作論文 #288

有爭議的公地中的權力與衝突:土耳其烏魯阿巴特湖的模式及其應用

摘要 公共池資源的過度開發以及資源開發者未能避免「公地悲劇」的標準模型充分反映了環境退化的許多問題。但在某些情況下,外部行為者降低了公地永續開發的能力,加劇了悲劇。這導致了另一個集體行動問題:資源使用者如何在政治行動中合作,提供激勵或約束,誘導外部參與者保護公共池資源。本文所發展的模型透過衝突的三方博弈論模型形式化了集體行動問題的第二個面向。某個行業污染了湖泊,減少了漁業收入,…

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2010-11-10 工作論文 工作論文 #289

有限狀態源的精確同步

摘要 我們使用 ε 機器因果表示來分析觀察者如何同步到有限狀態資訊來源的內部狀態。在這裡,我們處理精確同步的情況,即只需要有限數量的觀察。嚴格漸近同步的更困難的情況將在後續中處理。在這兩種情況下,我們發現觀察者與源的同步速度呈指數級增長,因此,觀察者對未來源輸出的預測的準確性也呈指數級快速接近其最佳水平。此外,我們在這裡展示如何分析計算精確 ε 機器的同步率,並提供有效的多項式…

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2010-11-06 工作論文 工作論文 #290

有限狀態源的漸近同步

摘要 我們將最近對精確有限狀態源的同步分析擴展到僅漸近發生同步的非精確源。儘管漸近情況需要更複雜,但主要結果保持不變。我們發現,觀察者在源狀態中的平均不確定性以指數方式快速消失,因此,觀察者在預測未來輸出時的平均不確定性以指數方式快速收斂到源熵率。

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2010-11-03 工作論文 工作論文 #291

資訊科技的超指數長期趨勢

摘要 摩爾定律讓人普遍認為資訊科技呈指數級進步。但IT的進步真的是指數級的嗎?在本文中,我們研究了 Koh 和 Magee(2006)收集的記錄資訊技術進展的長期資料序列。我們分析了幾種技術的六種不同的歷史進展趨勢,分為以下三個功能任務:資訊儲存、資訊傳輸(頻寬)和資訊轉換(計算速度)。六個資料集中的五個可以追溯到十九世紀。我們進行統計分析並表明,在所有六種情況下,我們都可以在…

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2010-11-01 工作論文 工作論文 #298

利用專利技術程式碼研究技術變革

摘要 許多關於技術變革的研究都認為,新的和現有的技術能力的重組是技術新穎性的主要來源之一。專利發明可以被視為為實現特定成果而匯集的不同技術的集合——這就是美國專利局對發明的定義。構成發明的技術由美國專利局透過複雜的技術代碼系統來識別。對發明的組合視角,象徵進化經濟學和複雜性科學所指導的技術變革方法,是使用技術程式碼來總結專利發明的技術新穎性的固有特徵。技術代碼代表了跨越 220…

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2010-11-01 工作論文 工作論文 #297

列舉有限進程

摘要 我們展示如何使用 ε 機器的因果表示來有效地列舉一類有限記憶體隨機過程。我們用自動機理論的語言來描述 ε 機器,並採用最新的演算法來產生可訪問的確定性有限自動機,將這個過大的類別修剪為 ε 機器。作為一個應用程序,我們精確地列舉了最多七個狀態和六個字母的拓撲 ε 機。

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2010-11-01 工作論文 工作論文 #296

前饋網絡中的拓樸可逆性和因果關係

摘要 從進化樹到河流流域或運輸網絡,其組織表現出因果不對稱約束的系統通常可以用一組離散的任意單元上的有向路徑來描述,包括狀態空間中的狀態、前饋神經網絡、給定事件集合的進化歷史或沿著複雜計算訪問的計算狀態圖。這樣一組路徑定義了前饋、非循環網路。與這些系統相關的關鍵問題涉及表徵其路徑可逆性的內在程度:給定圖中的末端節點,向後恢復過程直到原點的不確定性是多少?在這裡,我們提出了一個新…

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2010-11-01 工作論文 工作論文 #295

同步的多種途徑:自然時間尺度及其演算法

摘要 我們調查了與隨機過程同步的各種方式。我們定義了相關的長度尺度,為它們的計算提供了表徵定理和有效的演算法。我們證明,與過程的所有替代模型相比,使用 ε 機器可以最小化許多長度尺度。我們還表明,隨機過程理論中常見的馬可夫階概念是 ε 機表示的拓撲性質。此外,我們發現它只能在使用 ε 機器時計算,而不是任何替代方案。我們透過提供證據來說明結果,證明無限馬可夫階和無限神秘性是有限…

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2010-11-01 工作論文 工作論文 #293

空間維度如何影響前生物演化的產物:結構複雜性的空間族群動態與膜的出現

摘要 我們表明,ε 機器的自催化網絡及其種群動態在空間(地理分佈)和非空間(panmixia)種群之間存在很大差異。一般來說,時空不變的自催化網路區域(或域)出現在地理分佈的群體中。它們被互補的ε 機器的功能膜分隔開,這些膜在域之間主動翻譯並負責它們的生長和穩定性。我們分析空間和非空間群體,確定自催化網絡的代數特性,該網絡允許空間影響動力學,從而產生自催化域和膜。此外,我們分析…

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2010-11-01 工作論文 工作論文 #294

焦點議題介紹:內在與設計計算:動態系統中訊息的處理 - 超越數位霸權

摘要 動態系統如何儲存和處理資訊是一個基本問題,涉及一系列非常廣泛的當代問題:從摩爾定律的崩潰(預測數位電路的不可阻擋的進步)到自然世界模式的基本哲學問題。這個問題也讓人們回到動力系統理論、機率論、數理邏輯、通訊理論和理論電腦科學基礎的最早期。我們在本期焦點期刊中介紹了廣泛且相當不拘一格的文章集,重點介紹了當前計算和動力系統中的一系列挑戰。 © 2010 美國物理學會。 doi…

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2010-11-01 工作論文 工作論文 #292

基於資訊對稱和測量尺度的常見機率分佈的簡單推導和分類

摘要 常見觀察到的模式通常遵循幾個不同的機率分佈族。一百多年前,Karl Pearson 提供了常見連續分佈的系統推導和分類。他的方法是現象學的:一個產生共同分佈的微分方程,沒有任何潛在的概念基礎來解釋為什麼共同分佈具有特定​​的形式以及如何解釋家庭關係。皮爾遜系統及其衍生系統仍然是最受歡迎的機率分佈系統分類。在這裡,我們基於兩個有意義且合理的命題將不同形式的常見分佈統一為一個…

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2010-09-28 工作論文 工作論文 #299

生物 計算

摘要 本文透過討論生物計算研究的前景,為 ACM Ubiquity「什麼是計算」研討會做出貢獻,即生物體本身執行計算的提議,更具體地說,資訊和計算的抽象概念可能是以更統一的方式理解生物學的關鍵。

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2010-09-17 工作論文 工作論文 #300

預測ing 細胞自動機

摘要 我們使用 Wolfram 的一維二元細胞自動機來探索本地知情個體代理在不同複雜程度的系統中預測自動機未來狀態的能力。然後,我們將代理的表現與以多數決投票的兩小組代理的表現進行比較。我們發現穩定的規則(I 類)是高度可預測的,而最複雜的(IV 類)和混沌規則(III 類)是不可預測的。然而,我們發現產生規則模式(II 類)的規則的可預測性差異很大。然後我們表明,II 類規則…

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2010-09-03 工作論文 工作論文 #301

資訊驅動的自組織:自主機器人行為的動態系統方法

摘要 近年來,資訊理論已成為對機器人和生物的感覺運動動力學感興趣的研究人員的焦點。這些方法的一個根源是生物體是資訊處理系統,這些過程的最佳化應​​該是一種演化優勢。除了這些更重要的問題之外,最近人們對機器人如何配備創新或好奇心的內部驅動力這一問題也很感興趣,這可以作為機器人開放式、自主開發的驅動力。這些方法的成功主要取決於選擇一種方便的資訊測量方法。本文詳細研究了感覺運動過程的…

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2010-09-01 工作論文 工作論文 #304

複雜統計系統的綜合分類及其熵和分佈函數的從頭推導

摘要 為了表徵熱力學框架內強相互作用的統計系統(尤其是複雜系統),可能有必要引入廣義熵,Sg。過去已經提出了一系列這樣的熵,主要是為了將重要的經驗分佈函數適應最大無知原則。到目前為止,對這些熵的基本起源及其與複雜系統的更深層關係的理解仍然有限。在這裡,我們從首要原則出發探討這些問題。我們首先觀察第四個 Khinchin 公理(可分離性公理)被一般的強相互作用系統所違反,並詢問違…

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2010-09-01 工作論文 工作論文 #303

真實、飽和網路流量的自穩定分散訊號控制

摘要 車輛流量的協調通常透過交通號誌的循環操作以及同步這些週期來實現。然而,交通號誌通常優化的典型條件永遠不會準確地發生。一個週期內到達的車輛數量的大幅波動可能會導致綠燈時間的使用效率低下,綠燈時間通常要么太短要么太長。我們在這裡提出的方法不僅允許對持續時間進行可變調整,還允許對綠燈階段的順序進行可變調整,同時它至少達到與優化的固定時間控制器相同的交叉口吞吐量。當十字路口高度飽…

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2010-09-01 工作論文 工作論文 #302

理性科學家世界中的同儕審查:走向平均值的選擇

摘要 同儕審查的優點之一是它為科學工作、論文和專案提供了一種自我調節的選擇機制。同儕審查作為一種選擇機制,其效率很難評估。認真努力了解其優點和缺點尚未得出明確的答案。理論上,如果參與者(編輯和審查者)符合一系列要求,例如熱愛高品質的科學、客觀、沒有偏見、裙帶關係、朋黨網絡、自私等,同儕審查就會起作用。如果違反這些要求,對高品質作品的評選有何影響?我們用一個簡單的基於代理人的模型…

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2010-08-01 工作論文 工作論文 #305

內在和設計計算中的同步與控制:隨機計算競爭模型的資訊理論分析

摘要 我們採用資訊理論中的工具來分析觀察者如何與有限平穩隨機過程的隱藏狀態同步。我們表明,同步是由過程的內部組織和觀察者的模型決定的。我們使用狀態區塊和區塊狀態熵的收斂來分析這些分量,並將它們與先前已知的香農塊熵的收斂特性進行比較。在此過程中,我們引入了資訊量詞的層次結構作為這些熵的導數和積分,這與區塊熵引入的類似層次結構相似。我們也得出同步屬性和製程可控性之間的二元性。這些工…

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2010-07-21 工作論文 工作論文 #306

摘要 在這項工作中,我們研究了不同學科的研究,這些研究使我們假設人類的利他主義本質上是有益的,並且鑑於其

摘要 在這項工作中,我們研究了不同學科的研究,這些研究使我們假設人類的利他主義本質上是有益的,並且鑑於其可塑性,受到社會背景的調節。我們對神經和內分泌過程進行了多項研究,以及利他行為和社會支持對免疫力、預期壽命和壓力水平等優勢的有益影響。考慮到這一證據,我們提出了一種社會合作模型,該模型呈現不完美的超臨界乾草叉分叉中的相變。手稿提出了利他主義的潛在有益作用,這可以解釋其在非親屬…

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2010-07-01 工作論文 工作論文 #308

歸納賽局理論和動物衝突的動力學

摘要 衝突會破壞社會互動的穩定,並阻礙生物組織多個層面的合作。引起根本利益的是衝突動盪時期的原因。我們分析了猴子社會模型系統中的衝突動態。我們開發了一種技術,即歸納博弈論,可以直接從時間序列資料中提取個人和群體使用的決策策略。該技術使用蒙特卡羅模擬來測試衝突動態的替代因果模型。我們發現個體的戰鬥決定是基於對社會因素的記憶,而不是短期的生態資源競爭。此外,這些決策所依據的社會評估…

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2010-07-01 工作論文 工作論文 #307

群體退火:一種用於粗糙自由能景觀的有效蒙特卡羅方法

摘要 描述了 Hukushima 和 Iba [1] 提出的群體退火演算法。群體退火將複製群體中的模擬退火和玻爾茲曼加權差分複製相結合,以對平衡狀態進行採樣。群體退火可以直接獲得自由能。結果表明,可觀測值的無偏測量可以透過多次運行的加權平均值來獲得,權重因子與運行中的自由能估計相關。群體退火非常適合併行化,並且對於具有粗糙自由能景觀(例如自旋玻璃)的系統來說,可能是並行回火的有…

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2010-05-18 工作論文 工作論文 #310

結構漂移:順序學習的群體動態

摘要 我們引入了一種順序因果推理理論,其中鏈中的學習者從上游「老師」估計結構模型,然後將模型中的樣本傳遞給下游「學生」。它擴展了遺傳漂變的群體動力學,將木村的選擇性中立理論重新塑造為使用具有記憶的結構化群體的廣義漂變過程的特例。我們研究了幾種漂移過程的擴散和固定特性,並提出了在學習、推理和進化方面的應用。我們也示範了漂移過程空間的組織如何控制保真度,促進創新,並導致有記憶和無記…

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2010-05-18 工作論文 工作論文 #309

多樣性、競爭、滅絕:語言變遷的生態物理學

摘要 正如查爾斯·達爾文早期指出的那樣,語言的行為和變化與生物物種非常相似。它們表現出高度的多樣性,在空間和時間上存在差異,出現和消失。大量文獻探討了選擇性場景下智能體群體中資訊交換和通訊限制的作用。這些模型對於解釋複雜的溝通形式在演化壓力下如何出現非常有幫助。然而,大型組織的其他模式可以使用忽略溝通特徵的數學方法來描述。這些方法考慮較短的時間尺度,並透過利用理論生態學和統計物…

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2010-03-09 工作論文 工作論文 #311

大型網路中的合作:一種實驗方法

摘要 我們提出了一種新設計的簡單公共物品實驗,有大量參與者,電腦實驗室中最多 80 人有可能與房間裡的其他人建立聯繫,以誘導更多合作者為公共利益做出貢獻並克服社會困境。這個實驗設計探討了使用社交網路和製度設備來創造與我們在小群體中觀察到的相同行為反應(例如承諾、社會規範、互惠、信任、羞恥、內疚)的可能性,這些反應似乎在私人提供公共物品中誘導合作行為。我們的實驗結果表明,網絡結構…

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2010-02-22 工作論文 工作論文 #314

BarMap:動態能量景觀上的 RNA 折疊

摘要 RNA二級結構的動態變化在許多調控RNA的功能中扮演重要角色。這種動力學效應,特別是在時變和外部觸發系統中,通常透過對大量單獨折疊軌跡進行廣泛且昂貴的模擬來研究。在這裡,我們描述了一種通用方法的理論基礎,該方法不僅允許直接計算近似人口密度,而且還可以將分析折疊能量景觀所需的工作量減少到一次性預處理步驟。基本概念是考慮單一景觀的動力學,並將外部觸發因素和環境變化建模為景觀中…

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2010-02-22 工作論文 工作論文 #313

基因調控創新:染色質計算案例

摘要 染色質調控被認為是真核細胞基因調控的基本模式之一。我們認為,決定染色質結構的基本蛋白質構成了生命所有三個領域中共有的進化古老的轉錄調控層。我們從系統發育角度探索染色質調控的創新來源,並著重在與染色質結構和功能相關的蛋白質結構域,證明染色質調控的複雜性逐漸增加。基於高度保守地使用染色體結構蛋白變體來區分染色體狀態,Eukarya 其次獲得了將化學修飾「寫入」到構成持久訊號的…

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2010-02-22 工作論文 工作論文 #312

演化 of 代謝網絡s: A 計算 Framework

摘要 背景:現有生物體的代謝結構共享許多關鍵途徑,例如檸檬酸循環、糖解作用或大多數胺基酸的生物合成。文獻中已經討論了關於塑造代謝網絡的進化機制的幾種相互競爭的假設,每個假設都得到了現有基因組的比較分析的支持。或者,可以透過直接電腦模擬來研究代謝進化的原理。然而,這需要所有相關組件的顯式實現:新陳代謝所基於的化學反應的整體、實現新陳代謝的酶的顯式表示、編碼這些酶的遺傳系統以及可以…

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2010-02-11 工作論文 工作論文 #315

電路分割與內積的#P完全積

摘要 我們提出一個簡單、自然的 P 完全問題。設G為有向圖,k為正整數。我們定義 q(G; k) 如下。在每個頂點 v 處,我們放置一個 k 維複向量 xv 。我們在所有邊 (u, v) 上求內積 <xu , xv 的積。最後,q(G; k) 是該乘積的期望,其中 xv 是均勻且獨立於所有範數 1 的向量(或者,從高斯分佈)選擇的。我們證明 q(G; k) 與 G 的循環劃分多…

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2010-02-09 工作論文 工作論文 #316

網路中隱藏屬性的主動學習

摘要 在許多網路中,頂點具有與網路拓撲相關的隱藏屬性。例如,在社交網路中,如果人們在人口統計上相似,那麼他們更有可能成為朋友。在食物網中,掠食者通常吃體重較低的獵物。我們探索一種網路拓撲已知但這些屬性未知的設定。如果每個頂點都可以被查詢,學習其隱藏屬性的值(但只有一定的成本),那麼我們需要一個演算法來選擇接下來要查詢的頂點,以便盡可能多地了解剩餘頂點的屬性。我們假設網路是由機率…

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2010-02-01 工作論文 工作論文 #317

投資組合經理人的博弈績效費

摘要 我們表明,設計基於績效的薪酬合約來獎勵產生超額回報的投資組合經理,同時篩選出無法產生此類回報的經理是非常困難的。理論界限是根據各種績效合約下可能的費用操縱量得出的。我們表明,最近提出的改革薪酬做法的提議,例如推遲發放獎金和製定回扣條款,不會消除玩弄制度的機會,除非管理者的立場和策略具有透明度。事實上,不存在僅根據回報歷史來區分熟練經理和非熟練經理的補償機制。

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2010 已發表論文

摘要 本文提出了地震破裂引發和傳播的複合模型

摘要 本文提出了地震破裂引發和傳播的複合模型。此模型包括損傷力學、纖維束模型和滑塊模型等面向。元素陣列的引入類似於纖維束的纖維。每個元件的失效時間由泊松分佈指定。假設危險率對壓力具有冪律依賴性。當一個單元失效時,它將被移除,失效單元上的應力將均勻地重新分佈到給定相互作用範圍內的指定數量的相鄰單元。損壞被定義為失效元件的比例。失效時間和破裂擴展模式被確定為危險率指數和交互作用範圍…

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2010 已發表論文

全球目錄中破紀錄的地震間隔與餘震序列

摘要 為本研究的目的,間隔是指指定區域內兩次地震之間經過的時間;規定了地震的最小震級。破紀錄的間隔是指比之前的間隔更長(或更短)的間隔;必須指定開始時間。我們考慮了震級大於 5.5 級的全球地震,並表明破紀錄的地震間隔可以透過泊松(隨機)理論很好地估計。我們還考慮了 2004 年帕克菲爾德地震的餘震,並表明破紀錄的間隔是透過非常不同的統計數據得出的近似值。在這兩種情況下,我們都…

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2010 已發表論文

摘要 本文關注的是多體系統中透過競爭性相互作用和無序的組合而產生的複雜宏觀行為,即使是微觀層面上的簡單成

摘要 本文關注的是多體系統中透過競爭性相互作用和無序的組合而產生的複雜宏觀行為,即使是微觀層面上的簡單成分。它試圖指出和說明在廣泛的科學學科中概念理解、方法論和應用方面所出現的豐富性,並暗示一些仍有待挖掘的進一步機會。在此過程中,它採用了物理學的視角,並試圖展示(儘管相當簡短)物理學是如何做出貢獻和受到刺激的。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2010 已發表論文

關於軟禁替代方案對於激勵醉酒駕駛罪犯安裝點火連鎖的有效性的說明

摘要 簡介:點火連鎖在減少酒後駕駛方面的有效性受到醉酒駕駛 (DWI) 罪犯逃避法院安裝該裝置的命令的能力的限制。方法:在新墨西哥州的一個試點計畫中,四名聖達菲縣法官對聲稱沒有汽車或無意開車的罪犯實施家庭監禁(透過電子監控手環)。將聖達菲縣聯鎖安裝率與新墨西哥州所有其他縣在兩年計劃和兩年計劃後期間的安裝率進行了比較。結果:在兩個計劃實施期間,聖達菲縣被判醉酒的司機中有 70% …

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2010 已發表論文

隨機圖中的剛性轉變

摘要 As we add rigid bars between points in the plane, at what point is there a giant (linear sized) rigid component, which can be rotated and translated, but which has no internal flexibility…

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2010 已發表論文

摘要 證人恐嚇涉及策略複雜性和雙向不確定性:犯罪者無法知道威脅是否會嚇阻證人,證人也無法知道威脅是否會被

摘要 證人恐嚇涉及策略複雜性和雙向不確定性:犯罪者無法知道威脅是否會嚇阻證人,證人也無法知道威脅是否會被實施。我們對這種互動進行建模,並探討恐嚇、證詞和定罪率如何回應證詞價值、警察與社區之間的關係以及證人保護計畫的變化。如果證詞的價值上升,犯罪者就會面臨更強烈的威脅動機,但威脅的可信度就會降低。威脅的增加可能足以抵消證詞的更大價值,從而導致被定罪的罪犯減少這種矛盾的結果。當證人…

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2010 已發表論文

黑白兇殺案

摘要 非裔美國人死於兇手之手的可能性是美國白人的六倍,而謀殺他人的可能性大約是白人的七倍。年輕黑人男性被謀殺的可能性是年輕白人男性的 15 倍。這種差異是歷史性的、普遍存在的,不能用個人特質來解釋。暴力文化和分配尾端理論也不足以解釋這種差異的地理和人口模式。我們認為,任何令人滿意的解釋都必須考慮到謀殺可能具有先發制人的動機這一事實:人們有時只是為了避免被殺而殺人。因此,在(內在…

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2010 已發表論文

使用 Pade 近似的 Rosenau-Hyman 壓緊子的穩定性和動力學特性

摘要 我們提出了一種使用 Pade 近似計算均勻網格上平滑函數高階導數的系統方法。我們透過使用傳統二階有限差分公式作為起點推導高階近似來說明我們的發現。我們採用這些方案來研究 K (2,2) Rosenau Hyman 壓緊子的穩定性和動力學特性,包括兩個壓緊子的碰撞以及由此產生的激波形成。我們的方法使用一種差分方案,僅涉及統一空間網格上的最近鄰和次近鄰。壓實子的偏微分方程式涉…

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2010 已發表論文

歸納賽局理論和動物衝突的動力學

摘要 Conflict destabilizes 社會 interactions and impedes 合作 at multiple scales of 生物 organization. Of fundamental interest are the causes of turbulent periods of conflict. We analyze conflict dy…

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2010 已發表論文

基於分類的空間投票

摘要 實驗研究表明,雖然大多數選民都有某種形式的空間偏好,但個人的空間偏好類型有所不同:許多選民更喜歡在政策空間中與自己更接近的候選人(鄰近投票),其他選民則更喜歡與自己在問題上同一立場的候選人(定向投票),還有一些選民更喜歡那些政策最接近他們的候選人(折扣鄰近投票)。沒有現有的理論可以解釋這種變化。我提出了一種理論,其基礎是人們對候選人進行分類並且對類別有不同的偏好。隨著選民…

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2010 已發表論文

摘要 許多研究假設股票價格遵循稱為幾何布朗運動的隨機過程

摘要 許多研究假設股票價格遵循稱為幾何布朗運動的隨機過程。儘管模型大致正確,但無法解釋頻繁發生的極端價格波動,例如股市崩盤。透過使用來自三個不同股票市場的大量數據,我們提出了證據,表明對隨機模型的修改(在過程的標準差中添加緩慢但顯著的波動)可以準確地解釋不同大小的價格變化的機率,包括相對較高的極端波動頻率。此外,我們表明這個過程在不同股票之間是相似的,因此它們的價格波動可以用一…

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2010 已發表論文

摘要 背景:了解更新世晚期整個歐亞大陸東北部人類活動範圍擴張的動態對於建立美洲殖民化的經驗時間限制至關重

摘要 背景:了解更新世晚期整個歐亞大陸東北部人類活動範圍擴張的動態對於建立美洲殖民化的經驗時間限制至關重要[1]。關於美洲如何以及何時被殖民的觀點差異很大,支持者支持在末次盛冰期(LGM)之前[2]或之後[1,3,4,5,6]殖民化,透過橫跨白令陸橋的陸橋[3,4,5]、環太平洋沿海航線[1,3]、跨大西洋航線[4]或跨大西洋航線[5]。在這裡,我們分析了大量來自歐亞舊石器時代…

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2010 已發表論文

信用卡和通貨膨脹

摘要 信用卡的引入和廣泛使用提高了交易效率,但同時也提高了貨幣流通速度,在沒有貨幣幹預的情況下會導致通貨膨脹。如果貨幣當局試圖透過減少貨幣供應量來恢復信用卡前的價格水平,它可能不得不犧牲效率收益。當信用卡違約時,通貨膨脹會加劇,效率收益也會減少。然後,貨幣當局可能必須接受低於信用卡前的效率,以恢復信用卡前的價格水平,否則,如果它不願意將效率降低到信用卡前的水平以下,就必須接受通…

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2010 已發表論文

圖產品視覺化

摘要 圖是物件之間二元關係的一般結構和抽象。為了深入了解這些關係,可以將它們相應的圖表視覺化。過去,已經定義了許多類別圖,例如針對這些類別提出了樹、平面圖、有向無環圖和視覺化演算法。儘管許多圖可能僅被歸類為「一般」圖,但它們可以包含屬於某一類的子結構。 Archambault 提出了 TopoLayout 框架:不是使用一種方法繪製任意圖,而是將圖拆分為與一個圖類同質的組件,然…

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2010 已發表論文

論嚴重恐怖事件的發生頻率

摘要 In the spirit of Lewis Richardson's original study of the statistics of deadly conflicts, we study the frequency and severity of terrorist attacks worldwide since 1968. We show that these…

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2010 已發表論文

走向非阿貝爾電磁對稱:骨架群

摘要 We propose an electric magnetic symmetry group in non abelian gauge theory, which we call the skeleton group. We work in the context of non abelian unbroken gauge symmetry, and provide ev…

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2010 已發表論文

大流行性流感的人口結構變化

摘要 Background: As Pandemic (H1N1) 2009 influenza spreads around the globe, it strikes school age children more often than adults. Although there is some evidence of pre existing immunity amo…

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2010 已發表論文

依賴霧的生態系中植被模式的形成

摘要 植被格局的形成是世界上一些水資源有限的生態系的顯著特徵。通常,它們是在基於徑流的生態系統中描述的,強調水、生物質攔截、生長和擴散之間的局部相互作用。在這裡,我們表明這種情況絕不是普遍的,因為在沒有降雨的地區和沒有功能性根的植物(鳳梨鐵蘭)以及霧是主要水分來源的地區,植被的帶狀圖案可能會出現。我們證明,基於風引起的霧水平流及其被植被攔截的簡單模型可以重現帶狀圖案,這與在沿海…

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2010 已發表論文

BarMap:動態能量景觀上的 RNA 折疊

摘要 Dynamical changes of RNA secondary structures play an important role in the function of many regulatory RNAs. Such kinetic effects, especially in time variable and externally triggered sy…

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2010 已發表論文

具有可調相互作用的冷原子玻色氣體的非微擾預測

摘要 我們根據與正常和異常密度相關的輔助場重寫拉格朗日,導出了稀玻色氣體作為複合場傳播器的循環展開的理論描述。我們證明,這種非微擾方法已經在前導階中描述了大範圍的耦合常數值,滿足戈德斯通定理,產生二階玻色 愛因斯坦躍遷,並且與次前導大 N 展開在弱耦合極限中預測的臨界溫度一致。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2010 已發表論文

表達陣列上的 G-Stack 調製探針強度 - 序列校正和訊號校準

摘要 背景:表達微陣列上探針點的亮度旨在測量特定 mRNA 標靶的豐度。序列中至少包含三個鳥嘌呤 (G) 的探針顯示異常高強度,這反映的是探針效應而不是目標濃度。這種 G 偏差需要在下游表達分析之前進行校正。結果:沿著探針序列的三個或多個連續 G 的較長運行,特別是在其溶液末端的三重簡併 G((GGG) 1 效應)與 GeneChip 表達陣列上異常大的探針強度相關。這種強度偏…

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2010 已發表論文

模組化最大化在實際環境中的表現

摘要 Abstract: Although widely used in practice, the behavior and accuracy of the popular module identification technique called modularity maximization is not well understood in practical con…

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2010 已發表論文

生活科技:在科技中運用生命原理

摘要 The concept of living technology that is, technology that is based on the powerful core features of life is explained and illustrated with examples from artificial life software, reconfig…

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2010 已發表論文

孟加拉國馬特拉布分娩婦女三個亞組產後失血過多估計值的比較

摘要 簡介:產後出血(PPH)是全世界孕產婦死亡和殘疾的主要原因。 PPH的辨識依賴於主觀視覺量化。本研究旨在評估和比較孟加拉國馬特拉布熟練助產士 (SBA)、傳統助產士 (TBA) 和非專業助產士報告的產後失血過多的閾值。方法:使用變異數分析、Hochberg 檢定、Kruskal Wallis 檢定和標準描述性統計分析來自詢問產後失血過多的六個問題的數據。結果:我們發現外行…

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2010 已發表論文

摘要 先前關於恐怖主義衝突動態的研究往往著重於我們是否會看到政府對策後攻擊模式發生變化

摘要 先前關於恐怖主義衝突動態的研究往往著重於我們是否會看到政府對策後攻擊模式發生變化。我們認為,除了反叛亂之外,還有許多因素可以影響團體是否訴諸恐怖主義,包括團體之間的競爭,以及他們與輿論和其他政治事件的關係。因此,要理解與多個行為體的長期衝突中的恐怖分子策略,需要我們考慮行為體之間的創新、模仿、競爭和依賴的更一般框架。我們使用有關恐怖攻擊、反恐和以色列 巴勒斯坦衝突中的輿論…

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2010 已發表論文

具有微擾約束的 f(R) 引力中的中子星

摘要 我們研究具有微擾約束的 f(R) 引力理論中的中子星結構。我們推導了修正的托爾曼 奧本海默 沃爾科夫方程式並求解它們以獲得多方狀態方程式。我們研究了由此產生的中子星質量和半徑的變化,並表明僅對錶面現象的觀察無法打破改變引力理論與選擇不同的中子星物質狀態方程式之間的簡併性。另一方面,中子星冷卻的觀測取決於恆星內部物質的密度,可能會對理論參數產生重大限制。 ※ 此為已發表論文…

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2010 已發表論文

摘要 我們開發了計算強彩色電場產生費米子對動力學的方法,包括使用半經典玻爾茲曼 弗拉索夫 (B V) 方

摘要 我們開發了計算強彩色電場產生費米子對動力學的方法,包括使用半經典玻爾茲曼 弗拉索夫 (B V) 方程式的反反應。我們透過在 B V 方程式中插入一個包含泡利阻塞效應的源項來實現施溫格對產生式。我們給出了 (1+1) 笛卡爾維度中具有 SU(2) 對稱性的模型的數值結果。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2010 已發表論文

2-氰乙醇的毫米波光譜

摘要 為了更好地表徵恆星形成區域中涉及 CN 基團的化學特徵,我們記錄了 2 氰基乙醇的毫米波旋轉光譜。近 6000 個新躍遷被分配給兩個獨立的構象異構體和三個扭轉激發態。最低能量構象異構體,gauche 2 氰乙醇,其第一激發撓場和反 1 構象異構體的基態最好用基本的不對稱剛性轉子哈密頓量(包括畸變)來表徵。所有這些都接近實驗不確定性。戈什構造體的第二和第三激發扭轉態的擬合品…

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2010 已發表論文

甲氧基乙腈的毫米波光譜

摘要 本文是闡明星際介質中氰基化學研究的第二篇論文,其中我們提出了甲氧基乙腈的毫米波光譜的特性。 Braakman 和 Blake 的論文(已提交出版)[1] 描述了其結構異構體 2 氰基乙醇。甲氧基乙腈的旋轉光譜顯示了良好的不對稱剛性轉子的特徵。我們將近 7400 個躍遷分配給 2 個構象異構體和 2 個激發態。所有這些都適合 Watson A 簡化的哈密頓量,僅包括離心畸變…

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2010-01-01 工作論文 工作論文 #319

論齊普夫定律的普遍性

摘要 齊普夫定律是顯示縮放行為的最常見的統計分佈。城市、人口或企業只是這看似普遍法則的例子。儘管已經提出了許多不同的模型,但尚未證明其普遍性存在著一般的理論解釋。在這裡,我們證明齊普夫定律其實是一類非常普遍的隨機系統的必然結果。借用演算法資訊理論的概念,我們的推導是基於透過對具有無數可能狀態的系統進行連續觀察而獲得的符號序列的屬性。具體來說,我們假設觀察序列提供的系統描述的複雜…

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2010-01-01 工作論文 工作論文 #318

生命之樹的基於全基因組的原核分支

摘要 最近提出的原核系統發育的組成向量(CVTree)方法是基於全基因組、無比對和無參數的。它支持生命之樹古細菌和細菌分支中許多主要和精細聚類的16S rRNA分析,並為後者提供額外的資訊和獨立驗證。它可能成為原核系統發育和分類學中實用且確定的工具。

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2009-12-17 工作論文 工作論文 #320

燃煤發電的歷史成本及其對未來的影響

摘要 我們研究了 1882 年至 2006 年間美國燃煤發電的成本,將其分解為煤炭價格、運輸成本、能源密度、熱效率、工廠建設成本、利率和容量係數。目前成本的主要決定因素是煤炭價格和工廠建設成本。煤炭價格似乎或多或少地隨機波動,而建築成本則遵循長期趨勢,從1902年至1970年下降,從1970年至1990年上升,此後持平或略有下降。這使我們預測,即使沒有碳捕獲和封存,即使在建築成…

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2009-12-01 工作論文 工作論文 #324

圍繞價格大幅變動的限價訂單簿研究

摘要 我們研究了流動性股票在經歷較大的盤中價格變化後限價訂單簿的動態。在數據中,我們發現幾個微觀指標的變化很大,例如,買賣價差的波動性、買賣不平衡、排隊限價單的數量、限價單下達和取消的活動(數量和數量)等。數量的放鬆通常非常緩慢,可以用指數≈0.4的冪律來描述。我們引入數值模型以便更好地理解實證結果。我們發現,透過訂單流的零智能沉積模型,可以定性地再現經驗結果。這表明緩慢的放鬆…

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2009-12-01 工作論文 工作論文 #323

複雜系統隱藏的脆弱性:變化的後果,變化的後果

摘要 短期生存和熱衷於建立我們的未來正在產生一種新的意想不到的後果——隱藏的脆弱性。這是人類創造的社會技術系統的複雜性和結構複雜性的直接影響。這是不可避免的。因此,挑戰在於,我們能夠在多大程度上理解和預測這些系統以及導致其建構的社會動態?

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2009-12-01 工作論文 工作論文 #322

社會和經濟的系統性風險

摘要 本文總結了社會經濟系統系統性風險的來源和驅動因素以及相關治理問題。該分析基於複雜系統理論,並透過大量例子進行說明,包括金融市場不穩定。將解決有關社會經濟系統的行為和功能的典型誤解,並指出當前對社會和經濟系統穩定性的一些威脅。

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2009-12-01 工作論文 工作論文 #321

重訪埃爾法羅爾

摘要 幾年前,Brian (Arthur 1994) 發表了一篇關於解決他最喜歡的聖達菲當地酒吧 El Farol 擁擠狀況問題的開創性文章。非正式的環境及其座位問題為許多情況下發生的基本協調問題提供了一個引人注目的隱喻。亞瑟為日常小問題提供了富有想像且深入的解決方案。一個簡單的版本如下:假設有 100 個人喜歡去聽音樂,但都不喜歡擁擠。他們都有相同的品味,這表明如果參加人數不…

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2009-11-05 工作論文 工作論文 #325

測量大型多人線上遊戲中的社交動態

摘要 迄今為止,人類群體行為的量化還無法採取經驗的、可證偽的方法。這是由於社會系統的資料取得存在巨大困難。大型多人線上遊戲 (MMOG) 提供了一種令人著迷的新方式來觀察數十萬同時參與虛擬經濟活動的社交互動個人。我們編制了一個資料集,其中包含 30 萬人玩的 MMOG 三年內所有玩家的幾乎所有行為。這個社會經濟單位的大規模資料集包含來自單一一致來源的所有社會和經濟資料。玩家必須…

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2009-10-14 工作論文 工作論文 #326

生物物流與效率鬥爭:概念與觀點

摘要 世界人口的成長、資源的有限、經濟問題和環境問題迫使工程師為物流系統開發越來越有效率的解決方案。然而,純粹的效率優化往往會導致技術解決方案容易受到供需變化和擾動的影響。相比之下,大自然已經提供了種類繁多的高效、靈活和強大的物流解決方案。我們能否利用生物學原理來設計能夠靈活適應難以預測的波動條件的系統?我們提出了一種受生物啟發的「生物物流」方法,利用模組化、自組裝、自組織和分…

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2009-09-01 工作論文 工作論文 #330

合作、規範與衝突:統一方法

摘要 合作對社會至關重要,但常常受到個人私利的挑戰。雖然博弈論對這個問題進行了廣泛的研究,但對於具有不同偏好的群體內部和群體之間的互動卻很少有研究。然而,利益不相容的人之間的互動常常會產生衝突,因為一個群體認為合作的行為可能被另一個群體視為不合作。為了理解這種競爭性互動的結果,我們研究了具有不相容偏好和不同權力的多個群體的博弈動態複製方程,以揭示例如哪些機制可以促進行為規範的演…

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2009-09-01 工作論文 工作論文 #329

極端退化表徵了複雜網路的模組辨識問題

摘要 識別複雜網路中的模組化結構是理解複雜生物、技術和社會系統的功能、動態、穩健性和演化的基本任務。儘管在實踐中得到了廣泛應用,但流行的識別技術(例如基於優化稱為模組化的數量的技術)的準確性仍然很少被表徵。在這裡,我們對該方法進行系統性和批判性的分析。我們透過分析表明,除了先前觀察到的分辨率限制之外,模組化函數 $Q$ 表現出極端的簡併性,允許指數數量的高模組化但結構不同的解決…

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2009-09-01 工作論文 工作論文 #328

經濟網絡:我們知道什麼以及我們需要知道什麼?

摘要 我們研究經濟網絡這一新興領域,並探討其揭示全球動盪經濟的能力,在這種經濟中,信貸、所有權、創新、投資和幾乎所有其他經濟活動的規模和範圍都不受地理、組織或政治界限的影響。在這種背景下,對經濟網絡及其動態的研究必須反映交互模式的巨大複雜性,並將其與控制代理人行為的激勵和資訊的現實描述相結合。兩者的相互作用已被證明會產生亞穩定性、系統崩潰和緊急結構,但人們對它們的了解卻知之甚少…

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2009-09-01 工作論文 工作論文 #327

經濟誘因與社會偏好:基於偏好的盧卡斯對公共政策的批判

摘要 為自私的個人設計的政策和明確的激勵措施有時會降低利他主義、道德規範和其他社會偏好的效果,甚至適得其反。 51 項實驗研究的證據表明,這種擠出效應是普遍存在的,而且擁擠效應也會發生。開發了一個模型,其中自我關注和社會偏好可以是替代品或補充,並提供了偏好的這種非可加性特徵背後的機制的證據。其結果是基於偏好的盧卡斯批判,將可行的實施限制在考慮到激勵對偏好的影響的情況下可支持的分…

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2009-08-01 工作論文 工作論文 #339

較大的群體可能會緩解集體行動問題

摘要 本文展示了更大的群體規模如何增強社會困境中的懲罰行為,從而支持更高程度的合作。我們專注於使用蘭徹斯特方程式來描述衝突技術,並研究懲罰的「集體」在支持大群體合作中的作用。主要結果表明,只要叛逃者的「集體性」稍微低於懲罰者,蘭徹斯特定律就可以適用,表明隨著人口規模的增加,較小比例的懲罰者可以成功消除叛逃者。

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2009-08-01 工作論文 工作論文 #338

一種快速有效的多次過度表現實驗的基因網路重建方法

摘要 背景:基因調控網絡的逆向工程提出了系統生物學的重大挑戰之一。基因調控網絡通常是從一組單基因過度表現和/或敲除實驗推斷出來的。基因之間的功能關係可以從穩態基因表現或相應的時間序列中檢索。結果:我們提出了一種基於過度表現實驗的穩態基因晶片數據的基因網路重建新演算法。該演算法基於線性基因動力學方程式的直接解,其中實驗數據作為解的第一個預測因子輸入。我們在眾所周知的大腸桿菌實驗數…

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2009-08-01 工作論文 工作論文 #337

股票市場大額交易訂單的市場影響和交易概況

摘要 我們實證研究交易訂單對市場的影響。我們對增量執行的大額交易訂單特別感興趣,我們稱之為隱藏訂單。這些是根據市場成員代碼的資訊使用西班牙股票市場和倫敦證券交易所的數據進行重建的。我們發現市場影響是強烈凹的,大約隨著訂單大小的平方根而增加。此外,當執行給定命令時,影響會根據冪律隨時間增長;訂單完成後,會恢復到峰值時的約0.5 0.7的水平。我們觀察到,除了訂單開始和結束時的小偏…

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2009-08-01 工作論文 工作論文 #336

槓桿週期

摘要 均衡決定槓桿,而不僅僅是利率。槓桿的變化會導致資產價格的波動。這種槓桿循環可能會對經濟造成損害,應該受到監管。

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2009-08-01 工作論文 工作論文 #335

槓桿導致厚尾和聚集波動

摘要 我們建立了一個非常簡單的帶有追加保證金的槓桿資產購買模型。投資基金使用的可能是最基本的財務策略,稱為“價值投資”,即係統地嘗試購買定價過低的資產。當資金不借貸時,資產的價格波動呈常態分佈且隨時間不相關。當資金被允許利用槓桿(即從銀行借款)購買比其財富允許的更多資產時,所有這些都會改變。當基金使用槓桿時,價格波動會變得重尾並顯示出群聚波動,類似於在真實市場中觀察到的情況。先…

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2009-08-01 工作論文 工作論文 #334

透過非阿貝爾行列式逼近恆常

摘要 自從 Jerrum、Sinclair 和 Vigoda 的著名工作以來,我們知道透過使用快速混合馬可夫鏈對二分圖的完美匹配進行取樣,可以在隨機多項式時間內近似 0 1 矩陣的永久矩陣。另一部分文獻探討了替代代數多項式時間近似方案的可能性。這些方案的工作原理是用代數 A 的隨機元素取代每個 1,並考慮所得矩陣的行列式。在 A 不可交換的情況下,可以透過多種方式定義該行列式。…

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2009-08-01 工作論文 工作論文 #333

競賽成功的功能:理論與證據

摘要 競賽成功函數顯示獲勝的機率如何取決於用於衝突的資源,已廣泛應用於解決專有活動(經濟)、國際和內戰(政治科學)以及群體衝突和選擇(進化生物學)的文獻中。兩種著名的競賽成功函數形式根據雙方資源之間的差異和資源比率來預測競賽結果。只需改變競賽成功函數的形式,就可以大幅改變給定衝突模型的分析屬性,例如均衡的存在。儘管存在這個問題,但對於哪種形式在分析上更好或在經驗上更合理還沒有共…

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2009-08-01 工作論文 工作論文 #332

摘要 量子 k SAT 是確定是否存在垂直於一組向量的 n 量子位元狀態的問題,每個向量都位於 k 個量

摘要 量子 k SAT 是確定是否存在垂直於一組向量的 n 量子位元狀態的問題,每個向量都位於 k 個量子位元的希爾伯特空間。同样,问题是确定特定类型的局部哈密顿量是否具有零能量的基态。我们考虑具有 n 个变量和 m = αn 子句的随机量子 k SAT 公式,并询问在 α 的值是多少时这些公式不再可满足。我们证明随机量子 3 SAT 的阈值最多为 3.594。为了进行比较,来…

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2009-08-01 工作論文 工作論文 #331

隨機圖 k-可色性中的相變

摘要 我們使用一階矩和二階矩機率以及 Potts 自旋玻璃模型來找到控制隨機大圖 k 著色性的臨界平均度 d k 的改進上限和下限,並分別找到關於上限和下限 d k^+ 和 d k^ 的數值結果,這樣對於大 k,d k^ = d k^+ 1。此外,似乎 d k^+ 和 d k^ 與樸素上限 2 ln k / (\ln k \ln (k 1)) 存在一些小常數的差異。

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2009-07-01 工作論文 工作論文 #347

公眾的分歧

摘要 不同社會群體的成員對於他們所生活的世界的本質往往持有截然不同的公共信念。我們開發了一個可以容納這種公眾分歧的模型,並用它來探索有關分散式資訊聚合和社會融合後果的問題。該模型涉及異質先驗、私人資訊和重複溝通,直到信念成為公共資訊。我們表明,當先驗相關時,所有私人資訊最終都會被聚合,並且公共信念與可觀察先驗下產生的信念相同。然而,當先驗獨立分佈時,一些私人資訊永遠不會洩露,並…

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2009-07-01 工作論文 工作論文 #346

社會系統的自組織與出現:模擬社會環境與合作行為的協同演化

摘要 我們透過計算模擬場景展示了當單獨的微觀機制組合在一起時,社會環境和個人行為如何共同演化,以及如何出現根本不同的宏觀效應。我們的框架考慮了空間網格上代理之間的囚徒困境、獵鹿、吃雞或協調博弈中的社交互動。模仿更成功的策略或遷移到更有利的地點都無法促進囚徒困境中的合作。然而,當兩種微觀機制結合在一起時,就會導致合作者與背叛者的隔離,以及宏觀層面上合作集群的自我組織。這些對於隨機…

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2009-07-01 工作論文 工作論文 #345

具有獨立主體的隨機經濟中的通貨膨脹均衡

摘要 我們認為,即使宏觀經濟變數不變,潛在的微觀經濟不確定性和借貸限制也會產生通貨膨脹。我們研究具有法定貨幣、中央銀行、一種非耐用商品、可數個時間段和一系列代理人的隨機經濟。商品總量不變,但各主體的禀賦隨時間以隨機方式「獨立」波動。代理人持有貨幣,在每個時期的商品市場競價之前,可以以固定利率向中央銀行借款或存入貨幣。如果利率嚴格為正,那麼通常不會存在固定財富分配和固定商品價格的…

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2009-07-01 工作論文 工作論文 #344

指數族和有向擬陣理論中的支持集

摘要 我們討論如何使用從底層定向擬陣導出的有限方程組來獲得離散指數族閉包的隱式描述。這些方程類似於代數統計中使用的方程,儘管它們在一般情況下不需要是多項式。此框架使我們能夠借助定向擬陣理論來研究指數族的可能支持集。特別是,如果兩個指數族誘導出相同的定向擬陣,則它們具有相同的支撐集。

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2009-07-01 工作論文 工作論文 #343

設計複雜性在技術改進中的作用

摘要 我們研究一個簡單的技術或生產過程的成本(或更普遍的性能)演進模型。該技術可以分解為 n 個組件,每個組件與 d 1 個其他依賴組件組成的集群互動。創新是透過一系列試誤事件發生的,每個事件都包括隨機更改集群中每個組件的成本,並且只有在整個集群的總成本降低時才接受更改。我們證明,整個技術的成本與創新嘗試的數量之間的關係是漸近的冪律,與經驗數據中經常觀察到的函數形式相符。冪律的…

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2009-07-01 工作論文 工作論文 #342

工業化前的不平等

摘要 不平等很大程度上是工業革命的結果嗎?或者說,工業化前的收入是否像今天一樣不平等?由於缺乏足夠的數據,這些問題尚未得到解答。本文使用所謂的社會表推斷了 30 個前工業社會的不平等情況,從公元 14 年的羅馬帝國,到 1000 年的拜占庭,到 1688 年的英國,到 1790 年左右的新西班牙,到 1880 年的中國,到 1947 年的英屬印度。它在進行這些評估時應用了兩個新…

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2009-07-01 工作論文 工作論文 #341

恐怖組織的發展動態

摘要 對恐怖組織行為的傳統研究主要集中在政治動機、策略選擇、組織結構和物質支持等問題上,但很少涉及控制其攻擊頻率和嚴重程度(死亡人數)如何隨時間變化的基本規律。在這裡,我們研究了 1968 年至 2008 年全球 381 個恐怖組織實施的 3,143 起致命襲擊,結果表明,一個組織的攻擊頻率沿著普遍軌跡加速,其中攻擊之間的時間根據該組織總經驗的冪律而減少;相反,攻擊的嚴重程度與…

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2009-07-01 工作論文 工作論文 #340

建設性決策理論

摘要 在大多數當代決策方法中,決策問題由一組狀態和一組結果以及一組豐富的行為來描述,這些行為是決策者 (DM) 偏好的從狀態到結果的函數。然而,最有趣的決策問題並不帶有狀態空間和結果空間。事實上,在複雜的問題中,狀態空間和結果空間通常還很不清楚。我們提出了另一種決策基礎,其中選擇的原始物件是句法程序。本著標準表示定理的精神證明了表示定理,表明如果 DM 對選擇對象的偏好關係滿足…

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2009-06-01 工作論文 工作論文 #348

資訊可訪問性與隱密過程:因果狀態的線性組合

摘要 我們詳細展示瞭如何根據其前向時間機器因果狀態的線性組合來確定平穩隱藏隨機過程的時間反轉表示。這也對最近引入的 k cryptic 擴展進行了檢查,以探索內部狀態資訊傳播的時間範圍。

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2009-05-01 工作論文 工作論文 #351

資訊可近性和隱性過程

摘要 我們對神秘性進行了系統性的擴展——最近引入的一種衡量靜態過程內部狀態資訊的不可訪問性的方法。這導致了 k 加密過程的層次結構,並使我們能夠識別具有無限加密性的有限狀態過程 內部狀態資訊存在於任意長的觀察序列中。隱性展開在有限階和無限階情況下都是精確的。事實證明,k 加密性是描述過程中狀態資訊的馬可夫有限階屬性的補充。這些結果的一個應用是有效擴展過剩熵(過程的無限過去和無限…

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2009-05-01 工作論文 工作論文 #350

預測、回顧和目前儲存的資訊量

摘要 我們引入了隨機動力系統的靈巧視圖,比較它們的正時和逆時表示,然後將它們整合到單一時間對稱表示中。該觀點在理論上、計算上和概念上都很有用。從數學上講,我們證明了過剩熵(複雜系統中常見的組織度量)不僅是過去和未來之間的互信息,而且也是預測因果狀態和追溯因果狀態之間的互信息。實際上,我們利用預測和回顧之間的連結來直接計算過剩熵。從概念上講,這些導致人們發現隨機動力系統的新系統不…

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2009-05-01 工作論文 工作論文 #349

基於資訊的複雜性簡史

摘要 基於資訊的複雜性的目標是針對部分、污染和定價資訊問題創建最優演算法和計算複雜性理論,並將結果應用於解決各個學科的具體問題。物理和社會科學與工程中出現的連續數學模型通常只有部分的、受污染的和定價的資訊。此類問題通常必須在一定的誤差閾值內進行數值求解。特別令人感興趣的是數百或數千個變數的問題。一個中心問題是克服由此產生的「維度詛咒」。基於資訊的複雜性已應用於從計算金融到量子計…

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2009-04-01 工作論文 工作論文 #359

RNA-RNA 交互作用預測的配分函數和鹼基配對機率

摘要 RNA RNA 交互作用問題 (RIP) 涉及兩個相互結合的 RNA 分子的能量最佳結構。 Alkan 等人提出的標準模型。 (J. Comput. Biol. 13: 267 282, 2006) 允許兩個夥伴中的二級結構以及兩個 RNA 之間的額外鹼基對受到某些限制,從而允許多項式時間動態編程解決方案。我們基於「緊密結構」的概念推導了 RIP 的配分函數,作為 Chi…

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2009-04-01 工作論文 工作論文 #358

溶劑暴露對一系列酵母蛋白產生類似的選擇壓力

摘要 我們透過分析晶體結構已知的 61 個酵母基因的多重比對,研究胺基酸殘基的溶劑暴露如何影響其取代傾向。我們發現內部殘基的選擇性約束平均是表面殘基的十倍。令人驚訝的是,觀察到的蛋白質比對的整體選擇性約束與內部和表面殘基的約束比率之間沒有相關性。透過對幾種氨基酸特性的選擇性約束進行建模,我們表明,雖然殘基體積和親水性在大多數比對中都非常保守,但這兩種特性的內部與表面保守性幾乎沒…

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2009-04-01 工作論文 工作論文 #357

摘要 穹窿RNA (vtRNA) 是一種小型的、大約 100nt 長的聚合酶 III 轉錄物,包含在真核

摘要 穹窿RNA (vtRNA) 是一種小型的、大約 100nt 長的聚合酶 III 轉錄物,包含在真核細胞的穹窿顆粒中。大概由於其神秘的功能,與大多數其他非編碼 RNA (ncRNA) 家族相比,它們很少受到關注。它們較差的序列保守性使得同源搜尋即使在脊椎動物中也是一項複雜而乏味的任務。在這裡,我們報告了對後口動物中這一類快速進化的 ncRNA 的系統和全面的分析,提供了計算…

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2009-04-01 工作論文 工作論文 #356

FRANz:野生多代譜系的重建

摘要 我們提出了一個使用微衛星和 SNP 等共顯性基因組標記在自然群體中進行譜系重建的軟體包。如果可用,則演算法會利用先驗訊息,例如已知的關係(子譜系)或個體的年齡和性別。統計置信度透過 MCMC 抽樣估計。該演算法的準確性透過模擬數據以及具有已知譜系的經驗數據集得到證明。即使有基因分型錯誤,親子關係推論也是穩健的。 FRANz 的 C 原始程式碼可以在 GPL 下從 取得

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2009-04-01 工作論文 工作論文 #355

粘毛盤菌基因組的非編碼 RNA 註釋

摘要 在新定序的基因組的初始發布中通常缺少非蛋白質編碼 RNA 的詳細註釋。在這裡,我們報告了粘性絲盤菌(Trichoplax adhaerens)基因組的全面 ncRNA 註釋,粘盤絲盤菌可能是最基礎的後生動物,其基因組迄今為止已發表。由於blast僅辨識出一小部分最保守的ncRNA——特別是rRNA、tRNA和一些snRNA——我們開發了一種半全局動態程式設計工具Gotoh…

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2009-04-01 工作論文 工作論文 #354

順序組裝

摘要 儘管已定序和重新定序的基因組數量迅速增加,但有關大規模定序資料的計算組裝的許多問題仍未解決。計算組裝在大型基因組計劃以及不斷發展的高通量技術中至關重要,並且在處理這些方法產生的資訊中發揮重要作用。在這裡,我們提供了當前公開的序列組裝程序的全面概述。我們描述了計算組裝的基本原理以及主要關注點,例如基因組 DNA 中的重複序列、高表達基因和 EST 序列中的替代轉錄本。我們總…

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2009-04-01 工作論文 工作論文 #353

化學組織的拓樸方法

摘要 大型化學反應網絡通常表現出獨特的特徵,可以解釋為更高層次的結構。主要的例子是生化環境中的代謝途徑。在這篇文章中,我們回顧了利用化學計量結構(可以被視為特定的有向超圖)來導出化學組織的代數圖的數學方法。然後,我們根據集值集函數給出了另一種解釋,該函數封裝了各個反應的產生規則。從數學的角度來看,這些函數定義了化學物質集合上的廣義拓樸空間。我們表明組織理論概念也以自然的方式出現…

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2009-04-01 工作論文 工作論文 #352

偏好與制度的共同演化:歷史與理論

摘要 四個案例研究說明了人口層面的社會制度和個人偏好(或更廣泛的文化)的共同動態:德意志民主共和國共產黨統治的結束、菲律賓管理農業工作的傳統合約的轉變、南非種族隔離制度的終結以及西非女性生殖器切割的蔓延和消退。潛在過程的隨機演化博弈模型捕捉了現實世界歷史動態的五個相互關聯的面向:它通常是自下而上和分散的性質,文化和製度動態之間的互補性,低效制度的長期存在,制度和文化變革的經常革…

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2009-03-01 工作論文 工作論文 #362

昆蟲巢網絡中的滲透:最佳佈線的證據

摘要 優化已被證明是某些生物結構進化的驅動力,例如大腦或傳輸網路中的神經圖。在這裡,我們表明昆蟲網絡也表現出最優性的特徵。透過使用白蟻巢室組織的圖形表示和無序晶格模型,發現這些空間巢接近滲透閾值。這表明白蟻以低成本建造了跨越大部分巢穴體積的有效畫廊系統。概述了進化的後果。

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2009-03-01 工作論文 工作論文 #361

人類合成致死推理作為潛在的抗癌標靶基因檢測

摘要 背景:。如果兩個基因中的任何一個單獨突變並不致命,但兩個基因的突變都會導致死亡或生物體適應性顯著下降,則這兩個基因被稱為合成致死(SL)。 SL 基因對的檢測構成了一種有前景的抗癌治療替代方案。由於癌細胞表現出大量突變,確定這些突變基因的 SL 夥伴可能會提供特定的抗癌候選藥物,而對健康細胞的干擾較小。由於現有的 SL 數據主要僅限於酵母篩選,因此人類 SL 候選者的道路…

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2009-03-01 工作論文 工作論文 #360

國際貿易與文化製度多樣性的持續

摘要 國家之間的文化和製度差異可能會影響專制國家的商品邊際成本比率,從而成為專業化和比較優勢的基礎,只要這些差異沒有被貿易消除。我們提供實驗和歷史證據來激發獨裁和貿易下偏好和製度聯合動態模型。我們表明:i)即使國家除了文化製度均衡之外是相同的,專業化和貿易也可能會出現並提高福利; ii) 經濟一體化不會導致趨同,它會強化比較優勢所依賴的文化製度差異,甚至可能阻礙帕累托改進的文化…

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2009-02-01 工作論文 工作論文 #365

非遍歷性的最佳槓桿

摘要 在現代投資組合理論中,效用函數的使用有助於平衡投資的預期報酬與報酬的不確定性。凱利準則提供了另一種植根於資訊理論的方法,它始終意味著對數效用。從各自的角度來看,這兩種方法似乎是不相容的,對投資者風險偏好的限制過於寬鬆或過於嚴格。透過注意到兩種方法中使用的模型(幾何布朗運動)是一個非遍歷過程,從某種意義上說,在單一實現中,整體平均回報與時間平均回報不同,這種不相容性就消失了…

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2009-02-01 工作論文 工作論文 #364

現實遊戲

摘要 我們引入了一種在感知和現實之間具有反饋的進化遊戲,我們稱之為現實遊戲。這是一種機會遊戲,其中不同客觀結果(例如,拋硬幣的正面或反面)的機率取決於對這些結果的下注金額。透過改變將下注金額與結果機率聯繫起來的“現實地圖”,可以從機率不依賴下注的純粹客觀遊戲連續轉變為機率等於下注金額的純粹主觀遊戲。我們研究自我強化遊戲,在這種遊戲中,對結果下更多的賭注會增加其賠率,以及自我挫敗…

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2009-02-01 工作論文 工作論文 #363

時間的倒刺之箭:不可逆性、隱密性與儲存訊息

摘要 我們展示了為什麼過去和未來之間傳遞的資訊量(過剩熵)通常不是現在儲存的資訊量(統計複雜性)。這是一個難題,而且是一個長期存在的難題,因為後者是最佳預測所需要的,但前者描述了觀察到的行為。我們為動力系統和隨機過程設計了一個分類方案,確定這兩個量何時相同或不同。我們根據最優因果預測器和逆向預測器(計算力學的 ε 機器)來開發過剩熵的封閉式表達式來做到這一點。過程的因果不可逆性…

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2009 已發表論文

近似圖產品

摘要 辨識近似圖積的問題出現在理論生物學。本文提出了一種辨識一大類近似圖產品的演算法。此貢獻的主要部分涉及一種新的局部素因式分解演算法,該演算法將大量圖上的所有強乘積分解,特別是包含至少三個頂點上的無三角形圖的所有乘積。對於固定最大度數的圖,局部方法是線性的。 (C) 2008 Elsevier Ltd. 保留所有權利。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2009 已發表論文

經驗數據中的冪律分佈

摘要 Power law distributions occur in many situations of scientific interest and have significant consequences for our understanding of natural and man made phenomena. Unfortunately, the detec…

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2009 已發表論文

摘要 在廣泛的市場中,個人買家和賣家透過中介機構進行交易,中介機構透過策略考量來確定價格

摘要 在廣泛的市場中,個人買家和賣家透過中介機構進行交易,中介機構透過策略考量來確定價格。通常,並非所有買家和賣家都能接觸到相同的中介機構,他們的交易價格也相應不同,這反映了他們在市場上的相對權力大小。我們使用一個遊戲來模擬這種現象,其中買家、賣家和交易者在圖表上進行交易,該圖表代表每個買家和賣家對交易者的訪問權限。我們證明,最終的博弈總是具有子博弈完美納許均衡,並且所有均衡都…

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2009 已發表論文

座內性衝突

摘要 Intralocus sexual conflict arises when there are sex specific optima for a trait that is expressed in both sexes and when the constraint of a shared gene pool prevents males and females f…

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2009 已發表論文

tRNAdb2009:tRNA 序列與 tRNA 基因的編譯

摘要 One of the first specialized collections of nucleic acid sequences in life sciences was the 'compilation of tRNA sequences and sequences of tRNA genes' ( Here, an updated and completely r…

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2009 已發表論文

來自成對聚類的人類 miRNA 家族的結構概況

摘要 MicroRNA (miRNA) 是一組類似 21 nt 長的小型核糖調節因子,在轉錄後層級抑制基因表現。它們最獨特的結構特徵是其前體 pre miRNA 的折返髮夾。儘管 miRBase 中存放的每個 pre miRNA 的二級結構都已預測,但人們對 pre miRNA 之間的結構保守模式知之甚少。我們透過使用 FOLDALIGN 基於成對、序列和二級結構比對對人類 p…

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2009 已發表論文

層次模型、邊緣多面體和線性碼

摘要 在本文中,我們探討了二元分層模型、其邊緣多胞體和碼字多胞體(線性碼的凸公牛)之間的關聯。確定了可由層次模型實現的線性程式碼的類別。我們將所有全維多胞形分類,其頂點形成線性程式碼,並給出確定它們的演算法。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2009 已發表論文

論預測的生成本質

摘要 Given an observed 隨機 process, 計算 mechanics provides an explicit and efficient method of constructing a minimal hidden 馬可夫 model within the class of maximally predictive models. Here, the …

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2009 已發表論文

摘要 除少數例外,目前的短讀長映射方法利用簡單的種子啟發法來加速搜尋

摘要 除少數例外,目前的短讀長映射方法利用簡單的種子啟發法來加速搜尋。大多數底層匹配模型都忽略了不僅允許不匹配,還允許插入和刪除的必要性。然而,目前的評估表明,非常不同的錯誤模型適用於新型高通量定序方法。雖然 Illumina 讀取中最常見的錯誤類型是不匹配,但 454 的 GS FLX 產生的讀取主要包含插入和刪除 (indel)。儘管 454 定序儀能夠產生更長的讀數,但該…

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2009 已發表論文

戰略軍事化、威懾與戰爭

摘要 我們研究國家選擇軍備水平,然後選擇是否發動戰爭。我們證明,如果戰爭成本不太高或太低,那麼所有均衡都必須涉及鴿派、鷹派和威懾策略,並且在任何給定時期,戰爭的機率為正(但小於一)。戰爭發生在軍備水平不同的國家之間,戰爭的頻率因軍備水平的存在而受到影響,而軍備水平是根據其威懾特性而明確選擇的。隨著贏得戰爭的可能性對軍備增加的反應更加敏感,戰爭的頻率就會減少。隨著談判達成可信解決…

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2009 已發表論文

晶格上離散規範理論的任意階參數

摘要 We present a new family of gauge invariant non local order parameters Delta(A)(alpha) for (non abelian) discrete gauge theories on a Euclidean lattice, which are in one to one corresponde…

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2009 已發表論文

拓樸有序相之間的冷凝物誘導轉變

摘要 We investigate transitions between topologically ordered phases in two spatial dimensions induced by the condensation of a bosonic quasiparticle. To this end, we formulate an extension of…

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2009 已發表論文

具有可調度分佈和聚類的隨機交集圖

摘要 A random intersection graph is constructed by assigning independently to each vertex a subset of a given set and drawing an edge between two vertices if and only if their respective subse…

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2009 已發表論文

圍繞價格大幅變動的限價訂單簿研究

摘要 We study the dynamics of the limit order book of liquid stocks after experiencing large intra day price changes. In the data we find large variations in several microscopical measures, e.…

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2009 已發表論文

共同原因原則的完善

摘要 I study the interplay between 隨機 dependence and causal relations within the setting of 貝氏 網絡s and in terms of 資訊 theory. The application of a recently defined causal 資訊 flow measure provi…

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2009 已發表論文

賄選:立法機關與遊說

摘要 我們研究了遊說和收買選票的後果,假設收銀台的做法是允許的並且沒有恥辱。兩名遊說者透過向立法者提供預付款以換取他們的選票來爭取立法者的選票。我們分析遊說者的預算限制和立法者的偏好如何決定獲勝者和付款。當遊說者受到預算限制時,所有立法者的偏好都會很重要,遊說者的相對實力隨著預算的增加而增加,比立法者對該遊說者立場的原始偏好的增加幅度更大。當遊說者不受預算限制時,只有接近中間立…

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2009 已發表論文

慈善事業的合理化:專業對非營利部門的影響

摘要 本文利用 2003 年至 2004 年間在舊金山灣區收集的 501(c)(3) 營運慈善機構的隨機樣本數據,分析了專業價值觀和實踐如何影響非營利組織的特徵。非營利領域擴大的專業精神不僅涉及帶薪全職職業和經過認證的專業知識,還涉及將專業理想融入慈善工作的日常世界。我們制定專業精神的關鍵指標,並透過策略規劃、獨立財務審計、定量計畫評估和顧問的使用來衡量組織合理化程度。正如假設…

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2009 已發表論文

摘要 我們在可量化和動態的社會物理框架中製定了帕金森關於官僚低效率的三篇著名的描述性文章

摘要 我們在可量化和動態的社會物理框架中製定了帕金森關於官僚低效率的三篇著名的描述性文章。在第一個模型中,我們展示瞭如何使用最近的小團體輿論形成模型來理解帕金森的觀察,即一旦內閣或董事會等決策機構的規模超過臨界「低效率係數」(通常約為 20),它們的效率就會變得非常低下。帕金森的第二個觀察(有時稱為帕金森定律)是,官僚或行政機構的成長通常與其整體效率的急劇下降同時發生。在我們的…

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2009 已發表論文

摘要 我們提出了一個動態的投票率模型,選民在一次選舉中的行為僅取決於他們是否在上一次選舉中投票以及他們的

摘要 我們提出了一個動態的投票率模型,選民在一次選舉中的行為僅取決於他們是否在上一次選舉中投票以及他們的政黨是否獲勝。這個假設可以透過假設公民滿意或假設他們根據他們是否投票和選舉結果來調整關於至關重要的主觀信念來證明。無論個人層面的機制如何,先前的選民投票率和先前的選舉結果影響當前投票率的假設都有實證支持,我們表明這意味著投票率動態與在幾個國家觀察到的動態一致。因此,這種假設或…

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2009 已發表論文

化學組織的拓樸方法

摘要 Large chemical reaction 網絡s often exhibit distinctive features that can be interpreted as higher level structures. Prime examples are metabolic pathways in a biochemical context. We revie…

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2009 已發表論文

CERN LHC 黑洞產生的頂夸克

摘要 LHC有望成為頂級夸克工廠。如果基本普朗克尺度接近 TeV,那麼我們也預期頂夸克是透過霍金輻射從黑洞產生的。在這封信中,我們計算了大型強子對撞機中黑洞產生頂夸克的橫截面,並將其與通過次次前導階(NNLO)的部分子融合過程直接產生的頂夸克橫截面進行比較。我們發現,黑洞產生的頂夸克可能大於或小於 NNLO 處的 pQCD 預測,這取決於普朗克質量和黑洞質量。因此,在大型強子對…

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2009 已發表論文

現實遊戲

摘要 We introduce an 演化ary game with feedback between perception and reality, which we call the reality game. It is a game of chance in which the probabilities for different objective outcomes…

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2009 已發表論文

武裝團體與性暴力:戰時強暴何時罕見?

摘要 本文探討了戰時暴力的一種特殊模式,即許多武裝團體相對不存在性暴力。這個被忽視的事實具有重要的政策意涵:如果某些群體不參與性暴力,那麼戰爭中的強暴就不會像有時聲稱的那樣不可避免,並且有更充分的理由追究那些參與性暴力的群體的責任。在建立了一個理論框架來理解所觀察到的戰時性暴力的變化之後,本文分析了斯里蘭卡泰米爾伊拉姆猛虎解放組織分離主義組織中令人困惑的不存在性暴力的情況。 ※…

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2009 已發表論文

摘要 權衡長期以來一直是生活史理論的一個主要主題,但它們很難記錄

摘要 權衡長期以來一直是生活史理論的一個主要主題,但它們很難記錄。我們引入了一種新方法,該方法在根據體型和生活方式對後代資源分配率的普遍變化進行調整後,揭示了不同權衡的模式。結果表明,斷奶前對捕食的脆弱性是決定雌性胎盤哺乳動物如何在一窩內的幾個大的後代和許多小的後代之間以及在繁殖季節內的幾個大的後代和許多小的後代之間分配生產的主要因素。偶蹄類、奇蹄類、鯨類和鰭足類動物在陸地或海…

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2009 已發表論文

摘要 有人認為,老化研究正處於一個階段,可以透過更深入地參與系統生物學和複雜性科學所強調的觀點而受益匪淺

摘要 有人認為,老化研究正處於一個階段,可以透過更深入地參與系統生物學和複雜性科學所強調的觀點而受益匪淺。如果我們想要對老化、長壽及其與健康的關係有一個全面、基本的了解,就需要更全面、更有系統的方法。更廣泛、更深入、更定量和預測性的概念框架可以產生能夠定量地面對數據的理論方法和現實模型,也許更重要的是,可以激發新的問題和新的實驗。其中不可或缺的是尋找潛在的因果多層次機制和原則,…

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2009 已發表論文

廣義-廣義熵與極限分佈

摘要 Limit distributions are not limited to uncorrelated variables but can be constructively derived for a large class of correlated random variables, as was shown e. g. in the context of larg…

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2009 已發表論文

順序組裝

摘要 Despite the rapidly increasing number of sequenced and re sequenced 基因組s, many issues regarding the 計算 assembly of large scale sequencing data have remain unresolved. 計算 assembly is cruci…

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2009-01-01 工作論文 工作論文 #366

層次模型、邊緣多面體和線性碼

摘要 在本文中,我們探討了二元分層模型、其邊緣多胞體和碼字多胞體(線性碼的凸包)之間的關聯。確定可透過層次模型實現的線性程式碼的類別。我們將所有全維多胞形分類,其頂點形成線性程式碼,並給出確定它們的演算法。

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2008-12-01 工作論文 工作論文 #380

關於q期望值和Rényi熵的穩健性

摘要 我們研究機率分佈函數的穩健性,例如 Renyi 和非加性 Sq 熵,以及分佈小變化下的 q 期望值。我們專注於三種重要類型的分佈函數,即(i)連續有界(ii)具有有限狀態數的離散,以及(iii)具有無限數量狀態的離散。魯棒性的物理概念與數學上更強的穩定性條件和泛函的 Lesche 穩定性形成對比。我們明確證明,在連續分佈的情況下,一旦排除無界分佈和導致負熵的分佈,Reny…

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2008-12-01 工作論文 工作論文 #379

演化物理學:無適應度的選擇

摘要 傳統上,演化被視為一個過程,其中從族群的可能變異池(例如生物物種或工業品)中選擇了一些能夠生存和增殖的變異,而其他變異則消失。生存機率通常與特定變異的「適應性」相關。在本文中,我們認為適應度的概念是一個後驗概念,從某種意義上說,人們可以為倖存的物種分配更高的適應度,但通常不能推導出甚至測量適應度(或適應度景觀)本身。因此,我們認為在「物理」進化論中應該避免這種概念。本著這…

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2008-12-01 工作論文 工作論文 #378

尺度不變相關機率模型在熱力學極限內產生 q-高斯

摘要 在適當的範數和寬度約束下,玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 熵 SBG = −k R dx p(x) ln p(x) 的極值化產生高斯分佈 pG(x) ∝ e− x2 。此外,標準 Fokker Planck (FP) 方程式(與加性雜訊的 Langevin 方程式相關)以及中心極限定理吸引子的基本解都是高斯解。具有此類特徵的最簡單的隨機模型是 N → Infini 獨立的二元…

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2008-12-01 工作論文 工作論文 #377

q 期望值的穩定準則

摘要 最近在統計物理學中,一種稱為 q 期望值的特定平均值已廣泛用於處理遵循冪律分佈的 q 廣義統計中。在這種情況下,q 期望值會自然出現。由於最近使用非常強的穩定性概念表明該非線性函數是不穩定的,因此了解 q 期望結果在基礎分佈函數的微小變化下何時穩健的充分條件非常有意義。我們證明,對容許機率分佈域的合理限制可以恢復 q 期望值的均勻連續性。可以給出允許變化大小的界限。討論了…

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2008-12-01 工作論文 工作論文 #376

帕金森定律的量化:對官僚低效率的三項調查

摘要 我們撰寫了 C.N. 的三篇著名的描述性文章。帕金森在可量化和動態的社會物理框架中論官僚效率低。在第一個模型中,我們展示瞭如何使用最近的小群體輿論形成模型來理解帕金森的觀察,即一旦內閣或董事會等決策機構的規模超過臨界「低效率係數」(通常約為 20),它們就會變得非常低效。帕金森的第二個觀察(有時稱為帕金森定律)是,官僚或行政機構的成長通常與其整體效率的急劇下降同時發生。在…

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2008-12-01 工作論文 工作論文 #375

基因交互作用網絡簡單模型中混沌邊緣的膨脹

摘要 我們研究了一組線性催化反應來模擬基因和蛋白質交互作用。該模型基於實驗驅動的交互網絡拓撲,旨在捕獲基因表現統計的一些關鍵特性。我們透過強制邊界條件來確保化學物質的非負濃度,從而對系統施加非線性。系統穩定性透過最大李亞普諾夫指數來量化。我們發現非負約束導致參數空間中李亞普諾夫指數完全消失的區域急劇膨脹。在模型中,這項發現可以完全解釋為正性約束所引起的對稱性破缺機制的結果。討論…

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2008-12-01 工作論文 工作論文 #374

摘要 越來越多的證據表明,達爾文的自然選擇進化論為癌症的病因和治療提供了見解

摘要 越來越多的證據表明,達爾文的自然選擇進化論為癌症的病因和治療提供了見解。在微觀尺度上,腫瘤細胞滿足達爾文選擇的演化條件:具有影響細胞存活和複製的遺傳變異性的細胞繁殖。這表明,與生物學和生物醫學研究的其他領域一樣,達爾文理論可以為理解癌症的許多方面提供一個總體框架,包括具有重要臨床意義的問題。隨著原始分子數據的可用性迅速增加,該理論可以為將數據轉化為理解和進步提供指導。演化…

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2008-12-01 工作論文 工作論文 #373

強恆定色電背景場產生的對橫向分佈的卡西米爾依賴性

摘要 由強恆定色電場產生的膠子和夸克 反夸克對的橫向分佈取決於兩個規範不變量,C1 = EaEa 和 C2 = [dabcEaEbEc]2,如前面的 [G. C. Nayak 和 P. van Nieuwenhuizen,物理學家。 Rev. D 71, 125001 (2005)] 對於膠子和 [G. C.納亞克,物理學家。 Rev. D 72, 125010 (2005)]…

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2008-12-01 工作論文 工作論文 #372

對突變的穩健性取決於 RNA 病毒複製是按幾何方式發生還是透過沖壓機發生

摘要 無論基因組極性如何,在病毒複製過程中,必須合成互補正義的中間體,並將其用作合成新基因組鏈的模板。根據新合成的基因組分子是否成為產生額外反基因組鏈的模板,從而產生幾何增長,或者僅使用首先合成的反基因組鏈來達到此目的,因此遵循Luria的沖壓機模型,突變基因組的豐度和分佈將有所不同。病毒複製的數學模型在很大程度上忽略了這一事實,並且通常假設純粹的幾何增長。在這裡,我們提出了數…

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2008-12-01 工作論文 工作論文 #371

基因調控網絡中的動態層次結構與模組化

摘要 模組化和層次結構是生物組織的兩個基本特徵。它們滲透到細胞計算的邏輯、對不斷變化的環境的適應性反應和進化性。然而,對於如何正確衡量它們還沒有達成普遍共識。在這裡,我們提供了動態層次結構和模組化的有基礎的理論定義。這可以透過動態主幹(DB)的辨識來實現,動態主幹是包含任何基因調控網路的所有動態重要組成部分的最小子圖。我們的方法論是基於任何動態行為背後最基本的特徵:因果關係原則…

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2008-12-01 工作論文 工作論文 #370

語言 is a 複雜適應性 System

摘要 語言具有根本性的社會功能。人類互動過程以及領域通用認知過程塑造了語言的結構和知識。最近的認知科學研究表明,使用模式強烈影響語言的習得、使用和隨時間變化的方式。這些過程並不是彼此獨立的,而是同一複雜自適應系統 (CAS) 的各個方面。語言作為一種 CAS 涉及以下關鍵特徵: 此系統由多個相互互動的代理(語音社群中的說話者)組成。這個系統是自適應的,也就是說,說話者的行為是基…

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2008-12-01 工作論文 工作論文 #369

有效複雜性及其與邏輯深度的關係

摘要 有效複雜度衡量物件規律性的資訊內容。它由 M. Gell Mann 和 S. Lloyd 引入,以避免 Kolmogorov 複雜性(也稱為演算法資訊內容)的一些缺點。在本文中,我們給出了有效複雜性的精確形式定義,並對其基本屬性進行了嚴格的證明。特別是,我們證明了不可壓縮的二進位字串實際上是簡單的,並且我們證明了具有與其長度接近的有效複雜性的字串的存在。此外,我們表明有效…

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2008-12-01 工作論文 工作論文 #368

修剪生命之樹:k 核滲透作為選擇機制

摘要 我們提出了一種演化模型,旨在重現化石資料的統計特徵,特別是滅絕事件的分佈、每個屬的物種分佈和壽命分佈,所有這些都已知為冪律類型。該模型結合了物種間相互作用和祖先關係。這項工作的主要新穎之處在於展示了 k 核滲透作為選擇機制的可行性。我們對可觀察的分佈進行理論預測,透過電腦模擬確認其有效性並與化石數據進行比較。該模型的一個關鍵特徵是由潛在物種相互作用的拓撲結構決定的共同演化…

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2008-12-01 工作論文 工作論文 #367

基於代理的意識水平模型

摘要 本文基於最近的跨學科實驗研究,強調生命最初幾年語言習得的步驟。這些步驟的特徵是意識層次的變化。其目標是將連續的意識層次置於複雜的自適應系統(CAS)框架中,該框架以透過手勢和話語等訊號交換進行互動的學習代理為中心。因此,CAS 框架非常強調語言習得和演化的社會本質。所描述的模型是探索性的,而不是預測性的。因此,這些模型旨在提出新的機制和實驗,以增強我們對語言的理解。

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2008-10-01 工作論文 工作論文 #382

Evo-devo 中的中立性與穩健性:橫向抑制的出現

摘要 胚胎發育是由分層動態過程定義的,該過程將遺傳訊息(基因型)轉化為空間基因表現模式(表型),為生物體的正確展開提供位置資訊。基因型 表現型作圖的本質和演化意義仍然是演化發育生物學(evo devo)的關鍵主題。我們透過簡單的基因調控網絡模型探討了 evo devo 中的中立性、穩健性和多樣性問題。此系統規模較小,可對整個健身景觀及其中立程度進行詳盡的分析。該分析表明,進化導…

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2008-10-01 工作論文 工作論文 #381

單體雙穩定性和自動循環在基因調控中的作用

摘要 基因切換開關在基因調控網絡(GRN)中廣泛存在。通常認為具有協同結合的負回饋(即二聚體或多聚體的形成)是雙穩定性的先決條件。在這裡,我們分析了單體調控下 GRN 的雙穩態與確定性環境中自動循環的作用之間的關係。使用簡單的幾何論證,我們分析表明,只要存在至少一個調節自動循環,雙穩態也可以在沒有多聚體調節的情況下出現。

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2008-09-01 工作論文 工作論文 #386

市場如何緩慢消化供需變化

摘要 在本文中,我們重新審視了經典的價格問題,並回顧了最近的一系列理論和實證工作,解釋了供需波動如何慢慢融入價格。基於策略性原因,大額買賣訂單只能增量交易,交易時間可能長達數月。由於這種供需波動形成了一個長記憶過程,表現為高度持久的訂單流。流動性動態在決定波動性以及讓市場在保持高效的同時吸收供需大幅波動方面發揮關鍵作用。我們回顧了對市場影響的數量和時間依賴性、買賣價差和訂單動態…

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2008-09-01 工作論文 工作論文 #385

人類行為動力

摘要 我回顧了人類動力學的網絡方面,將宏觀歷史與微觀社會學和演化過程聯繫起來。在不同空間尺度的社區中建立聯繫的能力是人類透過社交網絡實現的特殊屬性。這些網路透過在不移除 k 個節點的情況下不易斷開連接而具有更大的凝聚力。門格爾(Menger,1927)的連通性定理表明,k 內聚性的這個特性在每對組成員之間相互蘊涵 k 個與節點無關的路徑。由於這種特性,即透過交流的冗餘,這些社區…

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2008-09-01 工作論文 工作論文 #384

摘要 大規模——甚至全基因組——重複多次被用來解釋主要輻射

摘要 大規模——甚至全基因組——重複多次被用來解釋主要輻射。硬骨魚是物種最豐富的脊椎動物分支,經歷了大多數射線鰭魚類譜系所共有的「魚類特異性基因組複製」(FSGD)。我們在此研究了金眼魚(Hiodon alosoides)的Hox補體,金眼魚是骨舌形目(Osteoglossomorpha)的代表,是最基礎的硬骨魚分支。一項廣泛的 PCR 調查顯示,金眼魚至少有 8 個 Hox …

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2008-09-01 工作論文 工作論文 #383

為什麼選擇模型?

摘要 建模事業可以追溯到阿基米德時期,其誤解也是如此。本文闡述了一些關於建模的長期誤解;其中之一是目標始終是預測。該論文將解釋和預測作為建模目標進行了區分,並提供了除預測之外的十六種建立模型的理由。它也挑戰了科學理論源於數據並「總結」數據的普遍假設,而理論通常先於數據收集並指導數據收集;沒有理論,換句話說,不清楚要收集什麼數據。除此之外,它還認為模特兒事業強化了對自由至關重要的…

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2008-08-01 工作論文 工作論文 #395

一個日益混亂的故事:基因及其調控

摘要 高通量實驗已經提供了令人信服的證據,證明不同類別的 RNA 在遺傳訊息表達中的廣泛貢獻。人类转录组不是主要编码蛋白质的基因的简单排列,而是具有重叠转录本的复杂排列,其中许多转录本根本不编码蛋白质,而其他转录本则从几个不同的“基因”中“采样”外显子。转录组的复杂性和非编码转录本的普遍存在迫使我们重新考虑“基因”本身的概念以及我们对调节“基因表达”机制的理解。

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2008-08-01 工作論文 工作論文 #394

大 RNA 的折疊動力學

摘要 我們在這裡介紹一種啟發式的 RNA 動態折疊方法,透過逐步組合構建塊來建立二級結構。這些塊對應於子序列及其熱力學最佳結構。這些是由 RNA 折疊的標準動態程式方法決定的。使用摩根 希格斯啟發式和基於屏障樹的啟發式以鹼基對分辨率對折疊軌跡進行建模,以連接局部構建塊的組合。該演算法在 Kinwalker 程式中實現,允許共轉錄折疊,並可用於折疊長度最多約 1500 個核苷酸的…

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2008-08-01 工作論文 工作論文 #393

文昌魚 Hox 簇:特徵、比較基因體學和演化

摘要 文昌魚 Hox 簇通常被視為脊索動物譜系的「原型」。在這裡,我們描述了從 Hox14 到 Hox1 跨越文昌魚的 Hox 簇的 448kb 區域。我們提供了所有 14 個先前描述的文昌魚序列的完整編碼序列,並描述了保守非編碼調控序列元件的詳細分析。我們發現Hox簇的後部衍生得如此之高,以至於即使完整的基因組序列也不足以決定後部Hox基因是否由獨立複製產生,或者它們是否是相…

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2008-08-01 工作論文 工作論文 #392

RNA-RNA 交互作用的翻譯控制:改良的 RNA-RNA 結合熱力學計算

摘要 RNA RNA 相互作用的熱力學由兩個部分組成:使潛在結合區域可接近(即未配對)所需的能量,以及從兩個相互作用夥伴的鹼基配對中獲得的能量。我們在這裡展示了使用 RNAup 的改進變體可以有效地計算這兩個組件。然後將此方法應用於一組參與翻譯控制的細菌小RNA。在所有具有生物活性的 sRNA 標靶相互作用的情況下,RNAup 預測的標靶位點與文獻完全一致。除了預測標靶位點位置…

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2008-08-01 工作論文 工作論文 #391

雜訊:多序列比對中問題列的識別

摘要 動機:眾所周知,從(核酸)序列資料進行系統發育重建的基於序列的方法受到兩種影響的困擾:同質性和比對錯誤。大的進化距離意味著大量的同質位點。由於大多數蛋白質編碼基因在替換率方面表現出巨大的變化,並且這些變化在整個序列中並非不相關,因此這通常會導致(i)系統發育資訊和(ii)有效隨機區域的拼湊模式。此外,在高度可變的區域中,對齊錯誤會累積,有時會導致系統發育重建中產生誤導性訊…

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2008-08-01 工作論文 工作論文 #390

不平等 and 網絡結構

摘要 本文探討了社會網絡的結構如何限制其成員之間的不平等程度。我們假設網路上的任何價值分配對於聯盟偏差都必須是穩定的,並且只有當玩家在網路中構成派系時才能形成偏差聯盟。我們證明,如果網路是二分的,則存在一個獨特的穩定收益分佈,該分佈是最大不平等的,因為它不洛倫茲支配任何其他穩定分佈。我們獲得了二分網路類別的完整排序,並表明那些具有較大最大獨立集的網路可以維持更大程度的不平等。這…

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2008-08-01 工作論文 工作論文 #389

近似圖產品

摘要 辨識近似圖積的問題出現在理論生物學。本文提出了一種辨識一大類近似圖產品的演算法。此貢獻的主要部分涉及一種新的局部素因式分解演算法,該演算法將大量圖上的所有強乘積分解,特別是包含至少三個頂點上的無三角形圖的所有乘積。對於固定最大度數的圖,局部方法是線性的。

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2008-08-01 工作論文 工作論文 #388

社會群體合作與分散的協同演化及其對多細胞出現的影響

摘要 背景 最近關於生命複雜性的研究強調了演化力量在不同個體層面所扮演的角色。在解釋從複雜細胞到多細胞生物和社會等實體的個性轉變時,核心難題之一是不同的自主單位如何將對其功能的控制權交給群體中的其他單位。除了需要減少因完成專門任務而產生的衝突之外,差異化群體還必須控制對公共資源的利用,否則就會被更適合的群體競爭。結果我們提出,兩種形式的衝突──群體內資源的取得和種系代表權──可…

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2008-08-01 工作論文 工作論文 #387

共同基金規模分佈的時間演變

摘要 我們從實證和理論上研究共同基金成長的過程。大型共同基金的規模具有重尾分佈,這被推測為冪律;我們更仔細地研究了數據,並表明用對數常態分佈可以更好地描述數據。 To explain this we develop a stochastic growth model based on multiplicative growth, creation and annihilatio…

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2008-07-01 工作論文 工作論文 #399

合作經濟人

摘要 經濟學家和生物學家都對自私個體之間由於反覆互動而導致的去中心化合作做出了解釋。重複的互動確實為合作者提供了懲罰叛逃者的機會,並且在兩人一組中可能會有效。然而,我們將證明這些模型都不足以滿足合理規模的群體以及對每個人可用資訊的合理假設。此外,即使假設合作個體具有非凡的認知能力和耐心水平,兩個以上的個體組成的群體也不太可能發現模型所確定的合作平衡,而且幾乎可以肯定,如果它偶然…

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2008-07-01 工作論文 工作論文 #398

Is 利他主義 Bad for 合作?

摘要 一些哲學家和社會科學家強調,重視彼此福祉的無私公民對於良好政府的重要性。其他人則強調需要採取激勵措施,甚至誘導那些自私自利的人為公共利益做出貢獻。大多數人隱含地認為這兩種方法是互補的,或者最糟的情況是相加的。但事實並非如此。行為實驗發現,如果受試者對搭便車者懷有怨恨並喜歡對他們造成傷害,那麼當團體成員有機會懲罰低貢獻者時,對公共物品的接近有效的貢獻水平可能會得到支持。如果…

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2008-07-01 工作論文 工作論文 #397

內在計算的組織:複雜性-熵圖和自然資訊處理的多樣性

摘要 內在運算是指動態系統如何儲存、建構和轉換歷史和空間資訊。透過繪製結構複雜度度量與隨機性度量的圖表,複雜度 熵圖顯示了整個系統類別的內在計算的範圍和不同類型。在這裡,我們使用複雜性熵圖來分析廣泛的確定性非線性和線性隨機過程中的內在計算,包括區間圖、元胞自動機和一維和二維的伊辛自旋系統、馬可夫鍊和機率最小有限狀態機。由於複雜度 熵圖僅是觀察到的配置的函數,因此它們可用於比較系…

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2008-07-01 工作論文 工作論文 #396

市場選擇和資產定價

摘要 在本章中,我們調查了具有異質性、理性交易者的動態經濟中的資產定價。我們所說的「理性」是指交易者的決策可以透過偏好最大化來描述,其中偏好僅限於那些具有主觀預期效用(SEU)表示的交易者。我們所說的「異質」是指具有不同且獨特的收益函數、折扣因素和對未來價格的信念的 SEU 交易者,這些信念不一定是正確的。我們研究市場是否透過財富再分配來偏向具有特定特徵的交易者,以及財富再分配…

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2008-06-01 工作論文 工作論文 #400

生物 RNA 分子的中性網絡大小可以計算且非常大

摘要 背景:中性網絡或集合由具有給定表型的所有基因型組成。這些集合的大小和結構對生物系統對突變的穩健性、進化性、產生表型變異的能力有很大影響;在分子表型的少數研究案例中,該集合越大,表型的穩健性和進化性就越大。不幸的是,任何一個中性集合通常只包含基因型空間的一小部分。因此,目前的方法無法準確測量中性集合大小,除非在最小的基因型空間中。結果:在這裡,我們介紹了一種廣義的蒙特卡羅方…

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2008-06-01 工作論文 工作論文 #401

蛋白質穩健性促進大進化時間尺度上的演化創新

摘要 最近的實驗室實驗表明,分子的中性進化能力對於其產生進化創新的能力非常重要。與實驗室實驗相反,生命的展開需要數十億年的時間尺度。在這裡,我們要問的是,分子的中性演化能力(衡量其穩健性的指標)是否也能在如此大的時間尺度上促進演化創新。為此,我們使用蛋白質可設計性,即可以採用給定蛋白質結構的序列數量,作為對該結構中性進化能力的估計。基于功能多样性的两种互补措施——基因本体中的催…

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2008-05-01 工作論文 工作論文 #407

大農業帝國形成理論

摘要 在工業革命之前,可居住世界的大部分地區都被小規模社會所佔據,而相對而言,領土面積大的國家是罕見的。然而,在公元前3000年至公元1800年之間,至少有60個農業“大帝國”,在巔峰時期控制的面積等於或大於100萬平方公里。是什麼社會力量將如此龐大的農業國家維繫在一起?經驗觀察提供了一條線索,即超過 90% 的大帝國起源於草原邊境——游牧牧民和定居農民之間的互動區域。我提出了…

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2008-05-01 工作論文 工作論文 #406

最佳調諧系統的數學模型

摘要 在本文中,我們提出了一個用於最佳化調諧系統的數學框架。我們從「調整系統」的非正式定義開始。然後,我們提出了它們的演化中常見的五個一般約束。中心思想是將這些約束表述為一組數字偏好和權重。根據這些參數值,我們使用適當的最佳化方法來為一組特定值進行最佳調整。最後,我們從這個角度考慮一些歷史調優,並使用該框架產生一些新穎調優系統的範例。

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2008-05-01 工作論文 工作論文 #405

美國西南部新石器時代的人口轉變

摘要 在西元前 2000 年之前,美國西南部就開始種植玉米農業,但在開發或引進生產力較高的地方品種之前,對人口成長率的影響可以忽略不計。能夠在多種條件下成功種植玉米,其中旱作尤為重要;在飲食中添加豆類、南瓜,最後是火雞;久坐增加;我們推斷公元一世紀交換網絡的重新映射和有效交換策略的發展。村莊。我們對出生率和成長率的估計是根據人類遺骸中未成熟個體的比例得出的。這些比例在某種程度上…

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2008-05-01 工作論文 工作論文 #404

政府應該留給多少政治人物?

摘要 機構、企業和國家的治理品質取決於各自董事會或內閣的有效決策能力。群體內的意見形成過程取決於規模。人們經常爭論這一點——就像現在一樣。在討論歐盟委員會未來規模時,規模超過 20 人的決策機構將變得極為低效。我們報告的經驗證據表明,國家政府的績效隨著成員數量的增加而下降,並且在特定群體規模下的行為會發生質的變化。我們使用聯合國開發計畫署、世界銀行和中央情報局最近關於政府整體效…

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2008-05-01 工作論文 工作論文 #403

相關變數中心極限分佈的最大熵方法

摘要 Hilhorst 和 Schehr 最近提出了一種充分相關隨機數極限分佈的直接計算方法 [1]。在這裡,我們提出了熵的分析形式,它在最大熵原理(具有普通約束)下提供了這些極限分佈。這些分佈不是 q 高斯分佈,無法使用 Tsallis 熵獲得。

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2008-05-01 工作論文 工作論文 #402

戰勝病原體的抗藥性:進化論的指導

摘要 醫學和公共衛生領域的許多最大挑戰都涉及病原微生物抗藥性的演變。自然選擇理論的最新進展表明,藥物或疫苗可以針對兩大類病原體特徵。第一類由有利於單一病原體細胞的性狀組成,產生強烈的進化反應和病原體抗性的迅速出現。第二類由群體有益的特徵組成,產生較弱的演化反應和較少的抗藥性。雖然大多數先前的藥物開發都針對第一類,但將重點放在第二類作為藥物和疫苗開發的目標將是有利的。討論了具體的…

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2008-04-01 工作論文 工作論文 #411

市場有機體:異質交易者市場的長期生存

摘要 價格的資訊含量是競爭市場一般均衡分析的核心問題。理性預期均衡將同時對同期價格和私人資訊的調節視為資訊進入價格的機制。在這裡,我們透過市場生態來解釋價格的資訊內容。市場可以選擇具有不同信念的交易者,或者,讓人想起“群體的智慧”,市場可以平衡許多參與者的不同訊息。我們提供支持第一種機制、反對第二種機制的理論支持。在這個過程中,我們證明了 Sandroni (2000) 以及 …

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2008-04-01 工作論文 工作論文 #409

協助分析保守同線性訊息

摘要 動機:在過去的幾年裡,已有 20 多個脊椎動物基因組被定序,基因組 DNA 資訊的獲取速度正在迅速加快。基因重複和基因缺失事件本質上限制了僅基於序列相似性的直系同源檢測的準確性。確實存在用於直系同源註釋的全自動方法,但通常無法識別大基因家族中的個體成員,或無法區分缺失資料和可追蹤基因缺失。在許多情況下,可以透過包含保守的同線性資訊來改善這種情況。結果:在這裡,我們展示了 …

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2008-04-01 工作論文 工作論文 #408

持久性機構

摘要 一些制度转型是少数精英群体之间讨价还价的故意结果,但许多制度转型更加分散,大量私人行为者非正式地采用了新的做法,这些做法后来通过正式治理结构的变化得到证实。例如,土地保有权规范、传统作物份额的变化、继承实践的转变以及传统财产权都是非正式制度或惯例,它们会持续很长时间,有时在政府政策缺失的情况下会经历快速变化。为了捕捉制度持久性和变化的这些非正式和分散的方面,我们研究了两个…

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2008-03-01 工作論文 工作論文 #417

均衡的優點和缺點以及金融經濟學的未來

摘要 經濟學中均衡模型的使用源自於對考慮人類推理的經濟現象的簡約模型的渴望。這種方法一直是現代經濟理論的基石。我們解釋為什麼會這樣,讚揚均衡理論的優點;然後我們提出批評並描述為什麼這種方法本質上是有限的,以及為什麼經濟學如果要繼續取得進展就需要朝著新的方向發展。我們強調,這不應該是教條問題,​​而應該透過經驗來解決。在某些情況下,均衡模型可以提供有用的預測,而在某些情況下,它們…

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2008-03-01 工作論文 工作論文 #416

焦慮的全球經濟中的新興市場

摘要 我們為新興資產類別(例如新興市場)提供定價理論,這些資產類別尚未成熟到對公眾具有吸引力。我們的模型為新興經濟體進入國際金融市場的不穩定性以及我們在 1990 年代的數據中發現的幾個典型事實提供了解釋。我們提出了一個具有不完全市場和內生抵押品的一般均衡模型,以及包含逆向選擇的擴展。我們表明,在我們所謂的全球焦慮時期,蔓延、流動性逃脫和發行配給可以均衡發生。

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2008-03-01 工作論文 工作論文 #415

社會偏好與公共政策:偏好取決於激勵時的機制設計

摘要 利他主義、互惠、內在動機和維護道德規範等社會偏好對於良好的政府至關重要,它們往往會促進社會理想的分配,而僅靠自身利益的激勵是無法實現的。但實驗和其他證據表明,傳統的經濟誘因和社會偏好可能是互補的,也可能是替代的,明確的激勵會擠入或擠出社會偏好。我們研究了在這些條件下為公共利益做出貢獻的最佳激勵措施的設計。我們發現了一些案例,在這些案例中,一個認識到這些非累加效應的老練的規…

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2008-03-01 工作論文 工作論文 #414

摘要 為了在分子層次上描述細胞,「基因」的概念既沒有必要也沒有幫助

摘要 為了在分子層次上描述細胞,「基因」的概念既沒有必要也沒有幫助。考慮分子(即染色體、轉錄物、蛋白質)及其相互作用來描述細胞過程就足夠了。由此產生的高解析度的缺點是,使用基於分子術語的語言來解決有機體和表型層面上的特徵變得非常乏味。尋找處理不同層次生物組織的生物學學科之間缺失的聯繫,我們建議回到「基因」一詞背後的初衷。為此,我們建議研究是否可以基於潛在的功能概念來建立有用的「…

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2008-03-01 工作論文 工作論文 #413

培養網路中的自發性協調活動:多個點火位點、初級電路和突發相位延遲分佈的分析

摘要 所有高級中樞神經系統都表現出自發性的神經活動,儘管這種活動的目的和機制起源仍然知之甚少。我們定量分析了微電極陣列上生長的培養皮質神經元網路中集體自發電生理活動的引發和傳播。領導神經元形成單突觸連結的初級迴路,並啟動大多數網路爆發,被發現是記錄神經元的一小部分。領導者/跟隨者發射延遲時間形成時間穩定的正偏分佈。阻斷抑制性突觸通常會導致更短的延遲時間和更少的變異。這些分佈是內…

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2008-03-01 工作論文 工作論文 #412

Karmarkar-Karp差分演算法分析

摘要 Karmarkar Karp 差分演算法是最著名的數位分割問題多項式時間啟發式演算法,是理論電腦科學和統計物理學的基礎。我們透過將差分演算法映射到非線性速率方程式來分析差分演算法在隨機實例上的表現。我們的分析揭示了強烈的有限尺寸效應,這解釋了為什麼很難透過模擬建立差分解的精確漸近性。從速率方程式中得出的漸近級數滿足 Karmarkar Karp 演算法的所有已知界限,並投…

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2008-02-01 工作論文 工作論文 #421

生命之樹的原核分支:組合載體方法

摘要 組成向量樹 (CVTree) 是一種無參數、無比對的方法,可從完整基因組推斷原核生物系統發育。它在輸入資料和方法上都不同於 16S rRNA 分析。使用CVTree方法建構的原核生物系統發育樹在所有主要類群和細分支上都與Bergey分類法非常吻合。因此,結合使用 CVTree 方法和 16S rRNA 分析可以提供生命之樹原核分支的客觀可靠的重建。

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2008-02-01 工作論文 工作論文 #420

自主機器人的預測訊息與探索行為

摘要 複雜性的測量對於自主機器人領域具有直接意義,既可以作為行為分類的手段,也可以作為機器人行為自主發展的目標函數。在本文中,我們將感測器空間中的預測資訊視為兩輪機器人在有多個障礙物的矩形場地中移動的行為複雜性的度量。根據經驗發現,過去和未來感測器值之間的互資訊 (MI) 對於探索性且對環境敏感的行為具有最大值。這使得預測資訊成為此類行為自主發展的目標函數的潛在候選者。我們推導…

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2008-02-01 工作論文 工作論文 #419

蜂窩網路中的分佈式穩健性:來自合成演進電路的見解

摘要 眾所周知,進化的自然系統表現出某種分佈式穩健性,以防止單一組件的遺失。這種魯棒性不僅僅是冗餘的結果。相反,它似乎是基於退化,即。即,結構不同的元素執行相同功能或產生相同輸出的能力。在這裡,我們探討了進化數位系統中簡併性的相關性如何,以及哪些類型的網絡結構是進化設計對給定單元的移除或丟失的彈性的基礎。結果表明,只有以分散式方式實現魯棒性,才能獲得容錯電路。僅透過冗餘組織是無…

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2008-02-01 工作論文 工作論文 #418

論預測的生成本質

摘要 我們提出了預測模型的概念,它擴展了計算力學中通常使用的相應概念。我們證明這個擴展允許隱馬可夫模型比相應的 epsilon 機器更簡潔。從而與 Jaeger 可觀測算子模型理論等相關理論更加一致。此外,在通常的預測模型環境中,epsilon 機器被證明是最小的。

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2008 已發表論文

末端鬆動的急速線

摘要 急速線的經典問題要求一條曲線,從靜止狀態滑動並通過重力加速的物體將在最短的時間內從一個點滑到另一個點(無摩擦)。在經典力學本科課程中,這個問題的解決是變分微積分威力的主要例子。在這裡,我們解決了廣義的急速問題,該問題要求點和給定曲線之間或兩條給定曲線之間的最快滑動曲線。廣義問題可以透過考慮不同端點的變化來解決。我們將把正式的解決方案與基於對稱性和運動學推理的簡單得多的解決…

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2008 已發表論文

馬氏體形狀記憶合金的簡單旋轉玻璃視角

摘要 給出了馬氏體合金的奧氏體、花呢相和孿生相與旋轉玻璃合金中相應的順磁性相、自旋玻璃相和週期性相之間的簡要定性映射。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2008 已發表論文

故意攻擊下歐洲電網的穩健性

摘要 The power grid defines one of the most important technological 網絡s of our times and sustains our complex society. It has evolved for more than a century into an extremely huge and seeming…

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2008 已發表論文

什麼是危機?定義世界上最緊迫的問題並確定其優先順序

摘要 隨著人們對我們目前面臨的前所未有的全球環境挑戰的共識不斷增強,公共資助的科學有責任投入資源來克服這些挑戰的觀念也隨之增強。為了讓科學家將注意力和資源轉移到最迫切的全球問題上,我們必須先列舉這些問題,並就解決這些問題的重要性和可行性在學術界建立共識。為此,我們將概念圖應用於大量不同的學科專家(康乃爾大學的全體教師),以實證方式評估他們對我們最緊迫的全球危機是什麼、它們之間如…

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2008 已發表論文

系統思維

摘要 Evaluation is one of many fields where "systems thinking" is popular and is said to hold great promise. However, there is disagreement about what constitutes systems thinking. Its meaning…

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2008 已發表論文

為什麼選擇模型?

摘要 This lecture treats some enduring misconceptions about modeling. One of these is that the goal is always prediction. The lecture distinguishes between explanation and prediction as modeli…

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2008 已發表論文

時滯相關矩陣的隨機矩陣係綜:特徵值譜的推導與金融時間序列的分析

摘要 我們推導了從一組時移、有限布朗隨機遊走(時間序列)導出的相關矩陣的特徵值譜的精確形式。這些矩陣可以看作是真實的、不對稱的隨機矩陣,其中時移疊加了一些結構。我們證明,對於大型矩陣,相關的特徵值譜在複平面上是圓對稱的。這一事實使我們能夠透過對稱問題密度的逆阿貝爾變換來精確計算特徵值密度。我們用數字證明了這種方法的有效性。然後將理論結果與從 S&P 500 的實際高頻(5 分鐘…

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2008 已發表論文

遺忘-記住機制對傳播的影響

摘要 We introduce a new mechanism the forget remember mechanism into the spreading process. Equipped with such a mechanism an individual is prone to forget the "message" received and remember …

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2008 已發表論文

節肢動物7SK RNA

摘要 The 7SK small nuclear RNA (snRNA) is a key player in the regulation of polymerase (pol) II transcription. The 7SK RNA was long believed to be specific to vertebrates where it is highly co…

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2008 已發表論文

強恆定色電背景場產生的對橫向分佈的卡西米爾依賴性

摘要 由強恆定色電場產生的膠子和夸克 反夸克對的橫向分佈取決於兩個規範不變量,C 1=(EEa) E a 和 C 2=d(abc)E(a)E(b)E(c),如前面的 [G. C. Nayak 和 P. van Nieuwenhuizen,物理學家。 Rev. D 71, 125001 (2005)] 對於膠子和 [G. C.納亞克,物理學家。 Rev. D 72, 125010…

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2008 已發表論文

帕累托改進稅收

摘要 We show that in almost every economy with separable externalities, every competitive equilibrium can be Pareto improved by a package of anonymous commodity taxes that causes prices to adj…

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2008 已發表論文

透明催化碳奈米管薄膜

摘要 我們報告了薄的、透明的、高催化碳奈米管薄膜的合成。奈米管催化三碘化物的還原,這是對染料敏化太陽能電池很重要的反應,透過電化學阻抗譜測量,電荷轉移電阻隨著薄膜厚度的增加而降低。此外,透過將奈米管暴露於臭氧以引入缺陷可以顯著增強催化活性。經過臭氧處理的有缺陷的奈米管薄膜可以作為染料敏化太陽能電池的催化、透明和導電電極。其他可能的應用包括電池、燃料電池和電分析裝置。 ※ 此為已…

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2008 已發表論文

美國西南部新石器時代的人口轉變

摘要 Maize agriculture was practiced in the U.S. Southwest slightly before 2000 B.C., but had a negligible impact on 族群 growth rates until the development or introduction of more productive la…

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2008 已發表論文

雜訊:多序列比對中問題列的識別

摘要 Motivation: Sequence based methods for 系統發育 reconstruction from (nucleic acid) sequence data are notoriously plagued by two effects: homoplasies and alignment errors. Large 演化ary distance…

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2008 已發表論文

摘要 文昌魚 Hox 簇通常被視為脊索動物譜系的「原型」

摘要 文昌魚 Hox 簇通常被視為脊索動物譜系的「原型」。在這裡,我們對橫跨佛羅裡達文昌魚 Hox 簇(從 Hox14 到 Hox1)的 448 kb 區域進行了描述性描述。我們提供了先前描述的所有 14 個文昌魚序列的完整編碼序列,並對保守的非編碼調控序列元件進行了詳細分析。我們發現Hox簇的後部衍生得如此之高,以至於即使完整的基因組序列也不足以決定後部Hox基因是否由獨立複…

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2008 已發表論文

能源景觀中的漏斗

摘要 Local minima and the saddle points separating them in the energy landscape are known to dominate the dynamics of biopolymer folding. Here we introduce a notion of a "folding funnel" that …

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2008 已發表論文

大 RNA 的折疊動力學

摘要 We introduce here a heuristic approach to kinetic RNA folding that constructs secondary structures by stepwise combination of building blocks. These blocks correspond to subsequences and …

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2008 已發表論文

Karmarkar-Karp差分演算法分析

摘要 The Karmarkar Karp differencing algorithm is the best known polynomial time heuristic for the number partitioning problem, fundamental in both theoretical computer science and 統計 physics.…

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2008-01-01 工作論文 工作論文 #424

複雜網路中功能資訊子圖的識別

摘要 我們提出了一種通用資訊理論方法,用於識別複雜網路中的功能子圖,其中每個節點的動態都是可觀察的。我們證明,每個節點狀態的不確定性可以表示為涉及其他節點越來越多的相關變數的資訊量總和。我們證明,該和中的每一項都是透過連續調節新測量變數的互資訊而產生的,其方式類似於離散微分學。與泰勒級數的類比表明,用於根據其他自由度的函數組確定目標變數的狀態的有效搜尋演算法。我們將此方法應用於…

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2008-01-01 工作論文 工作論文 #423

馬可夫鏈強集總性的雙特徵向量條件

摘要 提出了識別馬可夫鏈中強集總性的必要和充分條件。我們證明,整體狀態必然對應於對偶轉移矩陣特徵向量中的相同元素。如果存在與聚合中的區塊一樣多的滿足必要條件的對偶特徵向量,則該條件也是充分的。透過兩個簡單的例子演示了結果。

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2008-01-01 工作論文 工作論文 #422

共同原因原則的完善

摘要 我研究貝葉斯網絡背景下的隨機依賴性和因果關係之間的相互作用以及資訊理論。最近定義的因果資訊流測量的應用提供了賴興巴赫共同原因原理的定量細化。

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2007-12-01 工作論文 工作論文 #433

複雜網路的嵌套子圖

摘要 我們分析性地探索了複雜網路中一般類別嵌套子圖的縮放特性,其中包括 $K$ 核心和 $K$ 支架等。我們將這類子圖命名為 $K$ 巢狀子圖,因為它們產生子圖族,例如 $...S {K+1}({\cal G})\subseteq S K({\cal G})\subseteq S {K 1}({\cal G})...$。使用所謂的{\em配置模型}表明,具有發散二階矩和有限一階…

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2007-12-01 工作論文 工作論文 #432

經驗數據中的冪律分佈

摘要 冪律分佈出現在許多具有科學意義的情況下,並對我們對自然和人造現象的理解產生重大影響。不幸的是,分佈尾部發生的大波動使得冪律的經驗檢測和表徵變得困難。特別是,已知最小二乘擬合等標準方法會產生冪律分佈參數的系統偏差估計,因此在大多數情況下不應使用。在這裡,我們回顧基於最大似然法和柯爾莫哥洛夫 斯米爾諾夫統計量對冪律資料進行準確參數估計的統計技術。我們也展示如何判斷資料是否遵循…

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2007-12-01 工作論文 工作論文 #431

恐懼與疾病的耦合傳染動力學:數學與計算探索

摘要 我們模擬了兩種相互作用的傳染過程:一種是疾病,另一種是對疾病的恐懼。个人可以通过与感染疾病的人(病人)、仅感染恐惧的人(害怕的人)以及同时感染恐惧和疾病的人(生病和害怕的人)接触来“感染”恐惧。受到惊吓的个体,无论是否生病,都可能以一定的概率将自己从循环中排除,这会影响个体之间的接触,从而影响疾病的传播。如果我们让个体从恐惧中恢复并恢复循环,耦合动态就会变得相当丰富,并包…

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2007-12-01 工作論文 工作論文 #430

股票價格的非平凡隨機遊走

摘要 我們透過開發一個簡單的模型來研究價格的隨機遊走,該模型將單一價格變化的符號和絕對值的屬性與較長時間尺度的價格擴散率(波動性)聯繫起來。我們發現,對於一小時的時間間隔,模型始終高估實際價格序列觀察到的波動性約 40%,隨著時間間隔長度的增加,這種效應變得更強。透過選擇性地打亂資料的某些組成部分,同時保留其他組成部分,我們能夠證明這種差異是由個體回報的符號和大小之間微妙但長期…

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2007-12-01 工作論文 工作論文 #429

能源領域技術發展動態

摘要 本文回顧了有關技術改進趨勢的文獻,重點關注能源領域。我們討論過去的趨勢在多大程度上可以用來預測技術的未來改進路徑。風能和光伏等某些技術的歷史趨勢比核裂變或天然氣等其他技術的歷史趨勢要規律得多。原因包括對稀缺資源的不同程度的依賴(天然氣的依賴程度較高),以及成本以外的技術改進驅動因素(例如推動核分裂安全性的提高)。美國的數據顯示,過去四十年來零售電價一直在波動,但沒有明顯的…

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2007-12-01 工作論文 工作論文 #428

複雜網路的角色模型

摘要 我們提出了一個框架,用於自動分解(“塊建模”)複雜網路中代理的功能類。這些類別由圖像圖(“區塊模型”)的節點表示,描述了連接的主要模式,從而描述了網路中的功能角色。使用第一原理方法,我們得出網路與任何給定影像圖的擬合度的度量,從而允許客觀假設檢定。根據最佳擬合的性質,我們推導出如何直接從網路中找到最佳擬合影像圖,並提出避免過度擬合的標準。該方法可以處理雙模和單模資料、有向…

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2007-12-01 工作論文 工作論文 #427

全球暖化的經濟基礎

摘要 如果溫室氣體的無價排放為子孫後代帶來了實際成本,那麼當代人和子孫後代都可以透過糾正這種無價外部性而享受到更高的經濟商品和服務消費,因此減緩全球暖化並不存在真正的經濟機會成本。認為控制全球暖化代價高昂的誤解源自於這樣一種錯誤假設:在沒有緩解措施的情況下,世界經濟的投資配置是有效的,但在存在外部性的情況下,世界經濟並未處於效率邊界。一旦外部性得到糾正,全球暖化就不再帶來其他投…

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2007-12-01 工作論文 工作論文 #426

連續問題的量子演算法和複雜性

摘要 科學和工程中出現的大多數連續數學公式只能透過數值求解,因此只能近似求解。我們始終假設我們正在處理解的數值近似。研究量子演算法和連續問題的複雜性有兩個主要動機。 1. 對於重要的科學問題,量子電腦比經典電腦更強大嗎?威力強了多少? 2.許多重要的科學和工程問題都有不斷的公式化。這些問題出現在物理、化學、工程和金融等領域。連續公式包括路徑積分、偏微分方程(特別是薛丁格方程式)…

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2007-12-01 工作論文 工作論文 #425

有限隨機動態網路中的損傷傳播與臨界性

摘要 我們系統性地研究和比較了隨機布林網路和閾值網路在稀疏滲流 (SP) 極限下的損傷傳播,以及與網路大小 N 無關的擾動。此極限與許多技術和自然網路中訊息和損傷的傳播有關。使用有限尺寸縮放,我們確定了一個新的特徵連通性 Ks,在大量動態更新後,損壞節點的平均數量 $\overline D$ 獨立於 N。基於邊際損壞擴散,我們確定了 SP 極限下有限 N 的關鍵連通性 $K c…

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2007-11-01 工作論文 工作論文 #435

最平坦生存效應的簡單準種模型:空間的作用

摘要 最平坦生存效應假設,在高突變率下,自然選擇不一定有利於複製速度較快的基因。在這種情況下,即使以複製速度減慢為代價,對有害突變效應具有穩健性的基因型也可能會受到青睞。這項誘人的假設最近已被數位生物、亞病毒 RNA 植物病原體(類病毒)和動物 RNA 病毒所證明。在這項工作中,我們研究了一個由兩個競爭準種組成的簡單理論系統,這兩個準種位於兩個截然不同的適應度景觀中,分別代表適…

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2007-11-01 工作論文 工作論文 #434

故意攻擊下歐洲電網的穩健性

摘要 電網定義了我們這個時代最重要的技術網絡之一,並維持我們複雜的社會。它已經發展了一個多世紀,成為一個極其龐大、看似強大且易於理解的系統。但當意外的、通常是最小的故障變成未知的動態行為,導致例如突然的大規模停電時,它也變得極其脆弱。這裡我們探討選擇性節點移除影響下歐洲電網的脆弱性。針對攻擊的脆弱性的平均場分析與觀察到的模式一起呈現。分析了攻擊下網路滲透(和碎片)與理論條件的偏…

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2007-10-01 工作論文 工作論文 #436

倫敦證券交易所會員交易的相關性和聚類

摘要 本文分析了倫敦證券交易所不同會員交易模式的相關性。與成員機構相關的策略集合由該機構按小時間隔交易的淨交易量的符號序列定義。我們使用多種方法表明機構之間存在顯著且持久的相關性。此外,相關性被建構為相關組和反相關組。使用相關性作為距離測量的聚類技術揭示了兩組機構交易方向相反的有意義的聚類結構。

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2007-09-01 工作論文 工作論文 #441

模型遺傳電路的多功能性和穩健性權衡

摘要 大多數細胞系統,從大分子到遺傳網絡,都具有不只一種功能。涉及網路的例子包括由 Hox 基因和果蠅分割基因形成的轉錄調控迴路,它們在早期和晚期發育事件中發揮作用。執行多種功能的需求是否嚴重限制了網路架構?這是否意味著功能之間的穩健性權衡?也就是說,如果一種功能對突變具有高度穩健性,那麼其他功能是否高度敏感,反之亦然?幾乎沒有現有證據可以回答這些問題。我們用轉錄調控網路的通用…

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2007-09-01 工作論文 工作論文 #442

異質群體中的創新擴散:傳染、社會影響和社會學習

摘要 創新擴散帶來的一個基本難題是,為什麼創新的首次出現和大量人採用它之間往往存在著很長的滯後期。關於這種現象及其可能產生的機制,有大量的理論和實證文獻。這些解釋的一個共同特徵是,代理人之間的異質性是他們在不同時間採用的原因。然而,大多數現有模型以非常有限的方式納入異質性,例如考慮兩個同質的主體群體,或假設異質性由特定的分佈族描述。在本文中,我展示瞭如何將異質性納入行銷、社會學…

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2007-09-01 工作論文 工作論文 #440

Gene 網絡s and 自然選擇: Is There a 網絡 生物學?

摘要 有關細胞內大分子網絡的定性資訊能否從根本上教導我們新的生物學知識?換句話說,是否存在網絡生物學(不同於網絡物理學或網絡化學)?這個問題的答案很重要,因為分子網路是單一分子、最低水平的生物組織和整個生物體之間的橋樑。為了弄清楚大分子網絡是否可以教我們新的生物學知識,我們首先需要回答一個非常基本的問題:自然選擇是否影響生物網絡的結構,如果會影響,又是如何影響的?這個問題很關鍵…

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2007-09-01 工作論文 工作論文 #439

從比特到它:複雜的代謝網絡如何將資訊轉化為生命物質

摘要 生物體的生存和死亡取決於它們所獲得的有關環境的資訊量。複雜代謝網絡的系統分析使我們能夠詢問這些資訊如何轉化為健康。代謝網絡將營養物質轉化為生物質。它越好地利用可用營養物質的訊息,細胞分裂的速度就越快。我在這裡使用代謝通量平衡分析來表明,酵母細胞感知限制性營養素可用性的準確性 I(以位為單位)與生物量產量和細胞分裂率所示的適應度呈對數關係。對於酵母等微生物,自然選擇可以解決…

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2007-09-01 工作論文 工作論文 #438

透過變異簇快速檢測基因和基因組中的正向選擇

摘要 基因和基因組的正向選擇可以指出物種之間以及物種內種族之間差異的進化基礎。正向選擇的檢測還可以幫助識別功能上重要的蛋白質區域,從而指導蛋白質工程。許多現有的正向選擇測試要不是過於保守,容易受到人口統計歷史造成的影響,就是計算量非常大。我在這裡提出了一種簡單而快速的測試,它是對現有測試的補充,並克服了其中一些問題。它依賴於零假設,即中性進化的 DNA 區域應顯示核苷酸取代的泊…

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2007-09-01 工作論文 工作論文 #437

能源景觀中的漏斗

摘要 眾所周知,局部極小值和在能量景觀中將它們分開的鞍點主導著生物聚合物折疊的動力學。在這裡,我們引入了「折疊漏斗」的概念,它是根據能量最小值和鞍點進行簡明定義的,同時符合蛋白質折疊文獻中討論的「折疊漏斗」的概念。

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #459

感知與現實之間回饋的簡單演化博弈

摘要 我們研究一種機會進化博弈,其中不同結果(例如正面或反面)的機率取決於對這些結果的下注金額。該遊戲可能是最簡單的機率遊戲,其中感知影響現實。透過改變將下注金額與結果機率聯繫起來的“現實地圖”,可以從機率不依賴下注的純粹客觀遊戲不斷轉變為機率等於下注金額的純粹主觀遊戲。現實地圖可以反映自我強化策略或自我挫敗策略。在自我強化博弈中,理性參與者可以實現收益遞增並操縱結果機率對自己…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #458

關於基本面、非基本面和穩健週期基礎的說明

摘要 在許多生物系統中,穩健性是透過冗餘接線來實現的,並透過連接系統組件的圖中循環的存在來反映。在分析此類圖時,我們對循環穩健的循環基很感興趣,因為它們可用於透過迭代添加基循環來產生給定 2 連通圖的所有循環。眾所周知,嚴格的基本(或基爾霍夫)基,即可以從生成樹導出的基,不一定具有循環穩健性。這裡我們注意到,相反,循環穩健的基底(即使是平面圖)不一定是基本的。此外,我們提出了一…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #457

時滯相關矩陣的隨機矩陣係綜:特徵值譜的推導與金融時間序列分析

摘要 我們推導了從一組時移、有限布朗隨機遊走(時間序列)導出的相關矩陣的特徵值譜的精確形式。這些矩陣可以看作是真實的、不對稱的隨機矩陣,其中時移疊加了一些結構。我們證明,對於大矩陣,相關的特徵值譜在複平面上是圓對稱的。這一事實使我們能夠透過對稱問題密度的逆阿貝爾變換來精確計算特徵值密度。我們用數字證明了這種方法的有效性。接下來將理論結果與從 S&P500 的實際高頻(5 分鐘)…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #456

資訊物理學

摘要 我們為非專家回顧了物理和資訊之間的介面。首先在熱力學的背景下,然後在統計力學的背景下描述了與熵概念相關的資訊的起源。對統計力學基礎的仔細研究以及調和世界的機率性和確定性觀點的需要引導我們討論混沌動力學,其中資訊在量化可預測性方面發揮著至關重要的作用。然後,我們討論定義資訊時出現的各種基本問題,以及在討論有序、無序和不完整知識等概念時必須如何小心謹慎。我們也討論了熵的另一種…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #455

摘要 我們回顧了與自私主體合作的博弈論模型,從對不合作者的報復和在重複的二元互動中建立聲譽開始

摘要 我們回顧了與自私主體合作的博弈論模型,從對不合作者的報復和在重複的二元互動中建立聲譽開始。然後,我們在一大群資訊不完全、自私的個體中研究民間定理。與具有完美資訊的二元情況相反,我們發現隨著群體規模的增加和錯誤率的提高,合作程度迅速惡化。此外,對於這些模型的動態、非均衡行為如何支持合作結果,也沒有合理的解釋。然後,我們分析了與其他相關偏好的合作,發現在規模較大且資訊要求較低…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #454

邁向演化物理學:崩潰和多樣化爆發邊緣的關鍵多樣性動力學

摘要 控制生物或技術進化標準機制的系統通常用催化進化方程式來描述。我們研究這些方程式的結構並找到與經典熱力學系統的類比。特別是,我們可以證明演化動力學有幾個不同的階段:多樣性快速成長的階段,多樣性有限的固定階段,以及多樣性快速衰退的階段。雖然前兩個階段受到了先前工作的影響,但在這裡我們重點關注演化動力學的破壞性方面,特別是相圖。主要訊息是,在關鍵區域內,非常小的外部波動可能會引…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #453

展示非廣泛統計數據的網路動力學統一模型

摘要 我們引入了一種動態網路模型,該模型統一了許多網路家族,這些家族各自表現出 q 指數度分佈。目前的模型動態結合了靜態(非成長)自組織網路、優先成長網路和(優先)重新佈線網路。此外,它表現出自然的隨機圖極限。所提出的模型將網路動態推廣到重新佈線和成長模式,這些模式取決於內部拓撲以及它們嵌入的空間所施加的度量。在從所提出的模型中出現的所有網路中,我們發現了大參數空間上的 q 指…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #452

透過優化燒烤發現順式調節模組

摘要 真核細胞中的基因表現受到複雜的相互作用網絡的調節,其中轉錄因子及其在基因組 DNA 上的結合位點發揮決定性作用。由於轉錄因子很少(如果有的話)單獨發揮作用,因此相互作用因子的結合位點通常緊密排列,形成所謂的順式調節模組。即使單一結合位點已知,模組發現仍然是一個困難的組合問題,我們在這裡將其形式化為最佳燒烤問題。它要求從 K 個彩色區間排列中同時刺入最大數量的不同顏色區間。…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #451

最優因果推理

摘要 我們考慮用於時間序列統計建模的資訊理論目標函數,它體現了模型的預測能力和模型複雜性之間的參數化權衡。我們研究了最佳因果推理的兩種不同情況,我們稱之為最佳因果過濾(OCF)和最佳因果估計(OCE)。 OCF 對應於擁有無限資料的理想情況。我們證明,OCF 在權衡參數趨於零的極限下導致了隨機過程的精確因果結構,從而強調了預測。具體來說,過濾方法準確地重建了隱藏的因果狀態。更一…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #450

最大熵方法推廣下熱力學第二定律的穩健性

摘要 結果表明,熱力學定律在熵形式的推廣下極為穩健。利用Bregman型相對熵,證明了克勞修斯不等式總是有效的。這意味著熱力學具有高度普遍性,並且不排除最大熵方法的一致推廣。人們達成了某種共識,即在物理定律中,熱力學定律極為普遍,並將持續存在。這種樂觀情緒可能源自於這樣一個事實:當從經典統計力學轉向量子力學時,熱力學原理保持不變。如果考慮到熱力學的表述是在 19 世紀、物理學原…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #449

動態網路上的可解自旋模型

摘要 我們考慮伊辛模型,其中自旋通過網路中的鏈結動態耦合。在此模型中,有兩個動力學量在規範框架中排列成最小能量狀態:自旋 si 和鄰接矩陣元素 cij 。此模型變得完全可解,無需求助於複製假設或其他假設,因為作為 cij 最小化能量的直接結果,微規範配分函數可簡化為二項式因子的乘積。我們求解系統的有限尺寸和兩個可能的熱力學極限,並討論相圖。該模型可以被視為社會系統的模型,其中主…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #448

語言關係的計算特徵敏感重建:為比較歷史語言重建發展 ALINE 距離

摘要 在許多非語言環境中,包括文化和分子人類學領域,語言之間的歷史關係被用作社會歷史的代理。語言學家傳統上使用標準比較方法來收集這些資訊。雖然提供極其細緻的語言訊息,但這種方法既耗時又費力。相反,計算方法明顯更快,但可能會引入重大錯誤。此外,目前的方法經常使用本身由歷史語言學家編碼的同源集,從而降低了計算方法的優勢。在這裡,我們開發了一種基於 ALINE 距離的方法,從配對註釋…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #447

基因與基因組概念:編碼與調控-根據現代分子生物學對遺傳儲存與表現進行概念與資訊理論分析

摘要 我們在此分析基因的定義,以便根據現代分子生物學的見解來區分基因編碼的內容,即特定的多肽,以及其表達是如何實現和控制的。在DNA的編碼作用被發現之前,一個基因被鑑定為具有特定的表型特徵,從孟德爾到摩根再到本澤。然而,隨後,分子生物學家冒險在 DNA 序列層面上根據編碼定義基因。越來越明顯的是,DNA層面儲存的資訊與功能產品之間的關係非常複雜,監管方面與產品的資訊編碼一樣重要…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #446

具有非均勻閾值的隨機閾值網路中的臨界線

摘要 我們分析計算同質和非同質閾值的隨機閾值網絡 (RTN) 的關鍵連通性 $K c$,並透過數值模擬確認結果。我們發現 $K c$ 隨(平均)絕對閾值 $ h $ 呈超線性增加,對於大閾值,其指數接近冪律,並表明這種漸近縮放對於具有泊松分佈連通性和方差增加(大約)小於 $ h $ 二次方的閾值分佈的 RTN 是通用的。有趣的是,我們發現閾值的不均勻分佈會導致稀疏連接網絡的擾動…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #445

可因式分解的語言:從動力學到生物學

摘要 沒有通用的複雜度衡量標準。當所研究的問題需要透過符號序列來描述時,形式語言理論可以提供方便的分析架構。在這篇綜述中,我們集中討論一類特殊的語言,即稍後定義的可分解語言,它出現在許多動力學和生物學問題中。在動力學中,我們想到的是單峰映射的符號動力學和元胞自動機的複雜性。在生物學中,我們從 DNA 和蛋白質序列分析中吸取例子。

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #444

結構還是噪音?

摘要 我們展示了理論建構如何自然地區分規律性和隨機性。從基本建模原理開始,使用率失真理論和計算力學,我們提出了一個通用資訊理論目標函數,該函數體現了模型複雜性與其預測能力之間的權衡。從這個原理導出的解決方案系列對應於模型的層次結構。在每個複雜程度,它們都實現了最大的預測能力,在最佳預測的限度內識別過程的確切因果組織。例子展示了理論建構如何從分析過程的因果壓縮性中獲益,這反映在最…

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2007-08-01 工作論文 工作論文 #443

制度影響偏好

摘要 我們模擬外部執法對公共池資源發展的動態影響。將我們的模型與實驗數據進行擬合,我們發現制度會影響社會偏好。我們解決了數據中的兩個難題:當平民投票反對罰款時合作的增加和隨後的削弱,以及低罰款的高威懾力。當罰款被拒絕時,社會規範的內化解釋了合作的增加;違規行為(無論是偶然的還是非偶然的),加上互惠互利,導致了這種侵蝕。低罰款可以防止惡性循環,從而穩定合作。

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2007-07-01 工作論文 工作論文 #460

動物細胞分化模式抑制體細胞​​演化

摘要 多細胞生物中的細胞分化在創造新細胞類型的發育過程中具有明顯的功能。然而,在細胞更新頻繁的長壽動物中,在不再需要或不再產生新的細胞類型後,細胞分化通常會持續下去。在這裡,我們解決為什麼這是真的的問題。據信,如果沒有抑制生物體內細胞間體細胞選擇的機制,多細胞生物就不可能出現或進化穩定,否則會破壞生物體的完整性。在這裡,我們提出這樣的機制之一是一種持續細胞分化的特定模式,通常在…

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2007-06-01 工作論文 工作論文 #466

折現的一般數學理論

摘要 數學形式主義是為了與廣泛的觀察到的折現行為相關的獨特不變量的存在而發展的。這些不變量是“指數折現率譜”,源自於完全單調函數的理論。指數折現、雙曲貼現在經驗上很重要的情況以及所謂的次加性折現都是一般理論的特殊情況。這種形式主義在個人和社會層面都有解釋。幾乎每個折現率譜都會產生一個相對於某個指數呈「雙曲線」的折現函數。這種雙曲折現函數可能不可積,並且評估不可積性對跨期估值的影…

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2007-06-01 工作論文 工作論文 #465

Spontaneous 湧現 of 模組性 in 細胞的 網絡s

摘要 眾所周知,模組化是生物系統最相關的特徵之一,似乎存在於多個尺度上。鑑於其適應潛力,它通常被認為是選擇性壓力的目標。在這種解釋下,選擇將積極支持模組化結構的形成,這些結構將專門從事不同的功能。在這裡,我們表明,在蜂窩網路的背景下,不需要這樣的選擇壓力來獲得模組化。相反,透過複製和多樣化而實現的網路成長的內在動態能夠免費產生它,並解釋小子圖所表現出的統計特徵。討論了生物和技術…

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2007-06-01 工作論文 工作論文 #464

透過語言習得的無標度句法網絡的本體論

摘要 人類語言的演化允許非遺傳訊息的有效傳播,從而創造了一種新的進化變化形式。兒童的語言發展提供了探索這種複雜交流的機會,並被認為是從原始語言到語言過渡的窗口。在這裡,我們分析了 CHILDES 資料庫中的可用信息,並研究了複雜網路中語法的出現,其中單字透過句法連結連接起來,提供了句法關係組織的全局視圖。先前未報導的急劇轉變發生在約 2 年時,從樹狀結構到無標度的小世界語法網絡…

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2007-06-01 工作論文 工作論文 #463

調節代謝率波動

摘要 複雜的生態和經濟系統顯示出宏觀數量的波動,例如匯率、公司規模或人口規模,這些波動遵循非高斯帳篷形增長率機率分佈,並具有冪律衰減,這表明複雜系統中的波動可能受到普遍機制的控制,與特定細節和特質無關。我們在這裡提出,個體生物體的代謝率可以被視為複雜系統的新興屬性的一個例子,並檢驗這樣的假設:個體代謝率波動的機率分佈具有「通用」形式,無論體型大小或分類學隸屬關係如何。我們檢查了…

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2007-06-01 工作論文 工作論文 #462

原核生物系統發育與分類學的結合:組成載體樹與系統細菌學的詳細比較

摘要 我們對根據 2006 年 12 月 31 日提供的 432 個原核生物基因組推斷出的組成向量樹 (CVTree) 中的分支與細菌學家的分類法(主要是最新的在線伯傑系統細菌學手冊大綱)進行了詳盡的分類學比較。 CVTree 系統發育在大多數精細分支和整體結構上與 Bergey 的分類學非常吻合。同時,生物學家在某種程度上已經了解了樹木和手冊之間的大多數差異,並可能暗示了分類…

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2007-06-01 工作論文 工作論文 #461

癌症幹細胞作為腫瘤進展的引擎

摘要 許多作者認為基因組不穩定性是腫瘤發生的關鍵引擎。然而,越來越多的證據表明,一小群抗藥性癌細胞也可能是腫瘤進展的關鍵組成部分。這種癌症幹細胞將成為腫瘤穩定性的儲存庫,而遺傳不穩定的細胞將與正常細胞競爭並侵入鄰近的宿主組織。在這裡,我們使用兩種類型的組織結構來研究癌症動力學的這兩個相互衝突的組成部分之間的相互作用。研究了平均場模型和多室模型。研究表明,組織結構影響癌症動力學模…

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2007-05-01 工作論文 工作論文 #468

有限過程湯的原始進化

摘要 原始演化的一般和基本模型(有限和離散過程的反應湯)被用來識別和分析在生命起源之前系統中生成和維持複雜結構的基本機制。這些過程——計算力學中定義的機器——及其互動網路都提供了明確定義的結構概念。這使我們能夠在複雜性方面定量地展示湯中的分層自組織。我們發現,複製過程發展了透過自動催化連續建立更高層次組織的策略。此外,結構複雜性低但通用性高的局部組件也促進了這一點。實際上,有限…

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2007-05-01 工作論文 工作論文 #467

計算 in Sofic 量子 動力系統

摘要 我們分析了測量的量子動力學系統如何儲存和處理訊息,引入了物理量子動力學系統。使用最近引入的量子過程資訊理論測量,我們根據熵率和過剩熵來量化其資訊儲存和處理,並儘可能給出封閉形式的表達式。為了說明測量對量子過程中資訊儲存的影響,我們分析了兩個自旋 1 固體量子系統,它們的差異僅在於測量方式。

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2007-04-01 工作論文 工作論文 #470

具有定價代理的交易網絡

摘要 在廣泛的市場中,個人買家和賣家經常透過中介機構進行交易,中介機構透過策略考量來確定價格。通常,並非所有買家和賣家都能接觸到相同的中介機構,他們的交易價格也相應不同,這反映了他們在市場上的相對權力大小。我們使用一個遊戲來模擬這種現象,其中買家、賣家和交易者在圖表上進行交易,該圖表代表每個買家和賣家對交易者的訪問權限。在這種模式中,交易者策略性地設定價格,然後買家和賣家會對他…

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2007-04-01 工作論文 工作論文 #469

推斷馬可夫鏈:貝葉斯估計、模型比較、熵率和類外建模

摘要 馬可夫鍊是一種自然且易於理解的工具,用於描述時間或空間中的一維模式。我們展示瞭如何透過將貝葉斯方法應用於參數估計和模型階數選擇,從有限資料推斷任意 k 的 k 階馬可夫鏈。擴展離散資料多項式模型的現有結果,我們透過資訊理論(類型論)技術將推理與統計力學連結起來。我們在貝葉斯證據和配分函數之間建立了直接關係,允許直接計算條件相對熵和源熵率的期望和變異數。最後,我們介紹了一種…

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2007 已發表論文

系統思維促進研究實踐整合

摘要 Evidence based decision making in health care is hampered by the fact that there are few proven methods sufficient to produce rapid implementation of priority research findings. A key cha…

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2007 已發表論文

摘要 波利尼西亞圖案是波利尼西亞祖先社區的粒線體 DNA 標記,在重建遙遠的海洋歷史中發揮了關鍵作用

摘要 波利尼西亞圖案是波利尼西亞祖先社區的粒線體 DNA 標記,在重建遙遠的海洋歷史中發揮了關鍵作用。儘管這個主題為玻里尼西亞女性提供了有效的敘述,但從父系血統中並沒有同等的男性歷史。在這裡,我們描述了具有絕對波利尼西亞親和力的 Y 染色體二元多態性。我們說明了其與早期波利尼西亞社區的獨特的空間和時間聯繫,並透過對相關短串聯重複變異的分析,我們描述了波利尼西亞境內第一個清晰的家…

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2007 已發表論文

錯誤和攻擊下歐洲電網的拓樸脆弱性

摘要 We present an analysis of the topological structure and static tolerance to errors and attacks of the September 2003 actualization of the Union for the Coordination of Transport of Electr…

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2007 已發表論文

滯後相關矩陣的特徵值譜

摘要 我們推導了從一組長度為 T 的 N 個時移、獨立同分佈高斯時間序列所獲得的相關矩陣特徵值譜的精確形式。這些矩陣是隨機、實數和非對稱矩陣,由於時滯而具有疊加結構。我們證明,對於大矩陣(lim N 無窮大),相關的(複數)特徵值譜是圓對稱的。這一事實允許透過對稱問題密度的逆阿貝爾變換來精確計算特徵值密度。透過與隨機時間序列的數值實現的比較證明了該方法的有效性。作為一個例子,給…

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2007-01-01 工作論文 工作論文 #474

摘要 我們考慮在商品、勞力和信貸競爭市場中行使權力

摘要 我們考慮在商品、勞力和信貸競爭市場中行使權力。我們提供了權力的定義,並表明如果合約不完整,它可能會以帕累托改進的方式行使,或者對那些沒有權力的人不利。考慮了不同的權力概念,包括議價能力、市場力量和消費者主權。由於權力的行使可能會改變價格和交換的其他方面,因此從權力中抽離可能會錯過經濟的重要方面。私人交易的政治方面挑戰了有關市場和政治競爭在確保經濟決策的效率和問責制方面的適…

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2007-01-01 工作論文 工作論文 #473

社會偏好與公共經濟學:好法律可以取代好公民嗎?

摘要 旨在利用利己偏好來實現公共目的的法律和政策,如果損害了親社會偏好的有益效果,則可能會失敗。實驗證據表明,訴諸自身利益的激勵措施可能會降低內在動機、互惠性和其他公民動機的顯著性。動機擁擠也會發生。對這些過程的證據進行了審查,並提出了最佳顯性激勵模型。

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2007-01-01 工作論文 工作論文 #472

程序理性與均衡信任

摘要 本文研究了委託人和代理人群體中信任行為穩態分佈的決定因素,其中前者根據有限理性程序從經驗中學習。對於任何給定的代理類型分佈,主體行為的長期分佈是有特徵的。結果表明,在抽樣程序(Osborne 和 Rubinstein,1998)和最大平均程序(Rustichini,2003)下,委託人行為的異質性仍然存在。對於抽樣程序,我們確定了充分的條件,在這些條件下,代理人對控制的更…

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2007-01-01 工作論文 工作論文 #471

由大腦塑造的語言

摘要 人們普遍認為人類學習和人類語言的結構密切相關。這種關係經常被認為是植根於語言特定的生物禀賦,它編碼了通用但任意的語言結構原則(通用語法或 UG)。這樣的 UG 是如何進化的?我們認為,UG 不可能是由生物適應或非適應遺傳過程所產生的。由此產生的關於 UG 起源的難題我們稱之為語言演化的邏輯問題。由於語言變化的過程比基因變化的過程要快得多,因此隨著時間的推移和不同人群的不同…

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2006-12-01 工作論文 工作論文 #484

準經典粗粒化和熱力學熵

摘要 我們對宇宙的日常描述是高度粗粒度的,只遵循完美細粒度描述所需變數的一小部分。由於我們有限的觀察和計算能力,經典物理學中的粗粒度是很自然的。但在封閉系統的現代量子力學中,一些粗粒度的測量是不可避免的,因為不存在重要的、機率性的、細粒度的描述。本文探討了這一事實的後果。量子理論允許各種粗粒度的描述,其中一些描述是相互不相容的。然而,對於大多數目的,我們感興趣的是「準經典描述」…

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2006-12-01 工作論文 工作論文 #483

技術創新網路的拓樸與演化

摘要 連接技術創新的關係網絡可以用專利引用來公平地描述。由此產生的專利引用網絡提供了大規模創新組織及其時間演變的圖像。在這裡,我們研究美國專利商標局(USPTO)註冊專利的變更模式。我們表明,該網路表現出的擴展行為與優先附著機制和威布爾形老化項一致。這種依附內核是由科學引文網絡共享的,因此顯示了一種連接思想、設計及其演化的通用機制。討論了創新進化論的涵義。

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2006-12-01 工作論文 工作論文 #482

開源社交網路中的自組織與層次結構

摘要 複雜的網路在不同的條件下出現,包括透過簡單的成長和進化規則進行設計(即自上而下的決策)。在處理生物系統和大多數社交網路時,此類規則通常是局部的。與這種情況的一個重要偏差是由從事技術開發的代理社群提供的,例如開源(OS)社群。在這裡,我們分析了它們的網絡結構,表明它定義了一個複雜的加權網絡,在不同層面上具有縮放法則,透過查看電子郵件交換來衡量。我們也提出了一個簡單的網路成長…

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2006-12-01 工作論文 工作論文 #481

網路一致同意規則

摘要 我們引入了一個創新、進化和輿論動態模型,其傳播由一致規則決定,即,只有當一個節點的所有鄰居都具有相同的對應狀態時,它才會改變其(二元)狀態。結果表明,轉換的發生取決於問題的初始條件。特別是,需要臨界數量的初始啟動節點,以便整個系統在長時間限制內啟動。自然地考慮了節點度分佈的影響。對於簡單的網路拓撲,我們解析地求解模型,詳細研究了隨機、小世界和無標度的情況。

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2006-12-01 工作論文 工作論文 #480

互動式馬可夫過程的自適應動力學

摘要 研究了自適應交互作用隨機過程中資訊流的動力學。我們給出了馬可夫過程的博弈動力學的擴展形式,並研究其行為以觀察系統中資訊的流動。透過配對便士遊戲互動來展示兩個隨機過程的自適應動態範例以及潛在的因果結構。

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2006-12-01 工作論文 工作論文 #479

最小原始細胞的生命週期—耗散粒子動力學 (DPD) 研究

摘要 功能化學子系統耦合產生的交叉反應和其他系統問題對在實驗室中組裝可行的原始細胞構成了最大的挑戰。我們目前的工作旨在識別和澄清我們在模擬中表示和分析最小原型單元的完整實現時的關鍵問題。使用 3D 耗散粒子動力學 (DPD) 模擬方法,我們能夠解決模擬原始細胞完整生命週期所需的耦合擴散、自組裝和化學反應過程,原始細胞由耦合的遺傳、代謝和容器子系統組成。利用組成分子、它們的相互作…

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2006-12-01 工作論文 工作論文 #478

複雜流體中的進化自組織

摘要 本文探討了分子演化控制集體物理階段的能力,邁出了從獨立複製子邁向細胞狀集體結構的決定性的第一步。我們開發了一種在碳氫化合物、兩親物和水的三元流體中複製組合分子的物理模型。各種實驗室正在對此類系統進行實驗研究,以接近人造細胞的合成,它們也與細胞生命的起源有關。該模型透過晶格上的自旋(最簡單的情況下為伊辛耦合)來表示兩親物,耦合到可以在晶格上擴散並相互反應的複製分子。複製分子…

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2006-12-01 工作論文 工作論文 #477

昆蟲、樹木和氣候:森林砍伐和昆蟲氣候變遷的生物聲學

摘要 不斷累積的觀測證據表明,昆蟲數量的快速增長、森林砍伐和全球氣候變遷之間存在密切聯繫。我們審查了證據,強調了關鍵行星碳庫的脆弱性,特別是將昆蟲侵擾的微生態與氣候連結起來的地球森林。我們調查了目前的研究制度和昆蟲控制策略,得出的結論是,目前它們不足以應對該問題當前的區域規模及其未來可能的全球規模。我們提出昆蟲和樹木之間新穎的生物聲學相互作用是蟲害種群動態和由此產生的大規模森林…

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2006-12-01 工作論文 工作論文 #476

超大型利害關係人網路決策支援的集體智慧:未來的美國能源系統

摘要 選擇您最喜歡的複雜社會議題。例如,美國政府、其公民和能源公司如何達成可接受的未來美國國家能源計畫?如何以理性和透明的方式處理如此複雜的問題?我們討論了最近開發的基於互聯網的方法,用於澄清問題,提供深入了解面臨複雜問題的大型利益相關者群體衝突的原因,並達成共識。該方法已經在各種複雜的社會和技術問題上進行了測試,說明如何利用互聯網來利用大型利益相關群體的集體智慧。這項工作進一…

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2006-12-01 工作論文 工作論文 #475

最小原始細胞的代謝光斷裂動力學:速率限制因素、效率和對演化的影響

摘要 自主自我複製分子機器(原始細胞)的一個關鍵要求是其消化資源並將其轉化為構建塊的能力。因此,原始細胞需要一系列由外部自由能(例如能量)驅動的代謝過程。以可用的化學氧化還原電位或光的形式。我們介紹並研究了一種最小的光驅動代謝系統,該系統基於遺傳分子催化的資源分子的光斷裂。我們表示和分析反應動力學方程式的完整代謝組,並透過一組近似簡化反應動力學,以便可以獲得構建塊生產的解析表達…

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2006-11-01 工作論文 工作論文 #492

測量量子過程的語言多樣性

摘要 量子系統的行為取決於它的測量方式。觀察到的東西有多少是來自量子系統本身的結構,又有多少是來自觀察者對測量的選擇?我們透過分析量子有限狀態產生器的\emph{語言多樣性}來探索這些問題。一個結果是一種將量子設備與其經典(隨機)對應設備區分開來的新方法。雖然這兩個計算類產生的語言的多樣性在週期性過程的情況下是相同的,但量子系統通常會產生比經典系統更廣泛的語言。

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2006-11-01 工作論文 工作論文 #491

摘要 我們介紹了測量量子系統中資訊儲存的方法,使用最近引入的計算理論模型來解釋測量效應

摘要 我們介紹了測量量子系統中資訊儲存的方法,使用最近引入的計算理論模型來解釋測量效應。第一個是量子過剩熵,它量化了量子過程的過去和未來之間的共享資訊。第二個是量子瞬態訊息,決定了觀察者透過測量來了解量子過程內部狀態的難度。我們將它們與馮諾依曼熵進行對比,並為一大類有限量子過程提供封閉式表達式,並注意何時無法給出封閉式表達式。

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2006-11-01 工作論文 工作論文 #490

原細胞生長定律的出現

摘要 由於產物抑制,模板定向複製遵循拋物線生長定律 [18,6,9,25]。我們研究了模板定向複製與耦合模板催化脂質聚集體生產作為最小原始細胞的模型,並通過分析表明自催化模板容器反饋確保了平衡的指數複製動力學;基因和容器都以相同的指數呈指數增長。拋物線基因複製不會限制原始細胞的生長,也不需要對各個原始細胞成分進行詳細的化學計量控制來確保平衡的基因容器生長,正如各作者所推測的[5…

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2006-11-01 工作論文 工作論文 #489

拋硬幣的隨機性有多大?貝葉斯推理與確定性混沌的符號動力學

摘要 符號動力學已被證明是分析非線性動力系統中導致不可預測性和隨機行為的機制的寶貴工具。令人驚訝的是,連續狀態空間的離散劃分可以產生行為的粗粒度描述,準確地描述底層混沌吸引子的不變屬性。特別是,資訊產生率的度量——拓撲和度量熵率——可以根據馬可夫或產生分區的輸出來估計。在這裡,我們開發了 $k$ 階馬可夫鏈的貝葉斯推理,作為一種從粗粒度動力系統產生的離散數據的有限樣本中查找生成…

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2006-11-01 工作論文 工作論文 #488

錯誤和攻擊下歐洲電網的拓樸脆弱性

摘要 我們對 2005 年 9 月實現的電力運輸協調聯盟 (UCTE) 電網的拓撲結構以及對錯誤和攻擊的靜態容忍度進行了分析,涉及 33 個不同的網路。儘管研究的每個電網都具有指數度分佈,並且大多數缺乏典型的小世界拓撲,但它們對節點丟失的反應模式與無標度網絡中觀察到的相似。我們發現節點移除行為與電網規模呈對數關係。這種對數行為表明,儘管規模有利於脆弱性,但成長可以降低脆弱性。我…

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2006-11-01 工作論文 工作論文 #487

非通勤可觀測量的 Doi-Peliti 方法

摘要 Doi 和 Peliti 導出的用於處理反應擴散問題的量子場方法最初是基於經典機率描述和馬可夫演化。這些假設所帶來的基礎量子傳輸過程的完全退相干極限將經典描述限制為量子公式的交換可觀測量,並將熵粗粒化為平衡玻爾茲曼形式。在本文中,Doi Peliti 公式被推廣到描述驅動量子係綜,其中經典狀態變數作為非交換量子可觀測量的期望而出現。由此產生的經典描述仍然是 Martin …

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2006-11-01 工作論文 工作論文 #486

複雜網路的 K 支架子圖

摘要 具有大量節點或鏈路的複雜網路通常難以分析。然而,並非所有元素對其結構模式的貢獻都相同。少數元素(中心)似乎在圍繞它們組織整體結構方面發揮著特別相關的作用。但架構的其他部分(例如輪轂連接元件)也很重要。在這封信中,我們提出了一種新型子結構,稱為 K 支架子圖,能夠捕捉所有基本的網路組件。它們的關鍵特徵,包括所謂的關鍵支架圖,都是透過分析得出的。

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2006-11-01 工作論文 工作論文 #485

測量的量子過程中的無限相關性

摘要 我們證明,量子動力系統在重複測量時可以表現出其行為的無限相關性。我們使用量子有限狀態產生器對量子過程進行建模,並採用它們產生的隨機語言作為其行為的表示。我們分析了兩個自旋 1 美元的量子系統,它們的差異僅在於觀察它們的方式。產生的相應語言在一種情況下具有短程相關性,在另一種情況下具有無限相關性。

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2006-10-01 工作論文 工作論文 #496

建立經濟過程理論

摘要 經濟學關注物理世界中材料和過程之間的界面現象,以及認知、法律和文化領域的策略行動。在經濟一般均衡理論的數學架構內,人們提出了一系列關於商品合理最適配置是否存在的非常有限的問題。獨立地,特定經濟系統的各種特定模型已經在運籌學、宏觀經濟學以及最近不斷發展的經濟物理學領域建立起來。迄今為止,尚未對經濟過程綜合建模框架給予足夠的關注,該框架在一般性上可與均衡理論的數學相媲美,但能…

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2006-10-01 工作論文 工作論文 #495

複雜性、粗粒度和符號描述

摘要 我們在科學中使用的所有符號和符號序列都是對自然的粗粒度描述的結果。根據 C. Shannon 1948 年開創性論文中的定理,有限字母表上長度為 N 的所有符號序列的集合可以粗略地分為兩個子集:一個巨大的典型集合和一個微小的非典型序列集合。數十億年進化的生物序列必定屬於這個微小的集合。研究非典型集的一個有效方法是查看真實數據。我們將報告一些對真實 DNA 和蛋白質數據的觀…

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2006-10-01 工作論文 工作論文 #494

複雜系統: 網絡 Thinking

摘要 在本文中,我討論了複雜系統中關於網路主題的一些最新想法,這些想法包含在最近的三本複雜系統書籍中或受其啟發。網路的一般科學是 Albert Lazlo Barabasi 的《Linked》(Barabasi,2002 年)和 Duncan Watts 的《六度》(Watts,2003 年)的主題。在「分佈式自治系統」跨學科會議(Segel & Cohen,2001)的會議記…

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2006-10-01 工作論文 工作論文 #493

自主:資訊理論的視角

摘要 We present a tentative proposal for a quantitative measure of autonomy.令人驚訝的是,儘管自主被認為是包括人工生命在內的許多學科的基本概念,但文獻中似乎缺少這一點。 We work in an information theoretic setting for which the distinction…

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2006-09-01 工作論文 工作論文 #500

價格影響的機械部分與資訊部分

摘要 我們研究導致價格變動的問題。我們將交易訂單的機械影響定義為在未來決策沒有任何變化的情況下未來價格的變化,並將其資訊影響定義為機械影響消除後總影響的剩餘部分。我們介紹了一種測量機械影響的方法,並將其應用於倫敦證券交易所的訂單資料。市場訂單的平均機械影響作為時間的函數衰減至零,其漸近速率符合指數約 1.7 的冪律。相比之下,平均資訊影響力接近恆定值。最初,影響完全是機械性的,…

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2006-09-01 工作論文 工作論文 #499

摘要 细胞是生物复杂性的基石

摘要 细胞是生物复杂性的基石。它們是由多個生化網路的協調合作動態維持的複雜系統。它們的複製、適應和計算特徵是適當分子回饋的結果,這些回饋以某種方式定義了生命是什麼。隨著過去幾十年從描述驅動的生物學向合成驅動的生物學的轉變,生物工程和生命起源領域共同面臨的一項巨大挑戰是找到活細胞結構能夠有效出現和持續存在的適當條件。在這裡,我們回顧了有關人工細胞設計的可能場景及其未來挑戰的當前知…

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2006-09-01 工作論文 工作論文 #498

催化原細胞組裝中的通用達爾文選擇

摘要 為了滿足生命的最低需求,攜帶訊息的分子結構必須能夠將資源轉化為構件,並且能夠適應或修改其環境以增強自身的增殖。此外,自身的新副本必須具有可變的適應度,以便進化成為可能。實際上,最小的原始細胞的特徵應該是其代謝與遺傳子系統之間的強耦合,而容器使這種耦合成為可能。對於如何在生命起源之前的環境中自然選擇這樣一個複雜的系統,目前尚未達成普遍共識。然而,歷史細節對我們的研究並不重要…

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2006-09-01 工作論文 工作論文 #497

有限量子過程中的計算

摘要 我們引入量子有限狀態產生器,作為完成隨時間觀察單一量子系統的計算描述的第一步。我們開發了量子有限狀態機的數學基礎,並將非確定性和確定性版本與隨機生成器和識別器進行比較,透過有限過程語言的層次結構總結了它們的相對計算能力。透過幾個物理範例探索了量子有限狀態發生器,包括迭代分束器、量子踢頂和離子陷阱中的原子(其中的一個特殊情況實現了 Deutsch 量子演算法)。我們表明,這…

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2006-08-01 工作論文 工作論文 #504

斑駁景觀中的物種生存:時空滲透

摘要 保育生物學的主要挑戰之一是如何保護景觀中的自然種群,在這些景觀中,各種人類活動(森林砍伐、城市化等)正在縮小可居住面積,因此自然種群只能存在於孤立或支離破碎的棲息地斑塊中。理論上的考慮警告說,棲息地的逐漸喪失可能會導致棲息地連通性突然中斷。這種破碎過程是一個關鍵的轉變,可以透過各向同性滲流模型來描述。另一方面,即使在同質的適宜區域中,有限的種群也可能變得分散,從而導致對種…

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2006-08-01 工作論文 工作論文 #503

能量流和生命的組織

摘要 人們普遍認為生命需要自由能源和利用它的機制。值得注意的是,反之亦然:透過非生物過程不斷產生自由能源可能迫使生命的存在,作為緩解自由能源壓力累積的一種手段。這一論點——在非平衡統計力學中有先例,並且越來越多的化學經驗證據——意味著生命必須在地球上出現,至少早期的步驟會以同樣的方式發生在任何類似的行星上,而且我們應該能夠根據化學和物理學的第一原理以及對早期地球地球化學條件的準…

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2006-08-01 工作論文 工作論文 #502

有限系統複雜度度量的統一框架

摘要 基於複雜性需要不同描述尺度的交互作用的原則,我們發展了一種統一的複雜度量方法。複雜系統不僅僅是其任意大小的各個部分的總和,而且不僅僅是其元素的總和。因此,我們根據交互層次結構來分析系統的分解。用數學術語來說,我們使用指數族層次結構的幾何框架提出了有限隨機場的複雜度量理論。在我們的框架內,先前提出的複雜度量找到了它們自然的位置並獲得了新的解釋。

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2006-08-01 工作論文 工作論文 #501

支援具有給定交互結構的分佈集

摘要 我們透過以自然和透明的方式分解相應的交互空間來研究分層模型的閉包,這些模型是與超圖相關的指數族。在這裡,我們將一般結果應用於指數族的閉包。

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2006-07-01 工作論文 工作論文 #507

自我複製奈米細胞的最小模型:物理體現的無訊息場景

摘要 建構具有物理體現的最小自我複製系統(通常稱為原始細胞)是一項巨大的挑戰,對理論和應用科學都有影響。儘管活體原始細胞的經典觀點認為它包含攜帶訊息的分子作為基本成分,但分裂細胞樣結構只能從代謝容器耦合系統中建構。這裡介紹了使用耗散粒子動力學建模的此類系統的範例。本文示範了前驅分子和形成膠束的界面活性劑分子之間的簡單偶聯如何以可預測的方式經歷生長分裂週期,並分析了關鍵參數對此複…

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2006-07-01 工作論文 工作論文 #506

合成圖靈原細胞:透過對稱破缺不穩定性實現囊泡自我複製

摘要 活細胞的繁殖需要一組可重複的化學事件進行適當協調。這些事件定義了一個複製週期,將細胞膜的生長和​​形狀變化與內部代謝反應結合。儘管這個過程的邏輯是由可能簡單的物理化學定律決定的,但完整的、自我維持的細胞週期的建模並非易事。在這裡,我們提出了一種解決該問題的新方法,該方法利用所謂的對稱破壞不穩定性作為細胞生長和分裂的引擎。結果表明,該過程是空間對稱性破壞的結果,並提供了囊泡…

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2006-07-01 工作論文 工作論文 #505

統計歧視的動態

摘要 本文展示了學習動態如何在就業統計歧視模型中的均衡之間進行選擇。靜態市場模型表現出多重均衡。信念修正動態產生馬可夫市場過程,從長遠來看,無論初始條件如何,該過程大多接近一個且僅一個靜態均衡。通常,政策效應出現在比較靜態中,均衡集合隨著不同的政策而改變。但這裡的政策也被認為會影響均衡的選擇,即使它根本沒有比較靜態效應。

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2006-06-01 工作論文 工作論文 #512

高維度動力系統中的結構穩定性與雙曲性破壞

摘要 本報告從數值觀測的角度研究了 Palis 和 Smale、Pugh 和 Shub 的動力學穩定性猜想,為穩定性猜想奠定了基礎。隨著耗散動力系統維數的增加,可以觀察到正李雅普諾夫指數的數量單調增加,李雅普諾夫指數相對於參數變化趨於連續變化,可觀察的周期窗口的數量減少(至少低於數值精度),並且存在參數空間的子集,使得拓撲變化在小參數擾動下非常常見。然而,如果系統的維度足夠高,…

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2006-06-01 工作論文 工作論文 #511

高維度動力系統中的混沌之路:質性數值研究

摘要 本文研究了在計算環境中賦予機率度量的高維動力系統函數空間(時滯神經網路)中最可能的混沌路徑。隨著維度的增加,最可能的混沌路徑(相對於我們對函數空間施加的測量)被觀察到是一系列內馬克 薩克分岔進入混沌。該分析包括對示例動力系統的研究,以及對示例所源自的動力系統集合的機率研究。也提出了一個場景,描述了環面穩定流形的解耦導致高維耗散動力系統中混沌的發生。

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2006-06-01 工作論文 工作論文 #510

對稱 Alpha 穩定分佈的 q 推廣:第二部分

摘要 經典的 Lévy Gnedenko 中心極限定理在機率論以及玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 統計力學中發揮關鍵作用。它們都涉及正在求和的隨機變數的機率獨立性的典型案例。 BG 理論的推廣,通常稱為非廣延統計力學,以指數 q 為特徵(q = 1 恢復 BG 理論),引入隨機變數之間的全局相關性,並恢復 q = 1 的獨立性。經典的中心極限定理最近被我們中的一些 q 推廣。在本文…

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2006-06-01 工作論文 工作論文 #509

對稱 Alpha 穩定分佈的 q 推廣:第一部分

摘要 經典的 Lévy Gnedenko 中心極限定理在機率論以及玻爾茲曼 吉布斯 (BG) 統計力學中發揮關鍵作用。它們都涉及正在求和的隨機變數的機率獨立性的典型案例。 BG 理论的推广,通常称为非广延统计力学,以指数 q 为特征(q = 1 恢复 BG 理论),引入随机变量之间的全局相关性,并恢复 q = 1 的独立性。經典的中心極限定理最近被我們中的一些 q 推廣。在本文…

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2006-06-01 工作論文 工作論文 #508

人口與戰爭:圖爾欽模型在普韋布洛社會的檢驗

摘要 生態學家彼得·圖爾欽(Peter Turchin)和人類學家安德烈·科羅塔耶夫(Andrey Korotayev,2006)提出,前國家社會在人口規模與內戰或社會政治不穩定的發生率之間表現出確定性關係。我們用公元 600 年至 1300 年科羅拉多州西南部的數據檢驗了他們的模型,發現它非常適合該地區或多或少是一個封閉系統的時期。它不太適合公元 1000 年至 1200 年…

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2006-05-01 工作論文 工作論文 #516

長程記憶基本一維元胞自動機:動力學與非廣延性

摘要 我們對基本一維元胞自動機 (CA) 的動力學進行數值研究,其中單元 i 的二元狀態 σi (t) ∈ {0, 1} 不僅取決於時間 t − 1 時其局部鄰域的狀態,還取決於其自身過去狀態 σi (t − 2)、σi (t − 3)、...、σi (t − τ)。我們假設該記憶的權重與 τ α 成比例衰減,其中 α 0(極限 α → ∞ 對應於通常的 CA)。由於記憶函數對…

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2006-05-01 工作論文 工作論文 #515

與非廣延統計力學一致的中心極限定理的推廣

摘要 眾所周知,標準中心極限定理在玻爾茲曼 吉布斯(BG)統計力學中扮演基礎角色。這個重要的物理理論已被我們中的一個人 (CT) 於 1988 年推廣,使用熵 Sq = (1 Σi p i q ) / (q – 1) (其中 q ∈ R)代替其特殊情況 S1 = SBG = − Σ i pi ln pi 。出現的理論通常被稱為非廣延統計力學,它恢復了 q = 1 的標準理論。在…

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2006-05-01 工作論文 工作論文 #514

生產鏈市場中的「看得見的手」:網路分析視角下的市場均衡

摘要 我們分析了生產鏈市場的一般價格均衡機制,將哈里森懷特(Harrison White)提出的生產者市場模型與假設的定價網絡效應進行比較,該網絡效應是透過對東京大型工業區 8,000 多家企業之間的貿易關係進行實證分析而得出的。與懷特的模型一致,供應商與主要買家的關係是嚴格分層的,並構成有向無環圖(DAG)。不存在能夠促進價格均衡的交換週期。我們認為,部分來自三元組配置的西美…

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2006-05-01 工作論文 工作論文 #513

因果網絡中資訊的流

摘要 我們引入了基於虛擬幹預的因果獨立性的概念,這是因果網絡理論的基本概念。因果獨立性允許定義因果效應強度的量測。我們將此稱為資訊流,並將其與已知的資訊流度量(例如轉移熵)進行比較。

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2006-04-01 工作論文 工作論文 #517

透過環境回饋進行分類的簡單模型

摘要 社會進化很大程度上取決於合作者和非合作者之間的分類,或者說隔離與混合。利他特徵會降低其持有者的絕對適應性,如果沒有積極的分類(利他主義者與非利他主義者的超隨機分離)就無法進化。正分類如何產生的問題一直存在爭議,但大多數演化生物學家認為共同血統是唯一有效的一般機制。在這裡,我研究了最近提出的另一種產生非隨機分類的機制,稱為「環境回饋」。這只需要兩種形式的特徵對當地環境的品質…

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2006-03-01 工作論文 工作論文 #523

市場效率與供給與需求的長期記憶:價格影響是可變的、永久的還是固定的、暫時的?

摘要 在這篇評論中,我們討論了協調價格回報的線性效率與供需的長期記憶的問題。我們提出的新證據表明,效率是透過流動性失衡來維持的,而流動性失衡與買方與賣方發起的交易的失衡共同作用。例如,在買方發起交易過多的時期,買單的流動性也高於賣單,因此買單產生的價格反應比賣單更小且頻率更低。在下達買入訂單時,交易訊號不平衡往往占主導地位,從而產生價格影響。然而,流動性不平衡隨著時間的推移而迅…

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2006-03-01 工作論文 工作論文 #522

化學卡諾循環、蘭道爾原理與自然選擇的熱力學

摘要 電腦科學中的一個概念(稱為蘭道爾原理)提供了一種有用的方法來思考生物系統中代謝能量與資訊之間的關係。蘭道爾原理將資料流中的香農熵與熱流的熱熵聯繫起來,並斷言只有以電腦執行工作產生的熱量形式向環境中排放至少同樣多的熵,才能實現資料流中熵的減少(透過計算)。透過自然選擇建構的新陳代謝創建有序化學整體所產生的熵減少,對應於電腦科學中的數據熵減少。形式上相同的蘭道爾原理將代謝注入…

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2006-03-01 工作論文 工作論文 #521

連續問題的量子位元複雜性

摘要 在可預見的未來,量子演算法使用的量子位元數量將成為至關重要的運算資源。我們展示瞭如何獲得連續問題的經典查詢複雜度。然後,我們根據經典查詢複雜度建立了一個簡單的公式,用於確定量子位元複雜性的下限。

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2006-03-01 工作論文 工作論文 #520

擬南芥乙烯訊號通路模型及其基因響應:雜訊過濾特性

摘要 分子網路和路徑的動態模型可以在電腦上評估所提出的相互作用和擾動結果以及系統層級結構和功能假設的一致性。我們假設乙烯響應因子 1 (ERF1) 基因響應乙烯訊號傳導的活化動力學的連續模型。這種活化引發了植物防禦素 1 (PDF1) 基因的反應(該基因也對茉莉酸有反應),以及對假定的生長素響應因子 2 (ARF2) 基因的抑制(該基因也對生長素有反應)。我們的模型允許評估不同…

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2006-03-01 工作論文 工作論文 #519

有限過程中的分層自組織 Soup

摘要 目前對眾多物種基因組的分析表明,生物體功能和行為特徵的多樣性與編碼該生物體的基因數量不成正比。我們研究了這樣的假設:有機體特徵的多樣性是由於等級組織造成的。我們使用最近引入的有限過程湯模型來做到這一點,該模型允許對結構複雜性的整體動態進行詳細的數學和定量分析。在這裡,我們表明,有限過程湯中的全局複雜性是由於連續更高級別的組織的出現,層次結構自發出現,並且結構創新的過程是透…

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2006-03-01 工作論文 工作論文 #518

基因調控的動態模式 I:簡單的雙基因係統

摘要 透過對源自結合平衡和化學反應動力學的常微分方程 (ODE) 進行新的電腦輔助數學分析來研究基因活性的調節。在這裡,我們展示了透過激活子和/或阻遏子結合交叉調節兩個基因的結果。可以使用任意(可微)結合函數,但對整數值 Hill 係數高達 n = 4 的基因調節複合物進行了系統研究。基因調節的動力學源自於動力學 ODE 基礎系統的分叉模式。特別是,我們提出了發生一維(跨臨界、…

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2006-02-01 工作論文 工作論文 #526

社會隔離和群體不平等的動態

摘要 當社交網路的隔離使最初較不富裕的群體在獲取人力資本方面處於不利地位時,我們探討了群體不平等的動態。擴展 Loury (1977),我們證明:(i) 在不存在歧視或群體能力差異的情況下,只要社會隔離足夠大,經濟成功方面的群體差異可以在幾代人之間持續存在,(ii) 一體化存在一個閾值水平,超過該閾值群體不平等就無法持續,(iii) 這個閾值隨著弱勢群體的人口比例係統性地變化,…

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2006-02-01 工作論文 工作論文 #525

應用 De Bruijn 圖計算一維元胞自動機中的顯式原像

摘要 本文展示如何簡化元胞自動機中原像的計算。此方法基於所謂的 De Bruijn 圖,適用於一維空間中的任何 k 狀態和 r 半徑。為了計算原像,我們從 De Bruijn 圖建構原像矩陣以及在這些矩陣上定義的運算子。這樣,計算原像的問題就簡化為解決圖論中經典的“路徑查找問題”,其中所有可能的路徑都是元胞自動機的原像。

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2006-02-01 工作論文 工作論文 #524

動物身體計畫的發育起源

摘要 關於動物身體計畫的起源,人們可能會想回答各種各樣的問題:這些身體計畫何時出現?與這些事件相關的發展和形態創新的速率是多少?化石紀錄反映後生動物分化模式和體型起源時間的可靠性如何?這些事件與環境、生態變遷有何關係?更廣泛地說,這起演化事件告訴我們演化過程的本質是什麼(如果有的話)?這些問題中的每一個都已成為學術討論的主題,甚至總結這些討論的歷史也會耗盡可用空間和讀者的注意力…

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2006-01-01 工作論文 工作論文 #529

廣義 Korteweg-DeVries 方程式中的精確橢圓壓緊子

摘要 我們推導出一個與廣義 KdV 方程式的任何孤立波解的能量、動量和速度相關的一般定理,該定理使我們能夠將振幅、寬度和動量與這些解的速度聯繫起來。我們得到了線性和李亞普諾夫穩定性的一般條件。然後,我們得到這些方程式的精確解的兩個參數族,其中包括橢圓和超橢圓壓縮解。對於這個一般族,我們明確地驗證了定理和穩定性標準。

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2006-01-01 工作論文 工作論文 #528

3D 超對稱 O(N) 模型的超對稱近似

摘要 我們發展了幾種非微擾近似來研究保持超對稱性的超對稱 O(N) 模型的動力學。我們研究了大 N 近似和 Hartree 近似中的主階真空相結構,並推導了有限溫度重正化有效勢。我們推導了超場格林函數的精確施溫格 戴森方程,並使用這些方程的截斷開發了在大 N 近似中超越下一個前導階的機制,這些方程也可以從雙粒子不可約有效作用推導出來。

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2006-01-01 工作論文 工作論文 #527

非微擾膠子對產生

摘要 我們透過 Schwinger 機制研究了恆定 SU(3) 色電背景場中膠子對的非微擾產生。我們使用任意規格參數 來修復協變背景規格。我們確定膠子的橫向動量分佈,以及每單位時空體積產生膠子對的總機率。我們發現結果與用於定義任意協變背景規範的協變規範參數無關。我們發現我們的非微擾結果既是規範不變的又是規範參數獨立的。

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2005-12-01 工作論文 工作論文 #535

發明的邏輯

摘要 本文探討了雷達、渦輪噴射引擎或聚合酶鍊式反應等全新技術的誕生過程。它表明,這個「發明」(或我更喜歡稱之為起源)的過程具有某種對所有情況都通用的邏輯結構。起源是將某些目的或需求與可用來滿足它的效果連結起來的過程。它可能始於現有方法無法令人滿意的目的或需求;這迫使人們尋求新的原則(行動中的效果的想法)。或者它可能從一種現像或效應本身開始——通常是新發現的——一些相關的使用原則…

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2005-12-01 工作論文 工作論文 #534

透過社會學習傳播創新

摘要 創新通常透過潛在採用者之間的訊息交流來傳播。在行銷文獻中,新產品擴散的標準模型是由資訊傳播產生的:代理商一旦從其他人那裡聽說該產品的存在,就會採用。相較之下,在社會學習模型中,只有當創新的感知優勢(如先前採用者的行動和經驗所揭示的那樣)超過由代理人先前信念確定的閾值時,代理人才會採用。我們證明,利用異質先驗進行學習會產生採用曲線,該曲線具有分析上易於處理的封閉式解決方案。…

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2005-12-01 工作論文 工作論文 #533

組裝的社會技術:重建曼哈頓下城的意義建構與示範

摘要 本文探討了紐約人如何重塑公共領域,因為他們參與了一系列自我組織、鬆散協調的努力,以集體理解他們在應對 9/11 襲擊和恢復過程中所面臨的挑戰。我們探討如何利用審議、代表和示範技術來擴大範圍並使組織策略多樣化,從而促進公眾參與。借鑒杜威的實用主義哲學和科學社會研究,我們關注不同的集會社會技術如何提供不同的可供性,這些可供性既啟用又抑制特定的話語實踐和集體探究的形式。

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2005-12-01 工作論文 工作論文 #532

語言網絡:它們的結構、功能與演化

摘要 各種科學(特別是生物學和物理學)的一些重要最新進展都是基於複雜網絡分析,它提供了表徵網絡統計特性並解釋它們如何產生的工具。本文探討了這一趨勢與人類語言研究的相關性。我們回顧了一些早期建立語言網絡的努力,描述了它們的特性,並展示了模型正在朝哪個方向發展來解釋它們。這些見解對於研究認知科學中未解決的基本難題(特別是語言的起源和演化)以及最近的資料驅動的自然語言統計方法都是相關…

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2005-12-01 工作論文 工作論文 #531

波動性比成交量更重要

摘要 人們普遍認為,交易量的波動(反映在交易數量和較小程度的交易規模)是聚集性波動的主要原因。根據這種觀點,快速或緩慢的價格擴散的爆發反映了頻繁或不頻繁交易的爆發,這導致了聚集性波動和價格回報的重尾。我們使用紐約和倫敦證券交易所的逐筆數據研究了這個假設,結果表明,只有一小部分波動性波動可以用這種方式解釋。即使在總交易量或交易數量保持不變的時間間隔內記錄價格變化,集群波動性仍然非…

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2005-12-01 工作論文 工作論文 #530

帶有寄生的二元超循環中的非線性動力學和團簇劃分

摘要 超循環代表了分子層面上合作的一個例子,不同的複製基因導致它們的生存能力相互增強,並增加了超出本徵錯誤災難的資訊內容。超循環被認為是參與第一個自主自我複製分子類生命系統演化的可能的複製網絡。然而,它們很容易受到寄生蟲的侵害:如果出現一種自私的複製子,即接受催化幫助但不催化超循環任何其他成員複製的複製子,則已建立的超循環系統可能會衰變。在本文中,我們關注最簡單的超循環之一,即…

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2005-10-01 工作論文 工作論文 #537

價格形成的實證行為模型

摘要 儘管行為經濟學已經證明,在許多情況下,理性選擇是一個糟糕的經驗模型,但迄今為止它未能提供價格形成等經濟問題的定量模型。我們朝這個方向邁出了一步,透過開發實證模型,利用倫敦證券交易所的資料捕捉交易訂單下達和取消的行為規律。對於下訂單,我們表明以給定價格下訂單的機率可以很好地近似為以最佳報價為中心、自由度小於兩個的學生分佈。這個結果令人驚訝,因為它意味著交易訂單的放置是對稱的…

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2005-10-01 工作論文 工作論文 #536

無標度網路在關鍵點的統計力學:複雜度但不可逆性?

摘要 基於經典統計力學對網路的嚴格擴展,我們研究了特定的微觀網路哈密頓量。這個哈密頓量的形式源自於這樣的假設:各個節點透過連結到比自身度數更高/更低的節點來增加/減少其效用。我們將效用解釋為物理系統中的能量,並討論新興網路的溫度依賴性。我們觀察到臨界溫度 $T c$ 的存在,其中總能量(效用)和網路架構發生根本性變化。沿著這種拓撲轉變,我們獲得了具有複雜層次拓撲的無標度網路。與…

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2005-09-13 已發表論文

摘要 我們已經找到了離散 phi(4) 場論模型的精確、週期性、時間相關的孤立波解

摘要 我們已經找到了離散 phi(4) 場論模型的精確、週期性、時間相關的孤立波解。對於有限格,根據考慮的是排斥還是吸引的情況,解是雅可比橢圓函數,或 dn(x,m) 和 cn(x,m) [對於 m 1 簡化為脈衝函數 sech(x)]。我們對這些解的穩定性進行了數值研究,發現我們的解在大多數情況下是線性穩定的。我們證明該模型是哈密頓系統,並且由於離散性而導致的有效 Peier…

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2005-09-01 工作論文 工作論文 #539

Out-of-Equilibrium 經濟學 and 基於智能體的模型ing

摘要 標準新古典經濟學詢問主體的行為、策略或期望與這些行為共同創造的結果或模式處於平衡(一致)。基於主體的計算經濟學使我們能夠提出一個更廣泛的問題:主體的行為、策略或期望可能如何對他們創建的模式做出反應——可能會隨之發生內生變化。換句話說,它使我們能夠研究當經濟不處於穩定狀態時,其表現如何脫離均衡。這種非均衡方法並不是標準經濟理論的一個小附屬品;它是一種非均衡方法。這是以更普遍…

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2005-09-01 工作論文 工作論文 #538

$q$-廣義中心極限定理的數值表示

摘要 我們提供了在非廣延統計力學中猜想的 $q$ 廣義中心極限定理(Tsallis 2004)的數值表示。我們關注以{\it尺度不變}方式相關的$N$二元隨機變數。這些相關性是透過將萊布尼茲規則強加於基於所謂的 $q$ product 與 $q \le 1$ 的機率集來引入的。我們證明,在大的 $N$ 限制下(並且經過適當的中心化、重新縮放和對稱化之後),新出現的分佈是 $q …

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2005-08-01 工作論文 工作論文 #542

透過有意的特殊遊戲進行均衡選擇

摘要 我們在討價還價遊戲中均衡選擇的標準隨機進化模型中引入了有意的特殊遊戲。我們將故意突變定義為混合策略的罕見遊戲,這些策略僅在一組策略上得到支持,這些策略會給特殊玩家帶來更高的回報,並且有足夠多的其他玩家做同樣的事情。在契約博弈中,有意的特殊玩法改變了標準的擾動進化動態,其中特殊玩法是從整個策略集中提取的,其方式根據制度轉型的歷史研究是合理的。首先,機構之間最有可能的轉變只能…

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2005-08-01 工作論文 工作論文 #541

回饋網路的生成模型

摘要 我們研究了一個簡單的網路形成生成模型。該模型旨在描述親屬關係、貿易、企業聯盟或自催化化學反應網絡的成長,其中回饋是網路成長的基本要素。在這些情況下,底層圖透過循環形成和節點添加之間的競爭而成長。選擇給定節點後,將搜尋合適距離處的另一個節點。如果找到這樣的節點,則新增一個連結將其連接到原始節點,並增加圖中的循環數;如果找不到這樣的節點,則新增一個節點,該節點連結到原始節點。…

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2005-08-01 工作論文 工作論文 #540

線性耗散驅動系統的熱力學雙結構

摘要 人們通常認為統計熵的最大化不能解釋電流的自發出現或與之相關的成分異質性,並且必須引用涉及熵產生(其最大化或最小化)的其他原理來解釋驅動耗散系統中秩序的出現和魯棒性。我證明對於一類具有驅動和線性耗散的簡單模型,該假設是無效的。對於動力學係綜,精確的熵通常成為電流以及熟悉的平衡狀態變數的函數,並且根據這種更豐富的依賴性,可以建立完整的熱力學對偶結構,該結構預測非平衡序的出現和…

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2005-07-01 工作論文 工作論文 #546

警衛勞工

摘要 我們探討私人和公共行使權力在執行合約和保護產權方面的經濟重要性。我们借用古典经济学家(非生产性劳动、利润驱动的投资)、马克思(失业的劳动约束效应)和当代不完全契约理论(监督和执行租金的作用)的主题,定义权力并用现代资本主义经济的增长模型来表示它。我們使用這個模型來確定專門用於行使權力的資源,我們稱之為警衛勞動,因為我們以勞動單位來衡量這些資源。來自美國的數據表明,從 18…

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2005-07-01 工作論文 工作論文 #545

經濟整合、文化標準化與社會保險政治

摘要 我們探討全球化的文化層面,並提供一個模型來闡明全球化對國家內部再分配政治的一些可能影響。論文論證如下。全球化是民族主義(而非其對立面)在文化和經濟結構某些方面的延伸:它促進了跨國界的文化標準化和經濟整合。但與民族主義不同的是,全球化在實現這一目標時既沒有提供國際文化團結,也沒有提供能夠支持全球範圍內的平等再分配和保險的政府機構,同時也削弱了以國家為基礎的機構。在這方面,全…

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2005-07-01 工作論文 工作論文 #544

日期和速率:深部時間地層記錄中的時間分辨率

摘要 可實現的地層分辨率水準決定了可以期望得到合理答案的生態、演化和地質問題的本質。相關技術和高解析度輻射測年技術的進步,以及它們透過定量生物地層學和潛在軌道週期性與化石記錄的整合,現在使得許多問題可以擴展到更深的時間。 「事實上,動物在自然界中進化的速度有多快?這是進化速度的基本觀察問題。這是遺傳學家向古生物學家提出的第一個問題。有些人試圖回答這個問題,這是全面考慮速度和模式…

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2005-07-01 工作論文 工作論文 #543

新藥物混合物的定向發現

摘要 藥物組合可以有效治療某些疾病,例如愛滋病毒/愛滋病。不幸的是,我們發現這種組合的能力非常有限,因為藥物通常以高度非線性的方式相互作用,因此很難先驗地預測哪種雞尾酒可能有效。此外,即使我們考慮了適度數量的候選藥物,由於可能的雞尾酒的組合爆炸,篩選所有可能組合的強力方法也會失敗。作為替代方案,我們在這裡使用非線性搜尋演算法,旨在指導新型有效藥物混合物的發現。我們透過使用混合非…

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2005-06-01 工作論文 工作論文 #554

大滅絕後恢復動力學的簡單模型

摘要 大規模滅絕後的生物恢復具有一系列複雜的動態特徵,包括從倖存者和機會性物種的低多樣性組合中重建整個生態。人們提出了恢復期間的三大類多樣性動態:立即線性響應、邏輯恢復和物種相互作用的簡單正回饋模式。在這裡,我們提出了一個簡單的恢復模型,它透過物種互動程度的差異來產生這三種模式。模型結果表明,隨著生物交互作用在恢復過程中變得更加重要,生物恢復的延遲時間顯著增加。

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2005-06-01 工作論文 工作論文 #553

經濟學:下一個物理科學?

摘要 我們回顧了物理學家解決經濟組織和功能問題的新興工作。我們認為,除了簡單地採用物理學中熟悉的模型到經濟可觀測值之外,經濟數據中的顯著規律性可能表明社會秩序的某些部分可以有效地納入物理學的概念結構,進而可以擴大物理學的概念結構。

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2005-06-01 工作論文 工作論文 #552

自組織無標度類氣體網路的非廣延方面

摘要 我們探索了將 Kim 等人最近引入的動態自組織無標度網路解釋為氣體的可能性。 (2005)。各節點的動量作用由節點的度數來發揮,配置空間(定義節點之間距離的度量)由動態演化的鄰接矩陣決定。在恆定大小的網路過程中,節點對之間會發生非彈性相互作用,這是透過將一對兩個節點合併為一個來實現的。結果節點擁有先前單獨節點的所有連結的並集。我們考慮恆化條件,即對於每次合併,都會有一個新…

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2005-06-01 工作論文 工作論文 #551

演化動力學譜分析的開放問題

摘要 對於廣泛類別的選擇和遺傳算子,演化動力學可以完全由定義動態的算子譜來表徵,無論是無限族群或有限族群。這些類別包括廣義突變、頻率無關選擇、單親遺傳。關於這些光譜有幾個懸而未決的問題: 1. 對於給定的適應度函數,什麼遺傳算子和算子強度對於找到最適合的基因型是最佳的?研究了快速首次命中時間的概念,它類似於辛克萊的「快速混合」馬可夫鏈。 2. 確定性無限總體模型的頻譜與有限總體…

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2005-06-01 工作論文 工作論文 #549

網路空間的社會時代:網路序列與匈牙利的外國投資

摘要 為了對整個快速而深刻的經濟轉型時期的企業間網絡形成及其與外國投資的互動進行建模,我們收集了 1,696 家匈牙利最大企業從 1987 年到 2001 年的完整所有權歷史數據。我們進行了社會序列分析,以確定企業利用網路資源緩衝不確定性、隱藏或重組資產或獲取知識和合法性的獨特途徑。在此期間,網路財產成長、穩定,外資比例不斷上升。重組財產的凝聚力網絡非常強大,實際上整合了外國投…

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2005-06-01 工作論文 工作論文 #548

完美理性下動態網路的囚徒困境

摘要 我們認為囚徒困境在動態網路上重複播放,智能體可以選擇他們的行動以及他們的合作者。在系統的演化過程中,智能體完全理性地行動,僅根據局部資訊做出決策。做出單獨的決定,以便解決與背叛代理的鏈接,並透過推薦過程建立新的相互關係,並建立合作代理的鏈接。由此引入的動態導致合作增加和總聯繫增加的時期,以及背叛增加和總聯繫減少的時期,如果參與者完全同步,則很快就會相互跟隨。當智能體對新資…

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2005-06-01 工作論文 工作論文 #547

兄弟姊妹之間利他主義的演變

摘要 漢密爾頓規則指出,自然選擇將導致個體對兄弟姐妹的重視程度為自己的一半(50% 利他主義)。這個規則通常是合理的,因為兄弟姐妹有一半的罕見基因是相同的,或者他們的一半基因在血統上是相同的。這些論點都經不起仔細檢驗。本文為漢密爾頓的規則提供了更令人滿意的理由。它使用利他等位基因之間的簡單競爭模型,從數學上證明了在某些條件下,自然選擇將如何導致該規則預測的兄弟姐妹之間 50% …

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2005-05-01 工作論文 工作論文 #559

複雜網路上隨機複製機制的穩態結構

摘要 網路動力學的分析方法用於表明,當代理隨機複製其狀態時,網路會到達一個穩態狀態,其中狀態分佈與程度無關。網路拓撲對過程的影響的特徵是引入一個稱為影響的量,並研究其在無標度和隨機網路中的行為。我們表明,對於該模型,度平均量在時間上是恆定的,無論涉及的狀態數量如何。

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2005-05-01 工作論文 工作論文 #558

外來和本土鳥類分佈和豐度的規模模式

摘要 尺度現像是從個體生理學到人口、群落和生態系統的各種生態過程的核心,並且是作為控制其結構和功能的一般原則運作的結果而出現的。在本章中,我們透過比較北美大陸繁殖鳥類調查中記錄的外來入侵物種和本地物種,評估物種分佈和豐度的標度關係的普遍性。為此,我們比較了九個外來物種(外來組)的尺度模式,並將它們與為最大化分類學和生態相似性而選擇的一組本地物種(相似組)以及本地物種的隨機組(隨…

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2005-05-01 工作論文 工作論文 #557

制度出現的形式面

摘要 我們認為,社會制度是建立在人類認知能力的基礎上的,能夠整合對其他群體成員長期行為和表現的評估。這些評估的結果被濃縮為個人的社會地位,而這種地位是群體內短期成就和長期成功之間的連結。短期內的利他行為對於較長時間範圍內的個體來說可能是有利的,因為它有助於她或他的地位。相反,不是根據短期內可能相當隨機的事件,而是根據長期累積來制定交配決策,這是一種演化理性行為,因為它透過平均減…

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2005-05-01 工作論文 工作論文 #556

化學動力學中的混沌

摘要 Ganti 的化學模型(Cell. Biol. Int. 26 (2002): 729)被認為是最小原細胞的標誌性例子,包括三個關鍵成分:膜、代謝和資訊。這三個子系統是耦合的,建議它們保證穩定、穩態的複製週期。然而,對該模型的詳細探索表明,它顯示出從規律性到混沌性的各種複雜動態。在這裡,我們報告了原始細胞可能顯示的一組非常豐富的動態模式,如化學模型所描述的那樣。討論了早期…

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2005-04-01 工作論文 工作論文 #569

前瞻性參與者的進化均衡

摘要 在本文中,我總結了演化博弈論作為研究規範和慣例的起源和持續性的框架的案例。演化模式的一個問題是個體不具前瞻性,而這個特性是理性選擇理論應用於社會秩序問題論證的核心。我在這裡演示了解決這個問題的一種方法。我表明,即使風險主導均衡和收益主導均衡不同,耐心博弈也強化了協調博弈中風險主導均衡選擇的情況。

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2005-04-01 工作論文 工作論文 #568

半直積群上隱藏子群問題從最優測量到高效量子演算法

摘要 我們透過對隱藏子群狀態執行所謂的相當好的測量來解決隱藏子群問題。對於可以表示為阿貝爾群和循環群的半直積的各種群,我們證明了很好的測量是最優的,並且其成功機率和酉實現與平均情況代數問題密切相關。透過解決這個問題,我們找到了許多非阿貝爾隱藏子群問題的有效量子演算法,包括一些以前不知道有效演算法的問題:某些元循環群以及所有形式為 $(bold Z) p^r 半直接 (bold …

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2005-04-01 工作論文 工作論文 #567

二面體隱子群問題的最適測量

摘要 我們將二面體隱子群問題視為區分隱子群狀態的問題。我們證明解決這個問題的最佳測量就是所謂的相當好的測量。然後,我們證明該測量的成功機率呈現出作為密度 nu=k/log N 的函數的尖銳閾值,其中 k 是隱藏子群狀態的副本數,2N 是二面體群的階數。特別是,對於 nu<1,最佳測量(以及因此任何測量)以 log N 中指數較小的機率識別隱藏子組,而對於 nu 1,最佳測量以順…

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2005-04-01 工作論文 工作論文 #566

商品貨幣和貿易估值

摘要 在先前的一篇文章中,我們對合約的執行以及透過合約提供貨幣和市場進行了建模,將其作為社會內的生產函數,其規模透過遠離商品初級生產的勞動力配置而內生地優化。政府和中央銀行提供法定貨幣並強制償還貸款,賦予法定貨幣可預測的貿易價值,並合理化政府服務的勞動力分配,以換取法定工資。在這裡,為了進行比較,我們考慮沒有政府或法定貨幣的相同貿易問題,而是使用耐用品(黃金)作為商品貨幣,從它…

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2005-04-01 工作論文 工作論文 #565

法定貨幣和政府的自然規模

摘要 去中心化經濟的競爭性市場結構轉變為一種自我監管系統,內生地對待官僚主義和法律制度的執行。特別是,我們將貨幣體系視為一種結構,使主體的經濟策略可以根據其偏好和禀賦的知識進行預測,從而支持獨立決策的協調資源生產和分配。不同的規則體係可以實現這一點,我們建構了代表政府發行的法定貨幣和理想商品貨幣兩種情況的最小戰略市場博弈。我們將貨幣的供給及其使用規則內生化為社會內的生產活動,並…

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2005-04-01 工作論文 工作論文 #564

計算圖中的網路主題:軟體架構的案例研究

摘要 自然界和技術中的複雜網絡已被證明顯示出特徵性的小子圖(所謂的主題),這些子圖似乎與其底層功能相關。所有這些網路都有一個共同的特徵:它們在不同尺度上操縱資訊以執行某種計算。在這裡,我們分析了大量的軟體類別圖,並表明幾個高頻出現的網路主題似乎是網路異質性和規模的結果,因此表明功能的相關性作用有些不太相關。然而,透過使用複製和重新佈線的網路成長的簡單模型,表明圖演化的規則似乎在…

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2005-04-01 工作論文 工作論文 #563

從接線到功能再回傳:前饋網路的案例研究

摘要 生物和技術系統透過級聯訊號處理資訊。無論是相互作用的基因、尖峰神經元或電子電晶體,訊號都會穿過這些系統,針對每組外部條件產生適當的反應。在技​​術中,執行特定、複雜任務的電路是由人類設計的。然而,在生物學中,設計必須被排除,這讓我們面臨這樣的問題:這些系統是如何透過微小變化的累積而產生的。關鍵因素是基因型 表現型圖譜,它深刻地調節適應過程。儘管對 RNA 二級結構的詳細研…

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2005-04-01 工作論文 工作論文 #562

個人如何學習輪流:擁擠賽局中交替合作的出現與囚徒困境

摘要 在許多社會困境中,個人往往會產生低迴報的情況,而不是系統最優的情況(「公地悲劇」)。流量路由有類似的問題?為了解決這個問題,我們提出了人類在電腦實驗室中玩路線選擇遊戲的實驗結果,這使得人們能夠研究超越囚徒困境的重複遊戲中的決策行為。我們將專注於個人是否能夠找到與系統最佳道路使用相容的合作且公平的解決方案。我們發現,個人在一開始就傾向於達到相同出行時間的使用者平衡。然而,經…

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2005-04-01 工作論文 工作論文 #561

隨機催化組中的相變

摘要 (自動)催化網路的概念已成為理解生物演化以及社會系統演化中多樣性突然急劇增加的可能性的基石。在這裡,我們研究與產品最終結果相關的催化隨機網絡。我們證明,透過將問題映射到一組遞歸方程式上,可以對這個長期存在的問題進行分析處理。這些方程式的解顯示最終產物數量對初始產物數量和催化生產規則密度的關鍵依賴性。對於固定密度的規則,我們可以證明存在從幾乎無人居住的政權到完全有人居住的政…

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2005-04-01 工作論文 工作論文 #560

高維度中的持續混沌

摘要 隨著典型耗散動力系統維數的增加,正李雅普諾夫指數的數量單調增加,並且具有週期性行為的數量參數視窗減少。參數空間的一個子集仍然存在,其中由小參數變化引起的拓撲變化是非常常見的。然而,事實證明,如果系統的維度夠高,從行為類型得以保留的意義上來說,這種看似不可避免的(也是預期的)拓樸變化永遠不會是災難性的。人們得出的結論是,確定性混沌在高維度中是持續存在的。

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2005-03-01 工作論文 工作論文 #570

相空間的特殊尺度不變佔據使熵平方可加

摘要 Phase。如果它們(共同)具有特殊的尺度不相關性,則熵 S q 等價於 k[1 \sum i p i^q]/(q 1) (其中 S 1=S {BG})滿足 q \neq 1 的某個值,S q(N)=NS q(1),因此是可加的,因此是可加的。我們展示了兩個範例係統(一種是離散的,一種是連續的),其中熵 S q 是可加的,而 S {BG} 既不是嚴格的也不是漸近的。我們推…

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2005-02-01 工作論文 工作論文 #574

大都會專利申請、發明家聚集和社交網路:兩種效應的故事

摘要 我們研究了發明人聚集以及連接大都會區內部和跨大都會區發明人的社交網路結構對美國大都會專利申請的單獨影響。使用專利數據,我們已經能夠為單一發明者分配大都會位置,連結共同創作專利的發明人,並描述連結發明者的連結網絡的結構特徵。我們發現發明家不成比例地聚集在大城市地區。我們的研究結果還表明,雖然發明人集聚和共同專利關係集聚都對大都會專利產出產生正面影響,但發明人集聚是一個更強的…

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2005-02-01 工作論文 工作論文 #573

解決身分問題:9/11 後交易室接連發生的危機

摘要 組織如何應對非同尋常的危機?在本文中,我們研究了一家華爾街投資銀行的案例,該銀行在 9 月 11 日的恐怖攻擊中失去了整個辦公室和交易技術。該文件記錄了交易員在新澤西郊區的臨時交易室度過的六個月,因為他們必須應對公司內部和外部的恐懼和不安全感:對更多攻擊的焦慮、職業身份的問題、對公司未來的懷疑,以及對交易室未來搬遷的不確定性。交易室並沒有面臨一場危機——9 月 11 日之…

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2005-02-01 工作論文 工作論文 #572

好想法的力量:流行病學模型對想法傳播的定量建模

摘要 思想傳播背後的人口動態與感染傳播所涉及的人口動態有許多本質上的相似之處。儘管有許多暗示性的證據,但這一種類比幾乎從未以有用的方式進行量化。流行病建模的標準好處是能夠定量估計人口平均參數,例如人際接觸率、潛伏時間、感染期持續時間等。在大多數情況下,這些數量可以自然地推廣到思想的傳播,並提供一種量化社會學和行為模式的簡單方法。在這裡,我們將流行病的幾種範式模型應用於二戰後美國…

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2005-02-01 工作論文 工作論文 #571

文藝復興時期佛羅倫斯的精英轉型與組織發明

摘要 在任何形式的生命中,單位之間的「流動」都帶有創造性或生殖類型的轉換。在生物學應用中,這是代際內物種間化學物質的代謝流,也是物種內代間 DNA 的遺傳流。在我們的佛羅倫斯案例研究中,「心流」主要被操作為傳記——人們透過角色序列進行生命歷程的轉變。對於城市的組織和機構來說,傳記通常就像能量食品,將流經其中的人們轉變為複製這些機構中所包含的角色和自身利益。但有時,當傳記和傳記中…

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2005 已發表論文

摘要 1. 我們提出了一個模型,根據體型和溫度對個體代謝率的限制,對三個重要庫(自養生物、分解者、不穩定

摘要 1. 我們提出了一個模型,根據體型和溫度對個體代謝率的限制,對三個重要庫(自養生物、分解者、不穩定土壤碳)中的碳通量、儲存和周轉進行生態系統層級的預測。 2. 此模型預測,由於光合作用速率的大小依賴性,從樹木為主的生態系統轉向以浮游植物為主的生態系統,碳週轉率將增加 10 000 倍。 3. 此模型預測,由於呼吸複合物中 ATP 合成的溫度依賴性,在攝氏 0 30 度的溫…

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2005 已發表論文

摘要 有很多不同的概念來涵蓋我們直觀地賦予“複雜性”一詞及其相反的“簡單性”的所有含義

摘要 有很多不同的概念來涵蓋我們直觀地賦予“複雜性”一詞及其相反的“簡單性”的所有含義。有一種複雜性最符合普通對話和大多數科學對話中「複雜性」一詞的意思。這就是我所說的有效複雜性。粗略地說,有效複雜性是指對實體規律性的非常精確描述的長度。不是被視為隨機或偶然的特徵,而是被視為規律的特徵。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2005 已發表論文

摘要 了解生物體中營養物質的儲存、流動和周轉對於量化生物群對生物地球化學循環的貢獻非常重要

摘要 了解生物體中營養物質的儲存、流動和周轉對於量化生物群對生物地球化學循環的貢獻非常重要。在這裡,我們提出了一個模型,該模型根據粒線體中 ATP 產生的質量和溫度依賴性來預測真核生物中富含磷的 RNA 的儲存和全身磷含量。來自各種真核生物的數據支持該模型的兩個主要預測。首先,全身 RNA 濃度與粒線體密度成正比,因此與體重成 1/4 次方。其次,在真核單細胞中,全身磷含量隨著…

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2005 已發表論文

摘要 最近的實證研究表明,金融市場上買賣訂單的跡象具有長期記憶性[J. P. Bouchaud,Y. G

摘要 最近的實證研究表明,金融市場上買賣訂單的跡象具有長期記憶性[J. P. Bouchaud,Y. Gefen,M. Potters,M. Wyart,Quant。金融 4, 176 (2004); F. Lillo 和 J. D. Farmer Dyn。系統。應用。 8, 3 (2004)]。我們展示了市場出清延遲是如何造成這種情況的。在訂單拆分的常見做法下,大訂單被分解為…

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2005 已發表論文

科學與宗教之爭:探索人跡罕至的道路

摘要 希臘教與猶太教之間的對抗可以追溯到亞歷山大大帝軍隊入侵中東。這些不同的意識形態最初由亞歷山大的斐洛合理化,在過去 2000 年來不斷出現。無法解決分歧可以追溯到宗教原教旨主義者和科學家的不同知識論,他們的觀點可以追溯到卡爾·波普爾、伊曼紐爾·康德,最後是亞里斯多德。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2004-12-01 工作論文 工作論文 #587

供需長記憶理論

摘要 最近的實證研究表明,金融市場上買賣訂單的跡象具有長期記憶性 [2, 19]。我們展示了市場出清延遲是如何造成這種情況的。在訂單拆分的常見做法下,大訂單被分解為碎片並增量執行。如果如此大的訂單的大小是冪律分佈的,則會在執行訂單的符號中產生冪律衰減自相關。更具體地說,我們表明,如果大訂單量 $v$ 的累積分佈與 $v^\alpha$ 成正比,並且執行訂單的大小恆定,則訂單符號…

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2004-12-01 工作論文 工作論文 #586

不對稱擴散

摘要 如果擴散顆粒在空間上延伸且膜中的孔具有不對稱結構,則通過膜的擴散速率可以是不對稱的。這裡透過以下方式證明了這種現象:(i)兩種物質硬碟氣體的確定性模擬,(ii)布朗運動中兩種物質的模擬,透過對一種物質比另一種物質更具滲透性的膜擴散,以及(iii)簡單網絡模型中的擴散模擬。在其極端形式下,這種效應將快速封閉膜在一個方向上的流動,同時允許在另一個方向上自由流動。當透過適當形狀…

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2004-12-01 工作論文 工作論文 #585

博弈論可以解釋文化嗎?多種遊戲中文化行為的出現

摘要 「文化行為」的標誌是個體內部和個體之間的一致性、群體之間的差異、行為黏性和次優表現。在本文中,我們建構了一個正式的框架,在這個框架內我們可以導出這五種行為屬性。我們的架構基於兩個主要假設:(i)智能體玩遊戲的集合,而不是像演化博弈論模型中傳統的情況那樣玩單一遊戲;(ii)智能體具有有限的認知能力。我們的分析結合了基於代理的技術和數學。前者使我們能夠探索動態,後者使我們能夠…

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2004-12-01 工作論文 工作論文 #584

城市發明:大都會專利申請規模報酬遞增

摘要 我們調查了過去二十年(1980 2001 年)專利活動與美國大都會區規模之間的關係。我們發現了明顯的超線性效應,即在較大的城市中心授予專利的比例不成比例,從而顯示出發明活動相對於人口規模的回報不斷增加。我們將這種關係​​定量地描述為指數大於 1 的冪律。這種現象與大城市地區存在大量發明家相稱,我們發現這與人口之間存在著數量上相似的超線性關係,而單一發明家的生產力在整個大都…

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2004-12-01 工作論文 工作論文 #583

預測定向接觸網路上的流行病

摘要 接觸網路流行病學是一種對傳染病傳播進行建模的方法,明確考慮社區內人與人之間的接觸模式。接觸可能是不對稱的,一個人感染其中一位接觸者的可能性比被該接觸者感染的可能性更大。對於某些性傳染病來說,情況確實如此,在異性接觸過程中,女性比男性更容易感染這些疾病;嚴重傳染病導致普通人就醫,從而可能感染醫護人員,而醫護人員則沒有機會感染普通人。在這裡,我們使用滲透理論的方法開發了一個數…

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2004-12-01 工作論文 工作論文 #582

RNA 中有益健康效應的分佈

摘要 有益突變是自然選擇演化的驅動力。分子生物學為突變的原因和類型以及特定有益突變的生化和功能基礎提供了見解。然而,對於人群中有益突變的適應度效應的分佈知之甚少。吉萊斯皮和奧爾最近的工作提出了有益突變分佈的一些初步概括,令人驚訝的是,它們部分地與生物學無關。特別是,該理論表明,有益突變服從適應度效應的指數分佈,在基因型空間的不同區域具有相同的指數參數,前提是該基因型幾乎沒有可能…

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2004-12-01 工作論文 工作論文 #581

從愛因斯坦 1905 年布朗運動理論來看異常擴散

摘要 重新檢視愛因斯坦的布朗運動理論,以發展異常擴散的廣義動力學理論。結果表明,如果放寬解析性和位移分佈二階矩存在性的假設,則分數階導數自然出現在擴散方程中。這是分數階導數物理起源的首次論證,與通常的現象學介紹形成鮮明對比。此外,愛因斯坦的方法被推廣到非線性動力學理論,透過適當使用護航分佈來導出多孔介質型方程式。

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2004-12-01 工作論文 工作論文 #580

後悔測驗:學習納許均衡的簡單的基於回報的程序

摘要 如果玩家不根據對手的收益來調整其策略,則學習規則是解耦的。如果玩家不根據對手的行為或利益來調整自己的策略,那麼它就完全脫節了。我們展示了一類簡單的完全解耦的學習規則,以願望學習模型為模式,其逐週期行為任意接近任何有限兩人遊戲中的納許均衡行為。

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2004-12-01 工作論文 工作論文 #579

供應與生產網絡:從牛鞭效應到商業週期

摘要 網路理論正在迅速改變我們對複雜系統的理解,但拓撲特徵與代謝網路、食物網、生產系統、資訊網路或電網級聯故障的動態行為的相關性仍有待探索。基於供應網絡的簡單模型,我們對生物、生態、經濟和工程系統中觀察到的不穩定性和振盪提供了解釋。我們發現大多數供應網路都表現出阻尼振盪,即使它們的單元以及這些單元的線性鏈以非振盪方式運作。此外,阻尼振盪器網路往往會產生越來越大的振盪。例如,這種…

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2004-12-01 工作論文 工作論文 #578

透過基因改組進行演化創新的罕見性

摘要 在基因功能演化創新的三個來源中——點突變、基因複製和不同基因之間的重組(基因改組)——重組是最有效的一種。然而,令人驚訝的是,人們對其在全基因組範圍內的發病率知之甚少。利用十七種生物體的完整基因組,我們估計了真核生物、真細菌和古細菌這三個生命領域中基因重組的發生率。我們發現成功的基因改組非常罕見。例如,自 5 億多年前果蠅與線蟲的共同祖先以來,果蠅的基因組可能只發生了不到…

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2004-12-01 工作論文 工作論文 #577

訊號傳導和轉錄調控網路中的最長路徑和週期:自然選擇的特徵?

摘要 我們詢問自然選擇是否塑造了 15 個訊號傳導網絡和 2 個基因組規模轉錄調控網絡的三個生物學重要特徵。這些特徵是調節週期、通過網路的最長路徑的長度(網路緊湊性的度量)以及由許多替代調節路徑連接的節點對的豐富度。我們確定這些特徵在生物網路中是否比在每個網路節點的傳入和傳出連接分佈相同的隨機網路中顯著更多或更少。我們發現轉錄調控網絡中的自動調節循環異常豐富。然而,在幾個訊號轉…

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2004-12-01 工作論文 工作論文 #576

穩健性、可進化性和中立性

摘要 生物系統,從大分子到整個有機體,如果在面對突變、環境變化和內部噪音時能夠繼續發揮作用、生存或繁殖,那麼它們就是穩健的。我在這裡關注的是對突變具有穩健性的生物系統,並詢問這些系統是否或多或少是可進化的,即它們可以獲得新的特性。系統越強大,其中中性的突變就越多,即沒有表型效應。我在這裡認為,如果人們承認中性不是突變的基本特徵,那麼這種中性變化 以及由此產生的穩健性 可能成為未…

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2004-12-01 工作論文 工作論文 #575

簡單電腦模型中的技術演變

摘要 新技術是由先前存在的技術建構而成的,反過來,這些新技術又為建構進一步的新技術提供了可能的組件(構建塊)。因此,在 1912 年,放大器電路是由現有的三極真空管與其他電路元件組合而成。它反過來又使振盪器和外差混頻器成為可能;它與其他標準組件一起使連續波無線電傳輸成為可能。以這種方式,技術的集合形成了一個元素網絡,其中新的元素是從現有的元素中創建出來的,而更複雜的元素是從更簡…

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2004-10-01 工作論文 工作論文 #588

所得分配動態的雙因素模型

摘要 本文分析了經驗收入分佈,並提出了一個簡單的隨機模型來解釋平穩分佈及其偏差。利用美國和日本 40 年來的個人報稅數據,我們首先總結了收入分配的形狀,即收入的第 90 個百分點呈指數衰減,而收入最高的 1% 則呈權力衰減。然後,我們提出了勞動力和資產收入的最小隨機過程來重現經驗特徵。特別是,帕累托指數是透過分析得出的,並與經驗統計相符。

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2004-09-01 工作論文 工作論文 #591

集體選擇動力學模型中的相變和模式形成

摘要 我們提出了一個在由交互代理組成的系統中出現集體決策的模型,每個代理人都可以在每個時刻自由選擇兩個可能的替代方案之一。每個代理的選擇都受到其鄰居的選擇以及其個人偏好的影響。反過來,智能體的偏好並不是固定的,而是根據其先前所做的選擇(適應)以及這些選擇是否符合大多數人的選擇(學習)來適應不斷變化的環境。我們觀察到在學習動態存在的情況下集體決策分佈的相變。儘管個人可能會繼續在選…

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2004-09-01 工作論文 工作論文 #590

自動模式偵測--一種建構最佳化同步多正規語言過濾器的演算法

摘要 在一維元胞自動機的計算力學結構分析中,出現了時間序列分析中的變點問題的以下自動機理論模擬:給定一個字串 sigma 和有限自動機的集合 {Di},識別屬於每個 Di 的 sigma 區域,特別是分隔它們的邊界。我們提出了兩種解決多正則語言過濾問題的方法。第一個雖然提供了理想的解決方案,但需要一個堆疊,其最壞情況下的計算時間會隨西格瑪的長度呈二次方增長,並在未來輸入的任意長…

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2004-09-01 工作論文 工作論文 #589

秀麗隱桿線蟲基因家族中CNS的分佈與模式

摘要 保守非編碼序列 (CNS) 是基因組中的保守序列,通常包含順式調控元件,例如轉錄因子結合位點。 KCNK 基因家族蛋白代表了幾乎所有在後生動物細胞類型中發現的古老離子調節系統。透過使用結構/生物物理標準衍生出該家族的一組保守的 33 個基因。在這裡,我們研究了該家族中秀麗隱桿線蟲和布里格線蟲基因組比對衍生的 CNS 的分佈和流行率,其中包括超過 350 個區域(內含子和基…

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2004-08-01 工作論文 工作論文 #592

穩定性 and 多樣性 in Collective 適應

摘要 我們從離散時間隨機微觀模型出發,推導出一類描述集體適應的宏觀微分方程式。每個智能體的行為是局部實現最佳動作的適應與導致隨機行為的記憶喪失之間的動態平衡。我們表明,儘管個體主體以純粹自利的方式與環境和其他主體交互,但宏觀行為可以解釋為博弈動力學。應用到幾個熟悉的、明確的遊戲互動中表明,適應動態表現出多種集體行為,包括穩定的極限環、準週期性、間歇性和確定性混沌。宏觀方程式基礎…

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2004-07-01 工作論文 工作論文 #596

中間代謝的普遍性

摘要 我們分析了還原三羧酸(rTCA)循環的化學計量、能量學和反應濃度依賴性,作為普遍且可能原始的代謝核心。 rTCA 反應序列是非平衡還原環境中沿著氧化還原對弛豫途徑的網絡自催化循環,為所有主要類別的生物分子的合成提供起始有機化合物。其反應的濃度依賴性表明它是一個前細胞本體過程。我們認為,rTCA 在早期地球條件下的競爭性氧化​​還原弛豫途徑中在統計上受到青睞,這一特徵推動了…

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2004-07-01 工作論文 工作論文 #595

重整施溫格-戴森方程

摘要 在本文中,我們研究 O(N) lambda phi^4 場論的輔助場公式中出現的 Schwinger Dyson (S D) 方程式的重正化。一旦透過對 phi 域進行積分獲得有效作用,輔助場公式就可以將大 N 展開簡單解釋為輔助場 chi 中生成函數的循環展開。然後,我們的全階結果用於獲得基於截斷展開式的有限重正化 Schwinger Dyson 方程,該方程利用了二粒…

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2004-07-01 工作論文 工作論文 #594

大型模型生態系的多樣性、複雜性與持久性

摘要 對大量相互作用的物種如何在自然界共存的研究揭示了複雜生態系統的普遍性與其理論上的不可能性之間的巨大差異。在這裡,我們展示了食物網結構和非線性生物能動力學的整合模型如何彌合這種差異並有助於闡明生態複雜性。網路約束,包括「生態位模型」形式化的營養等級、鄰近性和循環,已被證明可以大大提高複雜模型生態系統的持久性。行為非線性,包括消費者之間的干擾以及捕食者乾擾和新的“II.2 型…

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2004-07-01 工作論文 工作論文 #593

食物網動力學建模:複雜度-穩定性的影響

摘要 我們討論更廣泛的食物網研究議程的理論方面,特別是用於在具有兩個以上類群的抽象系統中模擬食物網動態的背景和各種方法。大多數此類模型都圍繞著生態學中經典且持久的複雜性與穩定性爭論,特別是那些與理論和相關經驗食物網研究有關的方面,這些方面涉及生態系統複雜性(通常表徵為群落中的鏈接數量和/或物種數量)與生態系統穩定性的各個方面之間的關係。生態學中的「穩定性」是一個包羅萬象的術語,…

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2004-06-01 工作論文 工作論文 #604

熱帶林下樹木的中性取決於大小

摘要 隨機過程和物種生態位差異對群落結構的相對影響可能取決於個體之間生態相互作用的強度。大樹充滿空間的樹冠和廣泛的根系會嚴重減少在其下方生長的樹木的光和養分的可用性。這種競爭的相對強度隨著個體的成長而增加,因為資源的使用與樹木的大小成正比。我們在此評估樹木大小是否影響哥斯大黎加熱帶樹木群落的結構。為此,我們將社群表示為物種關聯網絡。正如我們在這裡定義的那樣,這樣的網路是一個節點…

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2004-06-01 工作論文 工作論文 #603

創造物體的物體:結構複雜性的群體動態

摘要 為了分析物理過程中結構複雜性的演化出現,我們引入了一個通用但易於處理的物件模型,這些模型會相互作用以產生新物件。由於物體——epsilon機器——具有明確的結構特性,我們證明了由此產生的族群動態系統的複雜性在演化過程中出現在幾個不同的組織尺度上——從個體到相互自我維持相互作用的嵌套層級。組織結構的演變主要是由結構等級制度的自發性創建所主導,而這反過來又由複雜性相對較低但一…

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2004-06-01 工作論文 工作論文 #602

熱帶樹木的物種關聯網絡具有非中性結構

摘要 群落生態學的一個重要問題是物種相互作用如何影響生態群落的結構。在這裡,我們詢問哥斯達黎加多樣化熱帶森林內的物種關聯模式是否與群落組織的中性模型一致或與基於生態位的模型一致。我們利用樹木之間樹冠重疊的程度來量化物種關聯。樹冠重疊與個體之間共享的光和土壤資源量成正比。我們透過將群落表示為物種關聯網絡(節點為物種的圖)來研究生態位結構的影響。如果兩個物種中至少兩棵單獨的樹的樹冠…

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2004-06-01 工作論文 工作論文 #601

酵母轉錄調控網絡中的分子演化

摘要 我們分析了染色質免疫沉澱實驗所揭示的酵母轉錄調控網絡的結構,並表徵了其轉錄調控因子及其目標(調控)基因的分子演化。我們檢驗了高度連結的基因對於基因網路的功能更重要的假設。網絡基因的分子進化速率、網絡基因進行基因複製的速率以及網絡基因中合成無效突變的影響這三個證據並沒有為此假設提供強有力的支持。此外,我們也詢問網絡基因在複製後的轉錄調控上如何發生分歧。轉錄因子結合的喪失(亞…

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2004-06-01 工作論文 工作論文 #600

本體論的不確定性與創新

摘要 本文探討了不確定性與創新之間的關係。它區分了三種不確定性:真理不確定性、語意不確定性和本體不確定性,後者對於創新過程尤其重要。然後,本文透過三種理論,闡述了本體論不確定性對三個組織層面的創新過程的一些影響:個體經濟參與者層面的行動敘事理論;主體互動中觀層面的生成關係理論;以及市場體系宏觀層面的鷹架結構理論。這些理論是透過對圍繞分散式控制技術出現的新市場體系的前瞻性研究中抽…

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2004-06-01 工作論文 工作論文 #599

天文物理學中化學反應網絡的大規模組織

摘要 複雜網路的大規模組織,無論是自然的還是人工的,都顯示存在高度異質的組織模式。這種模式通常涉及無標度分佈和小世界、模組化架構。化學反應網絡就是一個例子,例如代謝途徑。地球大氣層的化學反應也已被證明會產生無標度網絡。在這裡,我們提出了幾個天文物理網絡結構的新穎數據分析,包括行星大氣和星際介質的化學。我們的工作揭示了地球大氣層呈現出一種層次結構,類似於在細胞網中觀察到的結構。相…

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2004-06-01 工作論文 工作論文 #598

減少隱藏訊息來源

摘要 在除特殊情況外的所有情況下,時間相關過程的測量僅間接反映內部結構和相關性。建立此類隱藏資訊來源的預測模型需要以某種方式發現內部狀態和機制。不幸的是,通常有許多可能的模型在觀察上是等效的。在這裡我們表明情況並不像人們想像的那麼隨意。我們證明了隱藏隨機過程的生成器可以簡化為最小形式,並將這種簡化的表示與計算力學(epsilon 機)提供的表示進行比較。在為後者發展更深入的測度…

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2004-06-01 工作論文 工作論文 #597

網際網路的關鍵路徑視野

摘要 眾所周知,互聯網顯示出高度異質的結構和複雜的流量動態波動。擁塞似乎是用戶行為與網路動態結合的必然結果,應透過選擇適當的路由策略將其影響降至最低。但是為了優化流量,路由深度有哪些需求呢?在本文中,我們分析了具有拓樸真實空間結構的網路流量行為,如先前的研究(S H. Yook 等人,Proc. Natl. Acad. Sci. USA,99 (2002) 13382)中所述。…

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2004-03-01 工作論文 工作論文 #605

網路、領域與組織:微觀動力學、規模與內聚嵌入

摘要 社會行動所處的領域同時由人際關係和組織之間的關係組成,這兩者都被有效地描述為社交網絡。我們引入了一種新穎的方法來根據內聚子集及其重疊來區分不同的網路宏觀結構。我們發展了一個詞彙表,將不同形式的網絡凝聚力與領域屬性連結起來,而不是對連結和結構的組織限制。我們說明了網路演化中機率依附過程的差異,這些過程一方面與組織約束與場屬性相關,另一方面與內聚的網路拓撲相關。這使我們能夠識…

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2004-02-01 工作論文 工作論文 #612

擴展法律和城市系統

摘要 本文回顧了與城市系統中尺度規律觀察相關的幾個問題。空間組織的兩個層面必須正式化:城市作為系統和城市系統。兩者都遇到了測量問題,特別是在城鎮和城市的識別和劃界方面。城市規模問題及其與城市化進程的關係已經結合帕累托定律、中心地理論、時空變換和分形幾何進行了概念化。所有方法都提出了這樣的問題:如何在宏觀層面上實現表徵城市系統演化的自主性,或透過隨機成長或最佳化過程,或在微觀層面…

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2004-02-01 工作論文 工作論文 #611

交易工具:華爾街交易室套利的社會技術

摘要 我們本文的任務是分析量化金融時代的交易組織。為此,我們對套利進行了民族誌研究,這是量化革命後最能體現金融的交易策略。我們認為,與價值投資和動量投資相反,套利涉及一種關聯藝術——不同資產之間屬性的等價性(可比性)的建構。套利中發生的特殊估值取代了基本特徵或相關特徵,而是基於一種使某物衡量另一物的操作——將證券相互關聯。識別機會的過程和建立新聯繫的實踐是由交易室特定的社會空間…

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2004-02-01 工作論文 工作論文 #610

耦合混沌映射的延遲、連接拓撲和同步

摘要 我们考虑耦合映射的网络,其中单元之间的连接涉及时间延迟。我们表明,与无延迟情况类似,网络的同步取决于连接拓扑,其特征是图拉普拉斯的频谱。因此,儘管資訊流存在延遲,但無標度網路和隨機網路仍能夠同步,而具有最近鄰連接的常規網路及其小世界變體則表現出較差的同步性。另一方面,连接延迟实际上有利于同步,因此延迟的系统有可能在未延迟的系统无法同步的情况下进行同步。此外,延迟决定了同步…

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2004-02-01 工作論文 工作論文 #609

論基於要素複雜行為協調的複雜系統的出現

摘要 我們認為,各個複雜主體的活動的協調使系統能夠在更高層次上發展和維持複雜性。我們透過電腦模擬玩具系統(具有傳輸延遲的耦合映射晶格)來舉例說明相關機制。這裡的協調是透過各個元素的混沌操作的同步來實現的,在此基礎上,出現了較長時間尺度上的規則行為,這是非耦合的個體動態無法達到的。

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2004-02-01 工作論文 工作論文 #608

真正導致價格大幅變動的原因是什麼?

摘要 我們研究倫敦證券交易所價格大幅波動的原因。這是在單一事件的微觀層面上完成的,其中事件是下達或取消買入或賣出訂單。我們表明,單一市價訂單引起的價格波動本質上與訂單量無關。相反,價格的大幅波動是由流動性波動和市場吸收新訂單能力的變化引起的。即使對於流動性最強的股票,訂單簿中也可能存在巨大差距,對應於不包含報價的相鄰價格水平區塊。當最佳價格附近存在這樣的差距時,新訂單可以刪除最…

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2004-02-01 工作論文 工作論文 #607

高維度動力系統的動態穩定性

摘要 我們從數值觀測的角度研究了 Palis 和 Smale、Pugh 和 Shub 的動力學穩定性猜想,並提出了我們自己的穩定性猜想。我們發現,隨著耗散動力系統維數的增加,正李亞普諾夫指數的數量單調增加,可觀察的周期窗口的數量至少減少到低於數值精度,並且我們觀察到參數空間的子集,使得拓撲變化在小參數擾動下非常常見。然而,如果系統的維度足夠高,這種看似不可避免的拓撲變化永遠不會…

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2004-02-01 工作論文 工作論文 #606

南非後種族隔離時期的教育與種族不平等

摘要 種族隔離的結束是否使南非勞動市場變得精英化?本文提出了一個分析框架,其中包含有關平等機會的可檢驗假設。利用這一框架和具有全國代表性的面板數據,結果表明,雖然機會已顯著均等化,正如白人與黑人工資差異總體下降所證明的那樣,但一種新形式的種族不平等已經出現,它不是像工作保留、人口流動控制和學校隔離的鼎盛時期那樣直接影響收入,而是通過努力回報的間接影響,正如種族之間教育回報模式的…

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2004 已發表論文

美國大都會區西格瑪收入收斂的單位根檢驗

摘要 大都會人均個人收入 (PCPI) 和大都會每份工作平均薪資 (AWPJ) 的標準差為美國大都會經濟體提供了無條件西格瑪收斂的直接指標。我們使用 1969 2001 年期間美國大陸所有大都會區的數據,透過對兩個標準差的時間序列應用兩個單位根檢定來檢驗無條件西格瑪收入收斂假說。我們的結果表明,時間序列可以被描述為帶有漂移的隨機遊走,從而支持大都市經濟體之間的收入差距並未縮小的…

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2004 已發表論文

狄拉克方程式的強萊文森定理

摘要 我們在存在對稱勢阱的情況下考慮一維空間中的狄拉克方程式。當電位從零開啟時,我們將 E = +m 和 E = m 處的散射相移分別與離開正能量連續體或加入負能量連續體的態數連結起來。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2004 已發表論文

摘要 細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) 反應被認為對於控制許多病毒和其他感染很重要

摘要 細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) 反應被認為對於控制許多病毒和其他感染很重要。 CTL 反應的定性方面,包括表位特異性、親和力和克隆組成,可能會影響 T 細胞介導感染控制的能力。儘管很明顯抗原的引入方式和劑量可以影響反應的這些定性方面,但對其機制知之甚少。我們開發了 CTL 反應的電腦模型,用於研究抗原劑量、抗原動力學和重複抗原遞送對反應的影響。結果表明,最近觀察到的對…

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2004 已發表論文

對團隊和斯塔克爾伯格推理的批判

摘要 Game theoretic rationality is not generally observed in human behavior. One important reason is that subjects do not perceive the tasks in the same way as the experimenters do. Moreover, …

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2004 已發表論文

真正導致價格大幅變動的原因是什麼?

摘要 我們研究倫敦證券交易所價格大幅波動的原因。這是在單一事件的微觀層面上完成的,其中事件是下達或取消買入或賣出訂單。我們表明,單一市價訂單引起的價格波動本質上與訂單量無關。相反,價格的大幅波動是由流動性波動、市場吸收新訂單能力的變化所引起的。即使對於流動性最強的股票,訂單簿中也可能存在巨大差距,對應於不包含報價的相鄰價格水平區塊。當最佳價格附近存在這樣的差距時,新訂單可以刪除…

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2004-01-01 工作論文 工作論文 #613

時間資訊最大化產生的有限狀態自動機

摘要 我們將 Linkser 的前饋神經網路 Infomax 原理擴展到隨機相互依賴性的測量,以捕捉循環系統中的空間和時間訊號屬性。這種度量——「隨機交互作用」——量化了馬可夫鏈與單一單元過程的分裂鏈乘積的 Kullback Leibler 散度。對於無約束的馬可夫鏈,隨機交互作用的最大化(也稱為「時間資訊最大」)先前已被證明會導致幾乎確定性的動態。目前的工作考慮約束馬可夫鏈上…

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2003-12-01 工作論文 工作論文 #619

複雜自適應系統的外部和內部複雜性

摘要 我們引入外部和內部複雜性的概念來分析自適應系統與其環境之間的關係。我們將此理論框架應用於認知系統中的模型構建,以及透過在循環過程中對資料集進行選擇性觀察來選擇假設,並提出相應的神經網路架構。

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2003-12-01 工作論文 工作論文 #618

有效的複雜性

摘要 需要大量不同的概念(或數量)來捕捉我們對複雜性(或其相反的簡單性)意義的所有概念。然而,與我們在普通對話和大多數科學話語中所指的複雜性最接近的概念是「有效複雜性」。在非技術語言中,我們可以將實體的有效複雜性(EC)定義為其規律性的高度壓縮描述的長度[6,7,11]。對於更技術性的定義,我們需要一種正式的方法來處理最小描述長度的概念以及區分規律性和那些被視為隨機或偶然的特徵…

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2003-12-01 工作論文 工作論文 #617

有效市場的久遠記憶

摘要 使用倫敦證券交易所的數據,我們證明訂單的跡象遵循長期記憶過程。自相關函數的衰減大致為 $\tau^{ \alpha}$,其中 $\alpha \approx 0.6$,對應於赫斯特指數 $H \approx 0.7$。時間$\tau$是根據介入事件的數量來衡量的。對於市價訂單、限價訂單和取消訂單都是如此。儘管 $\alpha$ 的值因股票而異,在 0.36 0.77 範圍…

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2003-12-01 工作論文 工作論文 #616

二疊紀腕足動物群落對長期環境變化的動態反應

摘要 了解生態群落對環境變化的反應對於預測現代全球變化可能產生的後果至關重要。化石記錄保存了許多生態變化自然實驗的結果,但評估古代群落的動態很困難,因為不可能直接觀察滅絕生物之間的相互作用。然而,群落1 4的動態和中性模型揭示了物種豐度分佈中的遷移、競爭、補充和滅絕等過程的特徵,這些特徵可以很好地保存在岩石記錄中5,6。在這裡,我們表明,來自玻璃山(德克薩斯州)二疊紀的四個時間…

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2003-12-01 工作論文 工作論文 #615

基因組架構中的「免費」模組化

摘要 最近的基因組 蛋白質組演化模型表明,細胞網絡整體結構所表現出的一些關鍵特徵可能是複製多樣化(DD)過程的自然結果。這種進化的後果之一是出現了小世界架構以及無標度的交互分佈。在這裡,我們表明出現這種結構的參數空間域與相變現像有關。在這個轉變點,模組化架構作為 DD 過程的副產品會自發性出現。儘管 DD 模型缺乏任何功能,因此不受功能限制,但當調整到接近將高度連接的圖與斷開的…

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2003-11-01 工作論文 工作論文 #625

旋轉組上的 FFT

摘要 Driscoll 和 Healy [4] 的早期工作提出了一種高效的 O(B2 log2 B) 演算法,用於計算 2 球面上帶限函數的傅立葉變換。在本文中,我們討論了 O(B4) 演算法的實現,用於對旋轉群 SO(3) 上定義的函數的傅立葉變換進行數值計算。這與直接 O(B6) 方法進行比較。我們實現的演算法是基於「變數分離」技術,例如如 Maslen 和 Rockmor…

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2003-11-01 工作論文 工作論文 #624

資訊理論 of 複雜網絡s: On 演化 and Architectural 約束s

摘要 複雜網路的特徵是連結的高度異質分佈,通常存在關鍵屬性,例如節點刪除下的穩健性。為了表徵這些網路的結構,已經定義了幾種相關性測量。在這裡,我們展示了可以在靜態圖上正確定義互資訊、雜訊和聯合熵。這些度量是針對許多真實網路計算的,並針對一些簡單的標準模型進行分析估計的。結果表明,真實網絡聚集在熵噪聲空間的明確定義的域中。透過使用模擬退火優化,結果表明,最佳異質網路實際上聚集在同…

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2003-11-01 工作論文 工作論文 #623

大型遺傳網絡的連結性:設計、歷史還是純粹的化學?

摘要 我回顧了在代謝網絡和蛋白質相互作用網絡中觀察到的寬尾連接或程度分佈的進化解釋。自組裝化學反應網絡顯示的程度分佈與代謝網絡中觀察到的相似,這反駁了自然選擇在維持這種程度分佈方面的假設作用。此外,代謝網絡以高度關聯的代謝物的形式包含其古代歷史的痕跡。與代謝網絡的度分佈類似,蛋白質相互作用網絡的度分佈可以在不訴諸網絡層面的自然選擇的情況下得到解釋。我提供的數據表明,高度連接的蛋…

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2003-11-01 工作論文 工作論文 #622

用於組合和解釋蛋白質組數據集的統計框架

摘要 動機:為了在蛋白質體範圍內準確識別蛋白質功能,需要在高通量實驗內部和之間整合數據。高通量蛋白質組資料集通常具有很高的錯誤率,因此產生不完整和矛盾的資訊。在本研究中,我們使用貝葉斯定律開發了一個簡單的統計框架來解釋這些數據並結合來自不同高通量實驗的資訊。為了說明我們的方法,我們將其應用於兩個蛋白質複合物純化資料集。結果:我們的方法展示瞭如何使用高通量數據來準確計算兩種蛋白質…

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2003-11-01 工作論文 工作論文 #621

熱力學極限內的多信息

摘要 互資訊的多元概括,即多訊息,是在熱力學極限中定義的。這個定義透過考慮相互作用勢的平移不變吉布斯度量的下確界來考慮相共存。事實證明,這個下確界是在純淨狀態下獲得的。可以找到伊辛方格的明確公式,其中證明數量在相變點處最大化。透過這種方式,相位共存以嚴格的方式與高模型複雜性相關聯。

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2003-11-01 工作論文 工作論文 #620

冪律物種-區域關係和有限區域內的自相似物種分佈

摘要 物種面積關係(SAR)通常表示為冪律,表示尺度不變性。有人聲稱,尺度不變性(或群落層面的自相似性)與個體物種空間分佈層面的自相似性不相容,因為只有當所有物種的分佈具有相同的分形維數時,冪律才會出現。在這裡,我們表明,即使物種的分形維數不同,所得的 SAR 在雙對數尺度上也近似線性,因為觀察到的空間分佈不可避免地受到空間限制——我們將這種現象稱為有限面積效應。使用分佈圖集,…

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2003-10-01 工作論文 工作論文 #632

模擬內戰的穩健解決方案:不可分割的利害關係和分配妥協

摘要 為什麼有些內戰解決方案被證明是有效的,而有些卻失敗了?我展示了根據相互妥協均衡的風險因素定義的和解的穩健性如何取決於衝突利害關係的性質和和解的分配條款。我確定了最佳解決方案的分配條件,即對參與者相信對方將繼續妥協的信心的外生衝擊最強大的分配條件。我引入了一種衡量股權不可分割程度的衡量標準,股權的增加不僅減少了可行分配解決方案的範圍,而且還降低了其穩健性。我探討了黨內的異質…

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2003-10-01 工作論文 工作論文 #631

關於複製方程式的線性

摘要 我們證明複製方程式自然遵循資訊幾何已知的單純形的指數仿射結構。如果它們的適應度函數是仿射的,那麼很自然地將複製方程式稱為線性。對於此類線性複製方程,可以找到顯式解。該方法還以 Eigen 超循環為例進行了演示,其中使用顯式解獲得了一些新的分析結果。

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2003-10-01 工作論文 工作論文 #630

銀行間市場網路拓撲

摘要 我們基於奧地利國家銀行 (OeNB) 的獨特資料集對奧地利銀行間市場的網路結構進行了實證分析。我們證明了合約規模分佈在超過 30 年的時間內遵循冪律。透過使用一種新穎的「相異性」測量,我們發現銀行間網路顯示出一種社區結構,該結構準確反映了實際奧地利銀行體系的區域和部門組織。銀行間網路的度分佈呈現兩種不同的冪律指數,它們與兩個子網路結構一一對應,其層級組織程度不同。此外,銀…

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2003-10-01 工作論文 工作論文 #629

計算在複雜監管網絡中的作用

摘要 生物現象與物理現像有很大不同。這種區別的核心是生物實體具有計算能力,因此它們本質上難以預測。這就是為什麼提供最低計算要求的簡化模型對於研究許多組件的網路非常有用。在本章中,我們簡要回顧了監管網絡模型的動態方面,討論了它們最顯著的特徵,並且通過提供魯棒性和模組化實施的簡單示例,我們還展示了這些模型如何為網絡組織其發展能力的方式提供線索。

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2003-10-01 工作論文 工作論文 #628

生產流程的建模和優化:交通動態的經驗教訓

摘要 我們將開發和研究供應網絡模型以及它們與車輛交通的關係。這些模型使我們能夠考慮不同生產單位的非線性、動態交互作用,並測試替代管理策略的潛在影響。這樣,我們就可以理解所謂的牛鞭效應的前提條件(即消費率的微小變化可能會導致生產所需產品的公司的生產力發生巨大變化)。此外,我們還將展示半導體生產中特定供應鏈的非線性動態如何透過恐慌的行人群體中的「慢即快效應」來優化。行人運動的驅動多…

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2003-10-01 工作論文 工作論文 #627

透過資訊服務的動態決策行為與最適指導:模型與實驗

摘要 在這篇文章中,發展了有和沒有時間約束的決策動態模型,並將其應用於意見形成、遷移、博弈論、行為慣例的自組織等。這些模型考慮了決策的非傳遞性和機率性方面,即,它們反映了個人並不總是做出具有最高效用或回報的決策的觀察結果。我們還將討論諸如決策自由、紅巴士藍巴士問題以及配對互動的影響(例如從個體行為到大眾行為的轉變)等問題。在第二部分中,將理論與與駕駛員路線選擇行為相關的實驗博弈…

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2003-10-01 工作論文 工作論文 #626

響應性組織:曼哈頓下城交易室的創新與復甦

摘要 危機條件下回應的組織基礎是什麼?在本文中,我們研究了 9 月 11 日世貿中心 (WTC) 襲擊中受損的交易室。這場危機揭示了貿易的社會實踐和技術工具的哪些特徵?根據 9 月 11 日之前的民族誌實地研究,我們展示了交易室的異質(而不是等級)組織如何持續促進創新。根據我們隨後在搬遷的交易室中的觀察以及與世貿中心其他金融公司高管的焦點小組討論,我們發現類似的異質性特徵有助於…

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2003-09-01 工作論文 工作論文 #636

計算進化的局部評估函數和全局評估函數

摘要 本文從評估函數的局部性和全局性方面提出了計算進化的新視角,用於解決經典組合問題:k 著色問題(決策問題)和最小著色問題(最佳化問題)。我們首先回顧目前的演算法,並將著色問題建模為多智能體系統。然後我們表明,傳統演算法(局部搜索,如模擬退火)與分佈式演算法(如Alife&AER模型)的本質區別在於評估函數:模擬退火利用全局資訊來評估整個系統的狀態,稱為全局評估函數(GEF)…

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2003-09-01 工作論文 工作論文 #635

閾值行為和總體波動

摘要 本文涉及經濟體中的傳播機制,其中許多人遵循閾值規則並與正回饋互動。當智能體數量趨於無限大時,我們得到傳播大小的漸近分佈。與代理遵循平滑調整策略相比,傳播分佈表現出較慢的收斂到確定性值的速度。即使當主體受到小的獨立衝擊時,這也會在有限的塊狀調整經濟中引起顯著的總波動。結果應用於標準部門經濟週期模型。

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2003-09-01 工作論文 工作論文 #634

金融市場零情報的預測能力

摘要 經濟學中的標準模型是基於最大化效用的智能代理。然而,在某些情況下,市場機構施加的約束可能比智慧代理行為更重要。我們使用倫敦證券交易所的數據來測試一個簡單的模型,在該模型中,零情報人員隨機下訂單進行交易。此模型處理訂單下達、價格形成以及儲存的供需累積之間相互作用的統計機制,並做出可以用可測量數量(例如訂單到達率)的簡單表達式來表示的預測。模型與理論之間的一致性非常好,解釋了…

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2003-09-01 工作論文 工作論文 #633

價格波動中冪律尾部的起源

摘要 在最近的一篇《自然》論文中,Gabaix 等人。提出了一個解釋價格波動的冪律尾部的理論。他們理論的要點是,成交量波動具有冪律尾部,指數約為 1.5,受到平均市場影響函數的調節,該函數描述了價格對交易的反應。他們認為,平均市場影響函數遵循平方根定律,該定律給出了指數約為 3 的價格的冪律尾部。我們證明訂單流的長記憶性質使其對市場影響的統計分析無效,並提出了更仔細的分析,正確…

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2003-08-01 工作論文 工作論文 #638

幼年黑猩猩的遊戲訊號與社會規則感知

摘要 規定性的社會規則是強制執行的統計法則。我們調查幼年黑猩猩是否認識並使用強制統計法則來指導二元遊戲行為。我們假設,成年人,尤其是年輕玩耍夥伴的母親,靠近玩耍會增加年長夥伴的玩耍訊號。我們假設,當青少年與青少年之間的比賽發生在成年人附近時,年長的伙伴的比賽強度會比沒有成年人在場時低。我們發現,年長和年輕的伴侶在年輕伴侶的母親在場的情況下會增加遊戲訊號,尤其是隨著遊戲強度的增加…

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2003-08-01 工作論文 工作論文 #637

異質環境中的合作與競爭:克隆植物資源共享的演變

摘要 植物物種在發育單位(模組)之間的生理整合程度有很大差異。當這個程度最小時,各個模組是自支撐的並與其他模組競爭。當整合程度較高時,模組透過共享從當地環境中獲取的水、營養物質和光同化物等資源,保持生理連結並「合作」。透過這種方式,可以減少一組模組內棲息地品質的局部差異。在這裡,我們研究了演化上的最佳整合程度如何取決於棲息地類型——棲息地的特徵是資源豐富和資源貧乏的地點的比例以…

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2003-07-01 工作論文 工作論文 #641

形態發生基因網路模型中的自適應行走:洞察寒武紀大爆發

摘要 眾所周知,靠近寒武紀邊界的複雜組織模式的出現是在(地質上)短時間內發生的。它涉及身體結構的快速多樣化,是進化中的主要轉變之一。它是如何發生的是一個有爭議的問題。在這裡,我們透過考慮多細胞生物中模式形成的簡單模型來探討這個問題。透過對基於基因網路的形態發生及其透過適應性行走的演化進行建模,我們探索了組合爆炸實際上如何參與寒武紀事件的問題。在這裡,我們表明,少量的遺傳複雜性,…

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2003-07-01 工作論文 工作論文 #640

軟體架構中的分層小世界

摘要 大型軟體應用程式的元件不會以隨機方式互動。相反,類圖表現出與其他自然和人工系統顯著的拓撲相似性。大型軟體應用程式的元件連接得非常好,因為儘管每個類別的連接數量相對較少,但它們之間的平均最短距離非常小。此外,這些圖表非常異質。這些測量具有一般性,並且在很大程度上獨立於應用程式的特定語義。如本文所示,無論分析的每個系統的具體特徵如何,軟體演化的最終結果都是一個小世界,具有明確…

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2003-07-01 工作論文 工作論文 #639

透過退火從有限到無限範圍有序:退火密排晶體中變形斷層的因果結構

摘要 我们使用随机变形断层机制分析硫化锌晶体在退火过程中发生的固态相变,并且相邻密排双层之间具有非常简单的相互作用。我們表明,透過退火,無限範圍的結構從最初的短程晶體有序中出現。也就是說,廣泛分離的層攜帶結構上重要的訊息,因此任何有限範圍馬可夫過程都無法完全描述層堆疊。我們將我們的結果與兩個實驗衍射光譜進行比較,發現非常吻合。

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2003-06-01 工作論文 工作論文 #647

重複基因的不對稱序列分歧

摘要 就像人類一樣,基因複製品可能生來平等,但這種狀態不會持續太久。我們在這裡展示了四個完全定序的基因組,20 30% 的重複基因對在其蛋白質產物的氨基酸序列中顯示不對稱進化。也就是說,其中一個複製品的演化速度比另一個要快得多。這種不對稱性越大,基因對中氨基酸取代 (Ka) 與沉默取代 (Ks) 的 Ka/K 比率就越大。這表明大多數不對稱分歧可能是由於對重複之一的選擇性約束放…

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2003-06-01 工作論文 工作論文 #645

獼猴社會的統治風格、社會權力與衝突管理:概念框架

摘要 我們提出了一個概念框架,將獼猴社會中的衝突管理機制、社會權力和統治風格連結起來。我們首先提出了社會權力的概念,並回顧了在動物社會中對其進行形式化和定量評估的一種方式。在此過程中,我們將其與有關統治等級制度的相關想法區分開來。然後,我們提出了一個預測框架,將統治風格與社會權力的分配和政治制度類型聯繫起來,統治風格是一個關係層面的概念,已被廣泛用於描述跨物種甚至群體內部的變異…

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2003-06-01 工作論文 工作論文 #646

生物演化中的風險管理

摘要 我提出了一個框架來研究特徵的演化,這些特徵使有機體能夠在危及生命但罕見的風險中生存。具體來說,我擔心的是非常罕見的風險,以至於群體中的任何一個人在其一生中都可能不會經歷導致風險的事件。罕見風險管理理論在演化生物學中幾乎不存在,儘管它在經濟學中已經很發達。這是令人驚訝的,因為經濟學對演化生物學產生了巨大影響,而且生物學中充滿了演化風險管理特徵的例子。它們包括細菌形成孢子的能…

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2003-06-01 工作論文 工作論文 #644

包括人類 SARS-CoV 在內的冠狀病毒的分子系統發育

摘要 冠狀病毒 (CoV)(包括人類 SARS 相關病毒)的系統發育樹是使用我們新開發的 K 弦組成方法從完整基因組中重建的。人類 SARS CoV 與其他冠狀病毒的關係,即樹的生根,是透過選擇適當的外群來暗示的。 SARS CoV 使一個單獨的群體與 G2(哺乳動物宿主中的 CoV)更接近,但仍然遙遠。首先透過計算基因組中的序列變異來建構超距離矩陣來推斷人類 SARS 病毒不…

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2003-06-01 工作論文 工作論文 #643

句法依賴網路的普遍性

摘要 地球上使用多種語言。儘管存在多樣性,但已知存在許​​多強大的語言共通性。所有語言共享文法,即將單字組合成句子的能力。這種特徵的起源是一個公開的爭論。大多數語言共性的定義方式都嚴格地限制在語言環境中。對於先前未報告的潛在句法共通性,情況並非如此。透過利用複雜網路統計物理學的最新進展,我們表明不同的句法依賴網絡(來自捷克語、德語和羅馬尼亞語)共享許多重要的統計模式,例如小世界…

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2003-06-01 工作論文 工作論文 #642

遺傳網絡關於優勢原因的教訓

摘要 我回顧了代謝網絡化學計量分析的最新發現。這些發現表明,從生化途徑的動力學特性和冗餘等位基因功能解釋代謝基因的優勢的優勢生理學理論是不完整的。代謝網絡的化學計量分析表明,局部等位基因冗餘和全局網絡特性等多種原因導致了代謝基因的主導地位。

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2003-05-01 工作論文 工作論文 #654

峇裡島水稻種植合作

摘要 幾個世紀以來,峇裡島稻農一直從事合作農業實踐。在沒有集中控制的情況下,農民創建了一個精心協調的系統,允許在充滿缺水和病蟲害威脅的生態系統中進行生產性農業。受一代人仔細的人類學實地工作的啟發,我們發展了一個簡單的博弈論模型,為系統中觀察到的許多最顯著的特徵提供簡潔的解釋。我們發現,雖然水資源短缺或病蟲害造成的外部性單獨而言會導致系統的嚴重故障,但水稻種植系統的生態將這兩種外…

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2003-05-01 工作論文 工作論文 #653

The 演化 of 合作 in 異質的 族群s

摘要 儘管群體成員之間的遺傳相關性較低,但人類群體如何保持高水準的合作?我們認為,許多人傾向於懲罰那些違反群體利益規範的人,即使這會降低他們相對於其他群體成員的適應性。人們廣泛觀察到這種利他懲罰可以維持行為實驗和自然環境中的高水準合作。眾所周知,如果群體滅絕夠普遍,利他懲罰可能會透過遵守規範對群體生存的貢獻而演變。此外,如果那些懲罰違反規範者的人被視為一種代價高昂的信號,表明作…

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2003-05-01 工作論文 工作論文 #652

結構冷卻的自組織

摘要 由線性量子諧振子建構的精確可解模型用於理想化最小的自組織過程,先前已將其作為動態相變進行了研究。所描述的一類系統中秩序的形成是特殊的,因為它們的動力學是熱可逆的,即使在經典描述時也是如此。組織是透過結構元素的標準卡諾冷卻而發生的,並且可以在傑恩斯的統計力學公式中進行描述。此類系統的有效潛力被證明可以以計算對異質外部約束的反應通常需要的方式概括靜態情況。微觀狀態上的「經典」…

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2003-05-01 工作論文 工作論文 #651

時空異質生境中複製植物族群的生存與競爭

摘要 Clonal populations are hierarchically organized: genetic individuals (genets) can consist of many physiological individuals (ramets).每個分株從其本地環境中獲取資源,但是可以透過分株之間的傳輸在克隆內重新組織資源模式。 Thus, an in…

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2003-05-01 工作論文 工作論文 #650

植物發育中的外部和內部控制

摘要 植物體是模組化組織的。透過為具有分支潛力的開放式結局添加新模組來進行開發。每個模組在某種程度上都是自治的。開發依賴於各個模組互動中出現的自組織模式。互動包括競爭和合作,並涉及多種類型的正向回饋循環和負回饋循環。發展可以接受外部影響,使植物能夠根據環境調整其形態,例如生態資源的空間分佈。本文對植物的適應性可塑性進行了綜述。

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2003-05-01 工作論文 工作論文 #649

結構、票據交換所和對稱性

摘要 我們引入並論證了市場結構和最小機構的分類法,這些結構和最小機構出現在建構最簡單複雜的交易結構中,以執行價格形成、結算和支付的功能。每個結構都被呈現為可玩的策略市場遊戲,並檢視其效率、自由度數量和結構的對稱性。

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2003-05-01 工作論文 工作論文 #648

現金和信用支付的一期市場中的策略自由、約束和對稱性

摘要 為了有系統地解釋為什麼市場、金融和法律結構的某些組合可能是交換真實商品的某些能力所固有的,我們引入了抽象市場定性功能的標準。標準涉及合併後的機構(被視為正式的策略博弈)向交易者提供的策略自由的數量、它們施加的約束以及這些約束應用於交易者的對稱性。我們特別關注如何明確定義這些“戰略市場博弈”,並使代理人在假定擁有的資訊和控制範圍內計算出各種解決方案。作為這些標準的應用,我們…

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2003-04-01 工作論文 工作論文 #661

HLA 與 HIV 感染進展:最小描述長度原則在統計遺傳學的應用

摘要 最小描述長度(MDL)原則是在計算複雜性和編碼理論的背景下發展起來的。它指出,解釋某些數據的最佳模型可以最小化模型描述和通過模型編碼的數據的長度(以位元為單位)的總和。 MDL原理以描述長度作為檢定統計量給出了參數選擇的準則。 I 類 HLA 基因在 HIV 免疫反應中發揮重要作用,並且已知與 AIDS 進展率相關。然而,這些基因具有高度多態性,考慮到多重測試的統計問題,…

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2003-04-01 工作論文 工作論文 #660

網絡結構 and 穩健性 of 海洋 食物網s

摘要 先前的研究表明,食物網理論尚未解釋海洋食物網與其他生態系營養結構之間的重大差異。我們透過分析本格拉(南非)、加勒比海珊瑚礁和美國東北部大陸棚的食物網結構來研究這個問題,分別有 29 個、50 個和 81 個類群。與其他生態系的食物網相比,海洋網往往具有更高的連結度(連結數/物種2)、連結密度(連結數/物種)、平均鏈長度以及中間類群、雜食類群和同類相食類群的比例。鑑於大多數…

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2003-04-01 工作論文 工作論文 #659

變數聚合和系統分解

摘要 在本文中,我們提出了變數聚合的一般結果,特別是它適用於可分解(可劃分)動態系統。我們證明了一類特定的轉移矩陣,即那些滿足公平劃分屬性的矩陣,在適當的分解運算子下是可聚合的。它還表明,當突變選擇矩陣(適應度景觀)的適應度函數具有與底層配置空間中的鄰域關係一致的某些對稱性時,公平劃分自然地應用於描述突變選擇矩陣(適應度景觀)。我們提出突變選擇系統的聚合變數描述提供了選擇和演化…

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2003-04-01 工作論文 工作論文 #658

市場理論適用於生物學嗎?

摘要 傳統上,經濟學中的市場模型描述了相互作用,其中交易的商品受到可以免費執行的完整合約的約束。其他動物中不存在這樣的契約。在傳統的經濟模型中,也沒有考慮誰會見誰、交易者知道什麼以及他們如何完成交易,而這些方面在生物市場模型中發揮著重要作用。從這個角度來看,市場理論應用於生物學的範圍顯得非常有限。然而,經濟學的最新發展可能會帶來富有成效的跨學科合作。這些發展包括一位著名經濟學家…

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2003-04-01 工作論文 工作論文 #657

市場均衡的熱力學方法

摘要 經濟學理論是一個重要案例的例子,其中數學模型背後的本體論假設就是數學模型本身,或者更準確地說,是數學隱喻。經典市場模型的基本數學隱喻是機械均衡。這種模型的基本概念是,系統與平衡點的微小偏差會產生試圖使系統回到平衡狀態的「力」。 (顯然,我們考慮的是穩定均衡。儘管不穩定均衡也同樣有趣,但我們只會考慮穩定均衡。)在某種非常重要的意義上,該模型中市場的「看不見的手」相當於一種機…

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2003-04-01 工作論文 工作論文 #656

相變s in Unstable 癌症 細胞 族群s

摘要 透過簡單的準種模型研究癌症演化的動態,該模型涉及表現出高度遺傳不穩定性的細胞。連續、平均場和離散、位串模型都進行了分析。弦模型是在單峰景觀上進行模擬的。結果表明,在高水平的遺傳不穩定性下存在相變,從而將緩慢生長和快速生長的兩個階段分開。結果表明,在遺傳不穩定性保守的情況下,癌細胞群將接近閾值水平。概述了治療的意義。

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2003-03-01 工作論文 工作論文 #668

觀點:遺傳穩健性的演化與檢測

摘要 魯棒性是表型面對擾動時的不變性。表型的穩健性出現在生物組織的各個層面,包括基因表現、蛋白質折疊、代謝通量、生理穩態、發育,甚至有機體適應性。魯棒性背後的機制是多種多樣的,從RNA和蛋白質水平的熱力學穩定性到有機體層面的行為。魯棒性可以針對可遺傳的擾動(例如突變)或不可遺傳的擾動(例如天氣)。在這裡,我們關注第一種穩健性-遺傳穩健性-並調查了三個不斷發展的研究途徑:(1)測…

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2003-03-01 工作論文 工作論文 #666

關於健身的概念,或:自私的祖先

摘要 我們引入了譜系適應度的概念,即根據與譜系祖先的相關程度加權的後代數量,並提出將其作為分析利他行為的方案。

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2003-03-01 工作論文 工作論文 #665

溝通與協調

摘要 社會主體之間的協調程度非常高;然而,這些代理協調的確切機制尚不清楚。在這裡,我們研究了溝通在實現協調中的作用——特別是,賦予代理人溝通能力是否會帶來更有利的結果?為了解決這個問題,我們採用了策略溝通代理人的自適應模型(Miller et al., 2002)來玩雄鹿狩獵遊戲。我們發現,溝通對於智能體達成並維持高階協調的能力起著關鍵作用。在缺乏溝通的情況下,智能體往往會陷入…

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2003-03-01 工作論文 工作論文 #664

群體、社會影響與不平等:貧窮陷阱的成員理論視角

摘要 本文旨在描述一種關於貧窮陷阱的觀點,其中經濟地位的持久性是由群體層面對個人的影響所產生的。這個理論與其他貧窮解釋的區別在於它強調社會的作用,而不是個人層面的特徵。觀察這種對比的一種方法是在代際流動模型的背景下。 Becker 和 Tomes (1979) 以及 Loury (1981) 的一項研究透過父母收入對後代教育的影響解釋了世代相對經濟地位的持續存在。在這些模型中,…

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2003-03-01 工作論文 工作論文 #662

從 X 射線衍射研究推斷密堆積結構的圖案和無序,第二部分:硫化鋅的結構和本徵計算

摘要 在本系列的上一篇文章中 [D. P. Varn、G. S. Canright 和 J. P. Crutchfield,《物理評論 B》提交]我們詳細介紹了一個程序——epsilon 機器光譜重建——以發現和分析 X 射線衍射光譜中揭示的密堆積結構中的圖案和無序。我們認為,這種計算力學方法比目前的替代理論(故障模型)更通用,並且它提供了存在的無序的獨特特徵。我們在四個原型光…

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2003-03-01 工作論文 工作論文 #663

從 X 射線衍射研究推斷密堆積結構的圖案和無序,第一部分:Epsilon 機譜重建理論

摘要 在最近的出版物中[D. P. Varn、G. S. Canright 和 J. P. Crutchfield,物理學家。 Rev. B 66:17, 156 (2002)]我們引入了一種新技術,可以直接從衍射光譜中發現和描述密堆積結構 (CPS) 中的平面無序。在這裡,我們提供了這些結果背後的理論發展,並採用計算力學來描述材料中的一維結構。透過對比,我們對目前的替代方法—…

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2003-02-01 工作論文 工作論文 #682

癌症中的錯誤災難?

摘要 癌細胞群和 RNA 病毒進化之間的比較揭示了許多顯著的相似之處。由於高度的遺傳變異,兩者都表現出高水平的可塑性和適應性。有人提出,與 RNA 病毒一樣,癌細胞能夠承受的遺傳不穩定性水平存在一個閾值,以便能夠克服選擇障礙 [Cahill et al., 1999]。在這裡,我們透過一個簡單的數學模型來探討這個概念。結果表明,該模型存在誤差閾值,該模型研究癌細胞群之間的競爭及…

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2003-02-01 工作論文 工作論文 #681

分子穩健性的原理與參數

摘要 存在大量分子機制來確保受干擾細胞的持續功能。在這裡,我們探索了一系列分子穩健性的機制。提出了穩健性理論,其中機制被分為清除損傷的機制和緩衝損傷的機制。系統所採用的策略是淨化成本的函數,因此也是人口規模的函數。

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2003-02-01 工作論文 工作論文 #680

「如果它沒有壞,就不要修復它」:技術領域的極值搜索

摘要 我們使用 NK 技術景觀來創建一個玩具世界,用它來「測試」通用管理搜尋規則的效能 識別出問題所在,嘗試修復它,並讓其餘部分保持良好狀態,我們將這種搜尋規則稱為「極值搜尋」。我們的結果表明,當嚴格應用時,這樣的搜尋規則在以高水平「內部性」為特徵的組合複雜技術搜尋空間中表現不佳。我們發現選擇要「修復」的技術組件與評估是否應該接受改變的標準之間存在矛盾。隨著組織內運作之間的相互…

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2003-02-01 工作論文 工作論文 #679

網路動力學與領域演化:生命科學領域組織間合作的發展

摘要 我們發展並測試了四種可供選擇的依戀邏輯——累積優勢、同質性、追隨趨勢和多重連結——以解釋生物技術領域組織間協作的發展。生命科學商業領域的特點是基礎知識來源廣泛分散,基礎科學快速發展,促進了廣泛的機構不同參與者之間的合作。我們繪製了 1988 99 年間該領域的網路動態圖。使用多種新穎的方法,包括網絡度分佈分析、網絡可視化和估計二元依戀的多概率模型,我們演示了對多樣性的偏好…

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2003-02-01 工作論文 工作論文 #678

螞蟻覓食路徑網絡的異速生長縮放

摘要 个体聚集成群体提出了有关结构和功能扩展的重要问题。我们对二维、分形状觅食路径(例如蚁群使用的路径)的代谢效益和成本进行了建模。蜂群觅食的总面积以及流向巢穴的资源和蜂群代谢率随觅食者数量 (F) 呈非线性增加(F 2/3)。由於覓食成本隨 F 線性增加,因此此模型可以預測最佳覓食數量,從而預測最大化群體適應度或繁殖能量分配的總覓食麵積。觅食的规模可能会影响殖民性的演变。

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2003-02-01 工作論文 工作論文 #677

數劃分問題的相變與地景統計

摘要 透過檢查這個經典最佳化問題的能量景觀,研究了數劃分問題(NPP)中的相變,即從控制參數空間中幾乎所有實例都有許多解的區域到幾乎所有實例都沒有解的區域的過渡。這是透過將有關連接最小值對的最小能量路徑的資訊編碼成樹結構(稱為障礙樹)來實現的,其葉子和內部節點分別表示最小值和連接這些最小值的最低能量鞍。在這裡,我們對核電站景觀產生的屏障樹應用了幾種形狀(平衡和對稱)以及分支長度…

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2003-02-01 工作論文 工作論文 #676

學習納許均衡

摘要 雖然納許均衡的概念是經濟理論的核心,但到目前為止,沒有人提供一個可靠的模型來說明經濟主體如何發揮這種均衡作用。特別是,沒有模型可以說明在沒有任何形式的協調的情況下,以自身利益行事的主體如何從非均衡條件開始學習均衡行為。本文提出了一個具有此屬性的簡單學習過程。智能體透過定期測試和拒絕有關對手行為的替代假設來了解對手。如果他們使用足夠強大的測試並且他們的反應足夠接近最佳,這個…

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2003-02-01 工作論文 工作論文 #675

生物系統的穩健性 - 臨時分類法

摘要 生物學是一個充滿張力的領域:一方面,生物學關注轉化和多樣性的產生;另一方面,生物學關注多樣性。另一方面,生物學關注不可能的結構規律的持續存在。魯棒性作為一項研究項目,旨在揭示那些促進規律性持續存在的演化機制。在這裡,我將穩健性機制組織成現象學分類法,將生物機制分組為穩健組織的原則。其中包括:冗餘、清除、回饋、模組化、空間分割、分散式處理和擴展表型。我回顧了描述每個原則的代…

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2003-02-01 工作論文 工作論文 #674

作為化學的經濟生產

摘要 企業生產和分配的商品只是市場生產和分配的一半。企業也是透過流經企業的貨物而產生和轉變的。這種轉變不僅是利潤的問題。定義企業的技能和核心能力是透過「邊做邊學」以及企業間交流引發的其他學習過程來發展和維持的。在權力下放和外包時期,例如今天,技能鏈在公司之間的分佈比以往任何時候都更加明顯。特別是在這種背景下,分散式技能的演變和學習直接影響到公司的重組。反過來,企業之間不斷發展的…

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2003-02-01 工作論文 工作論文 #673

調查大型基因簇中的系統發育足跡:Hox 簇重複的應用

摘要 進化上保守的非編碼基因組序列代表了發現基因調控區域的潛在豐富來源。由於這些元件受到穩定選擇的影響,它們的演化速度比鄰近的非功能性 DNA 慢得多。這些所謂的系統發育足跡可以透過比較不同物種中直系同源基因周圍的序列來檢測。在本文中,我們提出了一種新方法和有效的軟體工具,用於識別多個物種的長序列中的相應足跡。如果包含足夠數量和適當放置的物種,則可以對系統發育足跡的起源和喪失進…

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2003-02-01 工作論文 工作論文 #672

表觀遺傳與遺傳,種系演化的故事

摘要 多細胞生物的分化是由透過細胞分裂傳遞的表觀遺傳標記控制的。許多編碼這些標記的系統也存在於單細胞中,但在單細胞中這些系統無法控制分化。因此,在多細胞演化過程中,表觀遺傳系統適應了目前在分化中的用途。在這轉變過程中,必然存在一些階段,在這些階段中,表觀遺傳訊息在世代之間的傳遞程度比現在更大。我們表明,這可能導致對生物體後代沒有貢獻的細胞的進化,從而導致種系與體細胞的差異。這暗…

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2003-02-01 工作論文 工作論文 #671

具有社交互動的多項選擇

摘要 本文提供了存在社交互動的個人決策模式。透過社交互動,我們指的是個人決策與共同群體中其他人的決策和特徵之間的相互依賴性。幾乎在任何經濟模型中,一個主體的決策都會受到其他主體的行為和特徵的影響;我們所採用的觀點的獨特之處在於,我們研究的相互依存關係直接將個體聯繫起來。相比之下,市場中的代理商受到反映市場中每個人參與情況的共同價格的影響。我們研究的現象類型有所不同,因為這些現象…

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2003-02-01 工作論文 工作論文 #669

邁向人類行為科學的統一

摘要 儘管人類行為科學的研究對像不同,但它們都包括人類個體行為的模型。行為科學的統一性要求人類個體行為有一個共同的基礎模型,並且經過專門化和豐富化,以滿足每個學科的特定需求。這種統一並不存在,也不容易實現,因為各個學科有「不相容」的模型和「不同」的研究方法。然而,最近的理論和實證發展為行為科學的統一創造了條件,融合了所有領域的核心原理,並基於超越學科界限的理論工具(博弈論和理性…

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2003-02-01 工作論文 工作論文 #670

複雜性 and 經驗性的 經濟學

摘要 本文探討了最近將複雜系統方法引入經濟學的努力與對經驗現象的理解之間的相互作用狀態。經濟複雜性的實證面向可以分為三個一般分支:歷史研究、權力和尺度規律的識別、社會互動的分析。我認為,雖然提供了有用的“程式化事實”,但這些經驗方法都沒有產生令人信服的證據,證明經濟背景表現出複雜系統的實質微觀結構或屬性。這種失敗反映出對辨識問題重視不夠。因此,識別分析應該成為未來複雜性經驗工作…

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2003 已發表論文

摘要 我們引入了基於隨機訂單放置的雙重拍賣市場的微觀模型

摘要 我們引入了基於隨機訂單放置的雙重拍賣市場的微觀模型。交易者發布市價或限價訂單,這些訂單儲存在交易所的帳簿中,並透過中央訂單匹配機制執行。我們使用量綱分析、模擬和分析近似來對價格影響函數做出可測試的預測。我們發現價格影響函數總是凹的,與經驗測量一致:我們根據訂單流的屬性對其凹性提供了解釋。 (C) 2002 Elsevier Science B.V. 保留所有權利。 ※ 此…

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2003 已發表論文

解釋人類的利他行為

摘要 Recent experimental research has revealed forms of human behavior involving interaction among unrelated individuals that have proven difficult to explain in terms of kin or reciprocal 利他主…

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2003 已發表論文

愛滋病疫苗 2003

摘要 The second AIDS Vaccine meeting, AIDS Vaccine 2003, included scientists, policy makers, community advocates and people with an interest in vaccine concepts and trials. While no single str…

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2003-01-01 工作論文 工作論文 #683

自旋眼鏡:這麼多年過去了,仍然很複雜嗎?

摘要 自旋玻璃是同時表現出淬滅無序和挫敗的磁性系統,並且經常被引用為「複雜系統」的例子。在本次演講中,我回顧了自旋玻璃物理學的一些基本概念,並討論了我們最近在理解其性質方面取得的一些進展如何可能導致關於它們如何表現「複雜性」的新觀點。

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2002-12-01 工作論文 工作論文 #689

二維圖案中的結構資訊:熵收斂與過量熵

摘要 我們發展了多維空間結構和模式的資訊理論測量。眾所周知,二維構型的熵密度可以透過條件熵的收斂序列有效且準確地估計。我們表明,這些條件熵收斂到其漸近值的方式可以作為任何維度空間系統的全局相關性和結構的度量。我們將熵收斂與互資訊和結構因子技術進行比較和對比,以量化和檢測空間結構。

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2002-12-01 工作論文 工作論文 #688

本地遊戲,全球學習:合作的結構基礎

摘要 在群體結構的人群中,即使行為特徵的演化受到基於回報的複製動態的控制,無關群體成員之間的利他合作也可能是可持續的。本文探討了群體結構的兩個面向在這種動態中的重要性:公共物品賽局中的互動和行為特徵的文化傳播。智能體與其他人配對玩遊戲並(獨立於此)從文化模型中學習。在配對是全球性的地方,一個人的遊戲夥伴和文化模式來自整個人口。或者配對可能是本地的,在這種情況下,一個人的遊戲夥伴…

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2002-12-01 工作論文 工作論文 #687

史前美國西南部社會行為的演變

摘要 長屋谷 (Long House Valley) 位於美國亞利桑那州東北部的黑台地 (Black Mesa) 地區,自公元前 1800 年左右起,就有卡延塔·阿納薩齊 (Kayenta Anasazi) 人居住。約西元 1300 年。這些人是科羅拉多高原現代普韋布洛文化的史前先驅。對山谷進行 100% 的考古調查,並輔以有限的挖掘,基於沖積地形學、孢粉學和樹木氣候學,獲得了…

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2002-12-01 工作論文 工作論文 #686

風險交易、網路拓撲和銀行監管

摘要 在了解金融系統風險轉換過程的本質的背景下,我們提出了多個代理之間的迭代風險交易博弈,這些代理基於通用效用設定來建立交易策略。針對不同的網路拓樸對該博弈進行了數值研究。拓撲的後果顯示了代理的豐富時間序列,以及各種類型網路的安全性和效率。建議的設置允許對巴塞爾銀行監管委員會目前建議的不同銀行監管方法的影響進行嚴格分析。 We find a phase transitionli…

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2002-12-01 工作論文 工作論文 #685

穩定還是穩健?有什麼區別?

摘要 探索「穩定」和「魯棒」之間的區別基本上觸及了我們本能地對自然、工程和社會系統魯棒性感興趣的各個方面。這裡有人認為,魯棒性是系統中特徵持久性的衡量標準,它迫使我們專注於擾動,並且通常是擾動的組合,其本質上與穩定性理論所解決的問題有質的不同。此外,為了解決這些擾動下的特徵持久性問題,我們自然會研究以下問題:動態與組織架構的耦合、環境的隱含假設、系統進化歷史在確定其當前狀態及其…

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2002-12-01 工作論文 工作論文 #684

宏觀經濟預期的流行病學

摘要 宏觀經濟學家長期以來一直強調預期在決定宏觀經濟結果方面的重要性,並且已經發展了大量的理論文獻來研究預期形成的許多模型。本文提出了一種基於流行病學模型的新方法,其中只有一小部分代理人(專業預測者)制定自己的預期,然後透過新聞媒體以類似於疾病傳播的方式在人群中傳播。該論文表明,最簡單的流行病學模型(稱為「共同源」模型)可以很好地解釋通貨膨脹和失業預期的動態,而更複雜的流行病學…

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2002-11-01 工作論文 工作論文 #693

第一次產權革命

摘要 集體主義制度被更多以個人為基礎的製度所取代是一個反覆出現的歷史事件,正如18世紀英國對公共土地的圈地(Allen,1992)以及現代早期歐洲和地中海地區基於個人和國家的合同執行製度對集體主義方法的勝利所發生的那樣(Greif,1994,2002)。我們試圖闡明一個更早的例子,即個人財產權的出現以及集體主義和平等主義社會結構的取代,這種結構是流動覓食群體的典型特徵,這種群體…

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2002-11-01 工作論文 工作論文 #692

景觀與有效健身

摘要 適應度景觀的概念起源於理論生物學,而有效適應度的概念則起源於演化計算。兩者都已成為有用的概念工具,可用於理解演化過程的動態,特別是在存在複雜的基因型 表現型關係的情況下。在這篇文章中,我們試圖對這兩種方法進行統一討論,在一些簡單模型的背景下討論它們的優點和缺點。我們也討論了在底層遺傳模型的配置空間的各種變換下,適應度和有效適應度如何變化,重點關注粗粒度變換和特定的座標變換…

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2002-11-01 工作論文 工作論文 #691

旋轉玻璃景觀的樹狀表示

摘要 關於無序自旋系統的多谷結構的許多資訊可以集中在一個簡單的樹結構中——勢壘樹——其葉子和內部節點分別代表局部最小值和連接這些最小值的最低能量鞍。在這裡,我們將系統發育樹研究中使用的一些統計數據應用於由 $p$ 自旋模型的能量景觀產生的屏障樹。這些統計數據提供了有關這些屏障樹形狀的信息,特別是有關平衡和對稱性的信息。然後我們詢問它們是否可以用於對不同類型的景觀進行分類,將它們…

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2002-10-01 工作論文 工作論文 #699

時間序列中的模式發現,第一部分:理論、演算法、分析與收斂

摘要 我們提出了一種新演算法,用於發現時間序列和其他順序資料中的模式。我們展示了一個可靠的過程,用於建立最小的隱藏馬可夫狀態集,該狀態在統計上能夠產生資料中所展示的行為——底層過程的因果狀態。與將隱馬可夫模型 (HMM) 擬合到資料的傳統方法不同,我們的演算法不對過程的因果架構(隱藏狀態的數量及其轉換結構)做出假設,而是從資料中推斷出來。它從最小結構的假設開始,僅在資料需要時才…

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2002-10-01 工作論文 工作論文 #700

原始生物動力學:脂質聚集體與基因和代謝的演化動力學

摘要 透過將脂質原容器與原代謝子系統和原遺傳子系統整合,可以自組裝合成的原生物。這種三組分系統可以透過氧化還原或光化學反應使用能量和營養物質,透過模板定向複製進化其原生基因組,並最終死亡。 The evolutionary dynamics of the proto organism depend crucially on the chemical kinetics of it…

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2002-10-01 工作論文 工作論文 #698

強關係的可導航性:小世界、關係強度與網路拓撲

摘要 可搜尋小世界(SSW)是一個(大型)網絡,其中關係局部聚集,平均點間距離較低,並且分配的去中心化搜尋演算法僅使用本地資訊將訊息從隨機節點傳遞到隨機目標,能夠根據 Kleinberg 的 [33] 標準找到最短路徑,以實現高效搜尋。我們關於經驗社交網絡拓撲中強聯繫的可導航性的假設是,強聯繫除了聚集之外,通常還提供對有價值資源的獨特訪問,並且存在一些條件和臨界點,在這些條件和…

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2002-10-01 工作論文 工作論文 #697

複雜食物網中的營養水平:理論與數據

摘要 雖然營養級在整個生態學中得到了廣泛的應用,但它們在分析和經驗方面也存在著許多爭論。在這裡,我們使用新一代的數據和理論來研究有關營養級限制和雜食性程度的長期存在的問題。這些數據包括美國切薩皮克灣、聖馬丁島、英國草原和佛羅裡達海草群落的食物網,這些數據似乎是現有的營養最完整的食物網,因為它們包含自養生物以及根據經驗得出的對每個營養鏈結相對能量貢獻的估計。我們表明,四個食物網中…

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2002-10-01 工作論文 工作論文 #696

連續雙向拍賣的統計理論

摘要 大多數現代金融市場使用連續的雙重拍賣機制來儲存和匹配訂單並促進交易。在本文中,我們在 IID 隨機訂單流假設下開發了連續雙重拍賣的微觀動態統計模型,並使用基於平均場近似的模擬、量綱分析和理論工具對其進行了分析。該模型對市場的基本屬性進行可測試的預測,例如價格波動性、儲存的供需深度與價格、買賣價差、價格影響函數以及執行訂單的時間和機率。這些預測是基於訂單流和限價訂單簿的屬性…

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2002-10-01 工作論文 工作論文 #695

性別不平等、合作與環境永續性

摘要 本文探討了性別不平等對合作前景和環境永續性的影響。性別不平等是一種不平等形式,它與其他形式的經濟和社會不平等相互影響,但又有區別。它不僅存在於家庭之外,也存在於家庭內部。它不僅源自於男女之間本來就存在的經濟禀賦差異,也源自於原本就存在的性別社會規範和社會觀念;也就是說,不平等也根植於意識形態之中。它不僅以上述形式存在,而且可能源自於新定義的規則和程序,這些規則和程序建構了…

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2002-10-01 工作論文 工作論文 #694

確定物種豐富度對群落穩定性的影響:組裝模型方法

摘要 生態學中的穩定性與多樣性爭論因實證研究和理論研究經常相互矛盾的結果而兩極化。在這裡,我們提出了一種基於特徵值分析的社群組裝建模新方法,並考慮組裝社群的穩定性。與先前的工作一致,我們發現平均相互作用強度較弱的群落支持更多的物種。然而,隨著群落平均規模的增加,抵抗力(以群落規模的變異係數衡量)和復原力(以平均群落規模的平均返回時間來衡量)都會增加。我們的結果表明,對群落屬性的…

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2002-09-01 工作論文 工作論文 #710

連續訊號博弈中的分離均衡

摘要 許多關於昂貴訊號的理論文獻都集中在連續訊號賽局的分離均衡。在這種平衡狀態下,每個訊號發送器都會發送不同的訊號,並且訊號接收器能夠根據發送的訊號準確地推斷出訊號發送器的狀況。在本文中,我們介紹了一種向量場求解方法,該方法簡化了求解分離平衡的過程。使用這種方法,我們表明,儘管訊號發送者和接收者之間存在利益衝突,但連續訊號博弈可以具有低成本的分離均衡。我們發現,與先前的論點相反…

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2002-09-01 工作論文 工作論文 #709

基於圖的化學玩具模型

摘要 大規模化學反應網絡是一種普遍存在的現象,從活細胞的新陳代謝到行星大氣中的過程和化學技術。這些網路中至少有一些表現出獨特的全球特徵,例如「小世界」行為。然而,對這些特性的系統性研究在少數詳細了解的網路中存在著很大的抽樣偏差。因此,需要一個用於生成它們的計算模型。在這裡,我們提出了一個玩具模型,它提供了一個一致的框架,在這個框架中可以詳細探索廣泛的化學反應網絡的通用屬性,同時…

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2002-09-01 工作論文 工作論文 #708

圖拉普拉斯、節點域與超平面排列

摘要 圖 $G$ 的拉普拉斯特徵向量近年來受到越來越多的關注。在這裡,我們研究它們所謂的節點域,即 $G$ 的最大誘導子圖的連通分量,其中特徵向量 $y$ 不會改變符號。庫朗節點域定理的類似物提供了節點域數量的上限,取決於 $y$ 在頻譜中的位置。然而,這種界限總體上並不尖銳。在這篇文章中,我們考慮計算特定圖的最小和最大節點域數的問題。詳細討論了布爾超立方體的類別。我們發現,儘…

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2002-09-01 工作論文 工作論文 #707

Lanczos 迭代的同型投影

摘要 當表示的同型子空間被視為對稱線性變換的本徵空間時,同型投影可以實現為本徵空間投影並使用 Lanczos 迭代進行計算。在本文中,我們展示了這種方法如何產生一種有效的同型投影方法,用於距離傳遞圖和對稱群的排列表示。

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2002-09-01 工作論文 工作論文 #706

紅王效應:當最慢的跑者贏得共同演化競賽時

摘要 互利共生為參與其中的人帶來好處。隨著互利共生的發展,這些利益將如何在參與者之間分配?我們使用演化博弈論來解決這個問題,並探索共同演化過程決定互惠互動中利益分配的方式。紅皇后理論指出,共同演化過程有利於快速演化,受紅皇后理論的啟發,我們特別關注演化率在建立互利共生和互利夥伴之間利益分配中的作用。我們發現,與紅皇后相反,在互利共生進化中,緩慢進化的物種可能會獲得不成比例的利益…

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2002-09-01 工作論文 工作論文 #705

分子複製動力學

摘要 分子層次的模板依賴性複製是自然界繁殖的基礎。因此,詳細了解與複製過程相關的化學反應動力學的特性是理解分子層級演化不可或缺的先決條件。相互作用的自我複製物種網絡可以產生大量不同的動力學現象,從競爭排斥到永久共存,從全局穩定性到多穩定性和混沌動力學。儘管如此,還是有一些一般原則來管理他們的整體行為。我們關注的問題是複製動力學在多大程度上可以解釋遺傳訊息的積累,最終導致第一個細…

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2002-09-01 工作論文 工作論文 #704

代謝途徑中的上位性和表型穩健性的動力學

摘要 表型對突變的魯棒性等現像是隨著適應而進化還是只是遺傳系統的固有特性,這是一個懸而未決的問題。我們在代謝生理學的背​​景下研究這個問題。傳統上,從代謝控制分析(MCA)得出的結論是,表型對突變的穩健性(例如顯性)是多酶系統不可避免的特性,因此不需要進化解釋。然而,這裡表明,對於涉及酶濃度有限變化(任何幅度)的突變,MCA 關於表型穩健性的結論並不成立。研究表明,穩健性並不是…

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2002-09-01 工作論文 工作論文 #703

隨機環境下的廣義接觸過程

摘要 透過蒙特卡羅模擬在方格上研究種子的傳播,該方格具有影響出生率和死亡率的兩種類型的位點。這些系統表現出生存和滅絕之間的關鍵轉變。對於時間相關的背景,這種轉變相當於均質系統中的轉變(即定向滲濾)。對於凍結背景,格里菲斯相的出現阻礙了對這種轉變的準確分析。在亞臨界區域的很長一段時間裡,擴散仍然集中在緊湊的(而不是分叉的)斑塊中,並且在倖存的試驗中,佔據位置的平均數量呈對數增加。

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2002-09-01 工作論文 工作論文 #702

複雜網路的中心

摘要 複雜網路中的中心頂點特別令人感興趣,因為它們可能發揮組織中心的作用。在這裡,我們考慮三種不同的幾何中心度量:偏心率、狀態和質心值,這些度量最初用於資源佈局問題。我們表明,這些數量可以對生物網絡中心進行有用的描述,這些中心通常(但並非總是)與純粹的局部中心性概念(例如頂點度)相關。我們引入局部中心的概念作為網路上中心性價值「景觀」的局部最優,並簡要討論它們的作用。

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2002-08-01 工作論文 工作論文 #721

代謝網絡的大規模結構:生命起源的一瞥?

摘要 代謝網絡圖中每個節點的交互數量遵循冪律。我討論了這個特徵的兩種可能的演化解釋。第一個與具有這種度分佈的圖表對於隨機節點刪除具有穩健性的觀察有關。這項觀察結果得出了這樣的假設:代謝網絡表現出冪律度分佈,因為它賦予它們抵抗擾動的魯棒性。然而,非生物化學反應網絡也顯示出這種程度分佈,這使得穩健性不太可能成為代謝中這種分佈的候選原因。其次,這種冪律分佈可能是數十億年來透過添加代謝…

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2002-08-01 工作論文 工作論文 #720

蛋白質相互作用網絡的整體結構如何演變

摘要 有兩個過程可以影響蛋白質相互作用網絡的進化:蛋白質之間相互作用的添加和消除,以及增加蛋白質和相互作用數量的基因複製。這些過程的速率可以根據可用的「釀酒酵母」基因組數據進行估計,並且足夠高以在短時間內影響網絡結構。例如,每百萬年可能會在酵母網絡中添加 100 多個相互作用,其中很大一部分將以前未連接的蛋白質添加到網絡中。高度連接的蛋白質比相互作用很少的蛋白質顯示出更高的相互…

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2002-08-01 工作論文 工作論文 #719

量化貓圖的特徵值間距

摘要 根據量子混沌中的基本猜想之一,量化混沌哈密頓量的特徵值的行為類似於適當的隨機矩陣係綜的典型成員的頻譜。我們在由幾個線性托拉自同構生成的群體的遍歷作用的背景下研究這種現象的最簡單的例子之一—「貓圖」。我們的數值實驗表明,對於貓圖的「通用」選擇,第 N$ 個量化的不可約分量(由 $N$ 維 Weil 表示給出)中展開的連續間距分佈接近隨機矩陣理論的 GOE/GSE 定律。對於…

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2002-08-01 工作論文 工作論文 #718

同步到週期性:週期序列的瞬態訊息和同步時間

摘要 我們分析了當觀察者最初不知道序列的相位時,同步到結構已知的周期序列有多麼困難。我們檢查瞬態資訊 $\textbf T$,這是最近引入的資訊理論量,用於測量觀察者在同步序列時所經歷的不確定性。我們也考慮同步時間$\tau$,它是推斷週期訊號相位所需的平均測量次數。我們計算直到並包含週期 23 的所有週期序列的 $\textbf T$ 和 $\tau$。我們顯示給定週期的哪些…

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2002-08-01 工作論文 工作論文 #717

財富不平等與公地的過度開發:哥倫比亞的實地實驗

摘要 本文探討了社區內部的財富不平等如何限制自治解決群體外部性的可能性。透過在哥倫比亞三個村莊進行的一系列經濟實驗,以及對參與者實際社會經濟特徵和實驗錄像的數據分析,我提出並檢驗了這樣的假設:群體成員之間的財富距離限制了信任和積極互惠,而信任和積極互惠是創造和維持集體行動的關鍵。儘管社會心理學家和實驗經濟學家通常發現面對面交流是糾正這種協調失敗的有力手段,但群體之間和群體內部的…

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2002-08-01 工作論文 工作論文 #716

論原始遺傳密碼的進化

摘要 原始遺傳密碼可能是當代細胞使用的規範密碼的一個大大簡化的祖先。為了理解當今的程式碼是如何產生的,我們首先需要解釋如何在不破壞編碼訊息的情況下改變建築平面圖的語言。在這項工作中,我們介紹了一個基於 RNA 和蛋白質的生物物理合理描述的最小生物體模型,即二級結構折疊和基於知識的潛力。在個體複製事件的層面上明確模擬了這種生物體在公共資源競爭下的族群演化。從非常簡單的程式碼開始,…

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2002-08-01 工作論文 工作論文 #715

人類合作的起源

摘要 合作的生物學解釋是基於親屬利他主義、互惠利他主義和互利共生,所有這些都適用於人類和非人類物種。但人類合作部分是基於「智人」所獨有的能力,或至少是「智人」高度發展的能力。我們尋求一種對人類有效但對其他物種無效或效果差得多的合作的解釋。我們解釋的核心將是人類的認知、語言和身體能力,這些能力允許制定社會行為的一般規範,規範這種行為的社會機構的出現,內化規範的心理能力,以及基於種…

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2002-08-01 工作論文 工作論文 #714

局部評價函數的出現

摘要 本文從使用局部評價函數解決傳統電腦問題的角度提出了湧現的新面貌。我們首先將約束滿足問題(CSP)轉換為多智能體系統,然後展示如何從系統中產生全局解決方案,其中每個智能體使用局部評估函數來決定其動作,同時與使用全局評估函數的其他傳統演算法(例如局部搜尋和模擬退火)進行比較。我們也給出了一些關於大規模$N$皇后問題和$k$著色問題的電腦實驗結果,並表明出現僅取決於問題實例,而…

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2002-08-01 工作論文 工作論文 #713

克隆的碎片:它如何影響擴散和競爭能力?

摘要 我們應用基於個體的模擬來研究生活在斑駁棲息地的克隆物種中分株之間生理整合的影響。比較了三種策略:(1)“分裂”,將基因分裂成獨立的分株; (2​​)“瞬態積分器”,其中僅連接分株組; (3)“永久整合者”,其中不發生斷裂,整個基因被整合。我們分別研究了這些策略和競爭中空間擴散和人口成長的動態。透過改變有利棲息地斑塊的密度來模擬各種棲息地類型。我們發現良好斑塊的空間模式顯著…

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2002-08-01 工作論文 工作論文 #712

GenomeHistory:軟體工具及其在全基因組定序中的應用

摘要 我們提出了一種公開可用的軟體工具,可以定位基因組中所有重複基因對,然後確定每個重複基因對之間同義和非同義分歧的程度。使用這個工具,我們分析了(i)基因功能和基因複製傾向,以及(ii)基因家族中基因的數量和家族序列進化速率之間的關係。我們對四種真核生物(裂殖酵母、芽殖酵母、果蠅、線蟲)和一種原核生物(「大腸桿菌」)的完整基因組進行了這項研究。

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2002-08-01 工作論文 工作論文 #711

大型遺傳網絡中的分子演化:連通性並不等於重要性

摘要 生物網路對於許多不同的擾動都非常穩健。劇烈的環境變化和各種基因的功能喪失突變通常對生物體的表型沒有可檢測到的影響,即使丟失的基因被認為「先驗」對細胞活動很重要。這種穩健性可能是網路架構的函數:假設在遺傳網路中觀察到的相互作用者數量的冪律分佈可以賦予針對突變的穩健性。我們針對兩個遺傳網絡評估了這個假設,即「大腸桿菌」核心中間代謝網絡和酵母蛋白質相互作用網絡。具體來說,我們透…

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2002-07-01 工作論文 工作論文 #726

親社會情緒

摘要 對社會規範的遵守不僅取決於以認知為中介的對自身利益的追求,也取決於情感。羞恥、內疚、驕傲、遺憾、喜悅和其他本能反應在維持合作關係(包括在沒有完全契約的情況下成功交易)中發揮核心作用。親社會情緒的功能類似於基本情緒“痛苦”,它提供了繞過作為經濟學標準行為模型核心的明確認知優化過程的行動指南。我們考慮一個公共物品博弈,其中代理人最大化效用函數,該函數捕獲了五個不同的動機:個人…

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2002-07-01 工作論文 工作論文 #725

複雜網路中的選擇、修補與出現

摘要 複雜的生物網路與科技網路的起源截然不同。後者涉及廣泛的設計,並且作為工程結構,包括高水準的最佳化。前者涉及(原則上)偶然性和結構約束,透過修補先前發展的模組或單元來合併新結構。然而,對不同生物網路拓撲特徵的觀察表明,自然界可能具有有限的「吸引子」庫,這些「吸引子」本質上在成本和架構的一些基本約束下優化通信,或者允許生物網路達到高度的穩態。相反,一些技術圖表所展示的拓撲特徵…

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2002-07-01 工作論文 工作論文 #724

具有距離偏好的不斷發展的網絡

摘要 我們研究不斷發展的網絡,其中新節點在連接到網路時與具有首選距離的其他節點形成連結。一種特殊情況是始終選擇最短距離(「與目前朋友的朋友交朋友」)。我們提供了網路參數的模擬結果,例如圖拉普拉斯圖的第一個特徵值(同步性)、聚類係數、平均距離和不同距離偏好的度分佈,並將它們與隨機和無標度網路的參數值進行比較。我們發現,對於最短距離規則,我們獲得了與無標度網路中一樣的冪律度分佈,而…

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2002-07-01 工作論文 工作論文 #723

離散自適應博弈的符號動力學

摘要 我們使用符號動力學來研究離散自適應博弈,例如少數博弈和 El Farol Bar 問題。我們證明這樣的遊戲不可能有確定性混沌。我們為這些遊戲的統計複雜性和週期設定了上限;前者至多與主體的數量和記憶的大小成線性關係。我們將結果擴展到玩家具有無限持續時間記憶的情況(他們仍然是非混亂的)以及遊戲中存在「噪音」的情況(保持複雜性不變甚至降低)。我們得出了一種可以使我們的發現與現象…

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2002-07-01 工作論文 工作論文 #722

文藝復興時期佛羅倫斯的經濟與社會交流

摘要 文藝復興時期的佛羅倫薩人主導歐洲國際金融的商業信用體系,是從他們特定的家庭、鄰里和社會階層的社會網絡結構中產生的,複式記賬法提供了技術工具,增加了佛羅倫薩人可以回報的“朋友”數量。重新整合他們自己歷史上繼承的經濟和社會交換邏輯對於佛羅倫薩人創造信貸和流動性的能力至關重要,這反過來又幫助歐洲透過貿易擴張。佛羅倫斯產生的特殊混合是經濟夥伴關係和商業信貸的橫切,經濟夥伴關係植根…

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2002-06-01 工作論文 工作論文 #728

基因組學和蛋白​​質組學中的複雜網絡

摘要 複雜的多細胞生物體含有大的基因組,其中每個結構基因與至少一個調節元件相關,並且每個調節元件整合了至少兩個其他基因的活性。人們開始透過對小型原核調節子系統的分析來理解這種調節的本質,目前的情況表明,塑造細胞行為的網絡非常複雜。實際上,細胞外訊號的整合通常涉及訊號級聯之間的串擾,而這些細胞相互作用網絡的組織似乎遵循相當普遍的組織原則。在這裡,我們回顧了細胞網路拓撲的一些最新模…

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2002-06-01 工作論文 工作論文 #727

耐心的力量:限價單下達的行為規律

摘要 在本文中,我們使用包含來自倫敦證券交易所的大約 700 萬個訂單的資料集,展示了人們在金融市場下限價訂單的方式的驚人規律性。我們將相對限額定義為限額與可用最佳價格之間的差額。合併 50 股的數據,我們證明對於買入和賣出訂單,相對限價的無條件累積分佈大致按照冪律衰減,指數約為 1.5。這種行為跨越了二十多年,範圍從幾個刻度到大約 2,000 個刻度。相對限價的時間序列顯示有…

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2002-05-01 工作論文 工作論文 #733

基因組壓縮的演化原理

摘要 地球上生命最顯著的特徵之一就是其多樣性。達爾文自然選擇演化論的一個顯著特徵是,它沒有對預期的多樣性範圍或可能限制自然多樣性的生物定律提供任何解釋。實現這一目標的一種方法是用基因組大小的多樣性取代生命形式的多樣性。我將在本文中解決的問題都與那些有利於小基因組大小的壓力和限制有關,特別是試圖解釋如何用一條小消息來表示給定數量的信息的適應性理論。換句話說,我試圖討論壓縮遺傳訊息…

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2002-05-01 工作論文 工作論文 #732

GnRH 訊號轉導網路的模組動力學

摘要 我們分析頻率解碼訊號轉導網路的計算模組。促性腺激素釋放激素 (GnRH) 訊號傳導網絡介導促性腺激素、黃體生成素 (LH) 和卵泡刺激素 (FSH) 的生物合成和釋放。下視丘產生 GnRH 的脈動模式對腦下垂體中促性腺激素的釋放和合成有關鍵影響。在人類中,較慢的脈衝會導致 LH 蛋白 $\beta$ 亞基的表達,並導致不排卵和閉經。較高頻率的脈衝導致α亞基的表達和性腺機能…

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2002-05-01 工作論文 工作論文 #731

正鏈病毒動力學的選擇水平

摘要 生物體生命週期中發生的相互衝突的選擇壓力對複製的穩健性構成了嚴峻的挑戰。病毒提供了一個可靠的模型系統,用於分析因進化利益衝突而出現的問題。我們提出了正鏈 RNA 病毒生命週期的多層次選擇模型。該模型結合了細胞內複製動力學和蛋白質合成,以及病毒粒子產生和傳播的細胞群動態。我們探索這兩個層面的宿主內選擇如何相互作用,從而在病毒的生命史策略中產生權衡。我們觀察到病毒衣殼率的中間…

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2002-05-01 工作論文 工作論文 #730

生命起源的喧鬧線索

摘要 穩定的自我複製分子的起源是生命起源的根本障礙。原始複製子的低保真度限制了原始核酸字母表中編碼的資訊量。生命起源的進一步困難是小型原始族群中的漂移作用,降低了高級複製基因的固定率,以及增加了發育噪音的惡劣條件。因此,突變、噪音和漂移是三種獨立的隨機效應,人們認為它們使生命的演化變得不可能。在這裡,我們相反地展示了在敵對的早期環境中存在的噪音如何透過放大有限族群中的選擇來增加…

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2002-05-01 工作論文 工作論文 #729

蛋白質翻譯的紅皇后動力學

摘要 我們基於被視為原始抵抗機制的遺傳密碼,探索翻譯結合多樣性的適應性理論。修改 tRNA 反密碼子分子結合的密碼子群或改變結合的特異性,可降低病毒等翻譯寄生蟲的複製率。提高寄生蟲的翻譯效率需要宿主 tRNA 對寄生蟲密碼子具有高度的特異性。這顯示遺傳密碼可能是抵禦感染的第一道防線。我們建構了翻譯多樣性的紅皇后理論:在該理論中,宿主翻譯策略——由冗餘程度(單個反密碼子結合單個氨…

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2002-04-01 工作論文 工作論文 #739

準獨立性、同源性與類型統一性:字元的拓樸理論

摘要 在本文中,Lewontin 的性狀「準獨立」概念被形式化為假設表型空間的區域可以由正交因子的乘積空間表示。在這張圖中,每個字元對應於表型空間的一個區域的一個因子。我們將具有給定分解的表型空間的任何區域視為“類型”,即作為共享相同表型字元集的一組表型。使用局部因式分解的概念,我們基於表型空間不同區域之間共同因素的連續性,發展了一種性格同一性理論。我們也考慮了具有不同區域分解…

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2002-04-01 工作論文 工作論文 #738

效用理論與熱力學有如此不同嗎?

摘要 仔細檢查效用理論和熱力學的公理和解釋慣例表明,這兩個領域在數學上比它們解決問題的不同方法更相似。它們的差異主要在於初始禀賦重要性的經濟分配,以及強調可逆轉變的物質選擇。透過基於經濟學可逆變換的分析,顯示效用理論可以表示為加性價格潛力理論,以及封閉系統中加性熵不減的理論。標準貨幣度量效用被確定為需求的吉布斯勢,並且引入了新的「輪廓貨幣度量效用」作為價格的共軛亥姆霍茲勢。範例…

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2002-04-01 工作論文 工作論文 #737

多智能體系統學習動態的耦合複製方程

摘要 從一組強化學習代理開始,我們推導出耦合複製方程,描述多代理系統中集體學習的動態。我們表明,儘管智能體以自利的方式對環境進行建模而不共享知識,但博弈動態會透過環境自然地出現。作為一種應用,透過代理商之間的石頭剪刀布遊戲交互,集體學習動態表現出多樣化的競爭和合作行為。這些包括準週期性、穩定極限環、間歇性和確定性混沌——這些行為在通用複製方程式所描述的多智能體、異構環境中是可以…

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2002-04-01 工作論文 工作論文 #736

社交網路創新的擴散

摘要 我們考慮新技術和行為形式透過社交或地理網路傳播的過程。智能体根据其固有收益和当地受欢迎程度(采用它们的邻居数量)的组合来采取行为,并受到一些随机误差的影响。我們根據網路的幾何形狀來描述此類過程的長期動態,但不會對網路結構施加先驗限制。当智能体在足够小的、紧密结合的群体中进行交互时,几乎每个人都在玩随机稳定平衡之前的预期等待时间就会受到限制,与智能体的数量和初始状态无关。

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2002-04-01 工作論文 工作論文 #735

優化設計的無標度網絡

摘要 大量複雜的網絡,無論是自然的還是人工的,都存在高度異質、無標度的度分佈。人們已經提出了一些出現這種模式的機制,但最佳化並不是其中之一。在這封信中,我們提出了第一個證據,證明軟體架構圖中從明確定義的局部最佳化過程中出現了擴展(以及小世界行為的存在)。儘管定義軟體工程中涉及的策略的規則應該導致樹狀結構,但最終的網路是無標度的,這可能反映了多維優化過程中不可避免的衝突約束的存在…

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2002-04-01 工作論文 工作論文 #734

The Spread of 流行病學c 疾病 on 網絡s

摘要 社交網路的研究,特別是網路上疾病傳播的研究,最近引起了物理學界的廣泛關注。在本文中,我們表明一大類標準流行病學模型,即所謂的易感/感染/移除(SIR)模型可以在各種網路上精確求解。除了固定傳染時間和所有個體之間固定且不相關的傳播機率的標準但不切實際的情況之外,我們還解決了時間和機率不均勻且相關的情況。我們也考慮了結構性族群中流行病的一個簡單案例,即男性和女性族群中的性傳染…

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2002-03-01 工作論文 工作論文 #744

小網絡而不是小世界:食物網結構的獨特方面

摘要 與先前的報導相反,我們發現來自各種水生和陸地生態系統的一組 16 個食物網,有 25 至 172 個節點,通常既不表現出“小世界”,也不表現出“無標度”拓撲特性。食物網確實顯示出與小世界拓撲一致的相對較短的特徵路徑長度。然而,大多數食物網的聚集程度低於小世界網路中預期的聚集程度,這似乎與食物網的規模較小有關。生物和非生物網路中觀測到的聚類係數與隨機聚類係數的比率隨網絡規模…

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2002-03-01 工作論文 工作論文 #743

人工社會與社會科學

摘要 人工社會研究的批判歷史是在卡爾·波普爾和西奧多·阿多諾之間的「實證主義爭論」(Positivismusstreit)的背景下建構的。兩人都批評描述性統計的方法,認為這種分析只是「科學鏡像」。這場懸而未決的爭論預示著當代「人工社會」研究的主題,例如描述方法的局限性、歷史發展替代路徑的概念以及個人與集體之間的關係。有人認為,模擬模型使研究人員能夠透過視角的轉變(從由同質參與者…

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2002-03-01 工作論文 工作論文 #742

隨機成對排列

摘要 動機:相關核酸或蛋白質之間的序列保守水平通常沿著序列有很大差異。具有高變異性的區域(突變熱點)和幾乎完美序列同一性的區域可能出現在同一對分子中。因此,比對的可靠性很大程度取決於局部序列相似性的程度。結果:第一個序列中的位置 $i$ 和第二個序列中的位置 $j$ 之間的匹配機率 P$ {ij}$ 使用所有規範成對比對上的配分函數進行計算。然後可以使用機率回溯過程來產生具有正…

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2002-03-01 工作論文 工作論文 #741

食物網中的網路拓撲和物種損失:穩健性隨著連接的增加而增加

摘要 食物網結構和複雜性可以調節物種喪失的影響,例如級聯滅絕。我們模擬了來自各種生態系統的 16 個食物網中的物種喪失。與隨機物種移除相比,當營養上聯繫最緊密的物種被移除時,食物網經歷了更大的二次滅絕。這些模式似乎與食物網中的偏態度分佈有關,通常呈指數分佈或均勻分佈。我們的分析概括了先前的研究,這些研究發現生物和非生物網絡中具有冪律分佈的節點丟失具有相似的模式。食物網對隨機和最…

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2002-03-01 工作論文 工作論文 #740

透過 X 射線衍射發現密堆積結構中的平面無序:超越斷層模型

摘要 我們解決了一個長期存在的問題——透過衍射光譜確定無序材料的結構資訊——針對密排結構(CPS)中平面無序的情況。我們的解決方案提供了最完整的無序統計描述,並且從中我們找到了 CPS 中層間相互作用的最小有效範圍。我們還將我們的無序模型與所謂的故障模型 (FM) 進行比較,並證明在簡單的情況下,我們的方法簡化為 FM,但在更複雜的情況下,它提供了比 FM 更通用且更準確的結構…

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2002-02-01 工作論文 工作論文 #751

遺傳連鎖模式的演化性的演變

摘要 已經提出了許多可能影響演化系統產生適應能力的因素。最近生物學家很少關注的一個問題是連鎖模式,也就是染色體上基因的排序。在這項研究中,在進化模擬中實現的遺傳相互作用的簡單模型表明,上位相互作用基因的聚類提高了適應率。此外,具有反轉的長期演化可以將連鎖模式從隨機基因排序重新組織成這種更模組化的組織,從而促進適應。這些結果與大量的生物學觀察結果和一些數學理論是一致的。儘管在該模…

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2002-02-01 工作論文 工作論文 #750

網路動力學中的吸引盆:生物分子網路的概念框架

摘要 離散動態網路的狀態空間連接到吸引力盆地、可以計算並顯示為小型網路的圖形的數學物件。多個吸引子解釋了相同的基因調控網絡如何維持不同的穩定的基因活化模式,即多細胞生物中的細胞類型。模組化的想法表明,整個遺傳網絡實際上是由半獨立的子網絡組成的。每個子網路也會根據其當前狀態進入一系列吸引子中的一個,如果受到擾動,可能會導致動態跳到替代吸引子。網路的“記憶”,即其分類能力,是由其單…

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2002-02-01 工作論文 工作論文 #749

作為網路模型的隨機圖

摘要 Erdos 和 Renyi 的隨機圖是最古老、研究最深入的網路模型之一,並且具有可精確求解其許多平均屬性的相當大的優勢。然而,作為現實世界網絡(例如互聯網、社交網絡或生物網絡)的模型,它還有很多不足之處。特別是,它在兩個關鍵方面與真實網路不同:它缺乏網路聚類或傳遞性,並且具有不切實際的泊松度分佈。在本文中,我們回顧了最近一些關於隨機圖泛化的工作,旨在糾正這些缺點。我們描述…

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2002-02-01 工作論文 工作論文 #748

重複基因的突變穩健性與不對稱功能特化

摘要 大多數重複基因在複製後不久就會從基因組中消除,但保留下來的基因是生化多樣性的重要來源。它們的大部分多樣化是透過功能「專業化」產生的,即基因組中保留的重複部分的某些功能的喪失。我在這裡提供來自基因組規模的蛋白質 蛋白質相互作用數據、微陣列表達數據和大規模基因敲除數據的證據,表明這種多樣化通常是不對稱的:一個重複項通常比另一個重複項顯示出更多的分子或遺傳相互作用。我提出了一個…

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2002-02-01 工作論文 工作論文 #747

沉沒成本效應使古代社會容易崩潰

摘要 古代社會的崩潰,例如西班牙裔普韋布洛之前的梅薩維德地區,讓幾代科學家感到困惑。人們對特定案例提出了許多解釋,從社會、政治和經濟因素的結合(Tainter 1988)到乾旱等氣候因素。在這裡,我們提出了一個新的假設,揭示了為什麼投資於令人印象深刻的建築的社會變得容易受到干擾。經驗證據表明,人類有強烈的傾向保留先前的投資,即使這在理性上是一個錯誤的選擇。我們認為,這會導致一種…

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2002-02-01 工作論文 工作論文 #746

透過基因複製進化蛋白質交互作用網絡

摘要 最近大規模雜交方法揭示的蛋白質組圖譜拓撲表明,蛋白質 蛋白質相互作用的分佈具有高度異質性,許多蛋白質的連接很少,而少數蛋白質的連接卻很緊密。這種特殊的拓撲結構被其他細胞網絡所共享,例如代謝途徑,有人認為它是某些生物體基因組表現出的高突變穩態的原因。在本文中,我們探索了一種最新的蛋白質組演化模型,該模型已被證明可以重現其真實對應物所顯示的許多特徵。該模型基於基因複製加上新創…

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2002-02-01 工作論文 工作論文 #745

優化設計、穩健性和風險規避

摘要 高度最佳化的容差是工程系統中的一種最佳化模型,它導致此類系統中故障事件的冪律分佈。典型的例子是高度最佳化的森林火災模型。在這裡,我們給出了該模型的解析解,它解釋了冪律的起源。我們也概括了該模型,將風險規避納入其中,這會導致冪律尾部被截斷,從而大大降低發生災難性大事件的機率,從而使系統更加穩健。

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2002 已發表論文

蟻群的空間模式

摘要 The origins of large scale spatial patterns in biology have been an important source of theoretical speculation since the pioneering work by Turing (1952) on the chemical basis of morphog…

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2002 已發表論文

摘要 市場具有導致過度波動和其他難以用理性預期模型解釋的現象的內部動態

摘要 市場具有導致過度波動和其他難以用理性預期模型解釋的現象的內部動態。本文使用在市場訂單交易背景下開發的非均衡價格形成規則來研究這些問題。因為這比標準的跨期均衡模型簡單得多,所以可以分析研究多時期市場。由此產生的價格動態具有二階振盪項。價值投資並不一定會導致價格追隨價值。趨勢追蹤會導致價格的短期趨勢,但也會導致長期振盪。當價值投資和趨勢追蹤結合起來時,即使幾乎沒有線性結構,也…

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2002 已發表論文

簇-簇聚集中的康-雷德納小質量異常

摘要 The large time small mass asymptotic behavior of the average mass distribution (P) over bar (m,t) is studied in a d dimensional system of diffusing aggregating particles for 1less than or…

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2002 已發表論文

連續訊號博弈中的分離均衡

摘要 Much of the literature on costly signalling theory concentrates on separating equilibria of continuous signalling games. At such equilibria, every signaller sends a distinct signal, and s…

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2002 已發表論文

耦合映射格子中的光譜特性和同步

摘要 Spectral properties of coupled map lattices are described. Conditions for the stability of spatially homogeneous chaotic solutions are derived using linear stability analysis. Global stab…

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2002 已發表論文

摘要 在本文中,我們研究了新媒體產業的網頁設計公司如何探索和試驗塑造新經濟的可能形式和價值來源

摘要 在本文中,我們研究了新媒體產業的網頁設計公司如何探索和試驗塑造新經濟的可能形式和價值來源。重點關注“跨學科網頁設計專案團隊的協作工程”,我們研究“當不同學科之間在相互競爭的績效標準之間協商工作妥協時,網站如何作為異質學科之間的臨時解決方案出現。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2002 已發表論文

Grzegorczyk 層次結構的模擬表徵

摘要 我們研究香農通用模擬計算機的受限版本,其中我們只允許機器求解線性微分方程。我們證明,如果允許這台計算機以可微的方式感知不等式,那麼它就可以精確計算初等函數,即在時間和空間複雜性下封閉的最小已知遞歸類。此外,我們表明,如果機器可以存取函數 f(x),並且隨著 x 趨向無窮大,函數 f(x) 具有適當的增長,那麼它可以在 Grzegorczyk 層次結構的任何給定層級上計算函…

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2002 已發表論文

摘要 使用 cDNA 微陣列對基因表現進行大規模分析有望快速檢測藥物和其他化學物質的毒性模式

摘要 使用 cDNA 微陣列對基因表現進行大規模分析有望快速檢測藥物和其他化學物質的毒性模式。 cDNA 微陣列用於檢查化學誘導的 HepG2 細胞中基因表現的變化,這些細胞以等毒性暴露濃度暴露於不同組別的毒物。處理為哇巴因 (43 μM)、月桂基硫酸鹽 (260 μM)、二甲亞砜 (1.28 M)、放線菌酮 (62.5 μM)、甲苯磺丁脲 (12.8 mM)、氟化鈉 (3 m…

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2002 已發表論文

摘要 我們提出了一種預測方法,可以模擬高等脊椎動物抗原呈現的一個重要步驟,即涉及將多肽蛋白酶體降解成具有

摘要 我們提出了一種預測方法,可以模擬高等脊椎動物抗原呈現的一個重要步驟,即涉及將多肽蛋白酶體降解成具有與 MHC I 類分子結合潛力的片段的步驟。迄今為止發表的蛋白酶體裂解預測演算法是根據使用組成型蛋白酶體的體外消化實驗的數據進行訓練的。因此,他們沒有考慮到在生理條件下受γ 幹擾素刺激的細胞中發現的結構修飾蛋白酶體(通常稱為免疫蛋白酶體)的特徵。我們的演算法不僅接受了體外資料…

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2002 已發表論文

摘要 我們將平鋪組和高度函數應用於 Wang 平舖的平面區域平鋪,該平鋪具有彩色邊界的正方形,其中共享邊

摘要 我們將平鋪組和高度函數應用於 Wang 平舖的平面區域平鋪,該平鋪具有彩色邊界的正方形,其中共享邊緣的顏色必須匹配。如果一組圖塊包含與其圖塊組中的標識等效的所有圖塊,則我們將其定義為明確的。對於除一組具有兩種顏色的明確圖塊之外的所有圖塊,我們給出了有效的演算法,可以判斷具有彩色邊界的給定區域是否可圖塊,展示如何對隨機圖塊進行採樣,以及如何計算將一個圖塊轉換為另一個圖塊所需…

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2002 已發表論文

摘要 基於最近的剪切顆粒介質模型,我們提出了一個新的慢動力學機制

摘要 基於最近的剪切顆粒介質模型,我們提出了一個新的慢動力學機制。它包括兩個主要步驟:全域最佳化和重組。我們展示了模型的數值結果及其對層次格的分析處理。簡化的局部版本可以映射到真正的自迴避隨機遊走,因此可以精確地求解。 (C) 2002 Elsevier Science B.V. 保留所有權利。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2002-01-01 工作論文 工作論文 #753

需求儲存、市場流動性與價格波動

摘要 限價訂單簿是一種儲存需求和影響交易的工具,也是大多數現代金融市場價格形成​​的主要機制。我們使用模擬和基於主方程式的分析處理來研究訂單流隨機過程模型下的限價訂單簿。我們對價格擴散率、儲存需求深度與價格、買賣差價和價格影響做出可測試的預測。我們的模型為經驗觀察到的價格影響函數的凹形式提供了解釋。

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2002-01-01 工作論文 工作論文 #752

進化搜尋與協同進化搜尋的比較

摘要 先前關於協同進化搜尋的工作已經展示了成功和不成功的應用。作為解釋哪些因素導致成功或失敗的一步,我們提出了演化和共同演化搜尋模型的比較研究。在後一種模型中,解決問題的策略與訓練案例共同演化。我們發現協同演化模型具有相對較大的功效:100 次模擬中有 86 次(86%)產生了高品質的策略。相較之下,演化模型的效率非常低:在 100 次運行中只有 2 次(2%)才能找到高品質的…

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2001-12-01 工作論文 工作論文 #763

貨幣和信貸貨幣化

摘要 貨幣和信貸之間的關係是根據「專家」網絡發展起來的。有人建議,透過將非合作無信用和一般均衡模型視為動態的下限和上限,可以建立經濟學中動態和均衡理論之間的連結。這種動態涉及加強對「專家」網路的信任。對貨幣和信貸流通速度的計量提出了一些建議。

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2001-12-01 工作論文 工作論文 #762

財產轉型之路:匈牙利企業網路職業,1988-2000 年

摘要 本研究透過確定企業的職業路徑來分析國民經濟的結構調整。本分析是在策略選擇的背景下進行的,作為快速而深刻的經濟轉型的案例:1988年至2000年的後社會主義匈牙利經濟。本研究的目的是繪製財產轉型的多種途徑。產權路徑被概念化為企業所經歷的模式化序列變化(1)其所有權結構的組成以及(2)其在與其他企業聯繫的網絡結構中的位置。這些職業道路既不是單向的,也不是預先規劃好的。面對不斷…

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2001-12-01 工作論文 工作論文 #761

新媒體計畫中的情報分發與多元化組織

摘要 本文探討了新興新媒體產業中的網頁設計公司如何探索和試驗塑造新經濟的可能形式和價值來源。我們專注於跨學科網頁設計專案團隊的協作工程,研究網站如何在不同學科之間在相互競爭的性能標準之間協商工作妥協時作為臨時解決方案出現。

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2001-12-01 工作論文 工作論文 #760

斯卡夫反例主題的變奏

摘要 在本文中,我們研究競爭均衡(CE)的穩定性與用於達到該均衡點的價格調整機制之間的關係。透過兩個具體例子,即具有獨特競爭均衡的三種商品交換經濟(斯卡夫的全球不穩定性例子)和具有多重競爭均衡的兩種商品、兩種交易者類型的交換經濟,我們表明CE的穩定性關鍵取決於價格調整機制的動態。特定的CE可能在一種價格調整機制下不穩定,但在另一種價格調整機制下穩定。所選的價格調整機制和給定經濟…

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2001-12-01 工作論文 工作論文 #759

不斷發展的網路模型中的崩潰、恢復和“核心轉移”

摘要 相互作用的分子物種不斷演化的網絡模型顯示出反覆的崩潰,其中幾個物種的數量迅速減少,然後又恢復。這個網路不可避免地會自組織成一種自催化結構,該結構由一個被寄生「外圍」包圍的不可還原的「核心」組成。當現有的自催化裝置變得脆弱並遭受「核心轉移」(理論上定義的圖表)時,通常會發生崩潰。崩潰後恢復的性質,特別是恢復時間,取決於在崩潰中倖存下來的組織結構。圖的鄰接矩陣的最大特徵值是網…

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2001-12-01 工作論文 工作論文 #758

演化模型中的大規模滅絕:創新和關鍵物種的作用

摘要 在生物宏觀進化以及社會系統進化中觀察到的重大和快速轉變的原因是一個備受爭議的話題。在這裡,我們確定了模型系統中動態出現的崩潰和恢復的直接原因,在該模型系統中,(分子)物種種群與其化學相互作用網絡共同進化。崩潰是涉及許多物種迅速滅絕和新物種同化恢復的事件。這些根據網路的結構特性進行分析和分類。我們發現,在沒有大的外部擾動的情況下,「創新」是大規模滅絕的主要原因,也是恢復的首…

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2001-12-01 工作論文 工作論文 #757

社會和生物網絡中的社區結構

摘要 最近的許多研究都集中在社交網路和萬維網等網路系統的統計特性。研究人員特別關注許多網路似乎共有的一些屬性:小世界屬性、冪律度分佈和網路傳遞性。在本文中,我們強調了許多網絡中存在的另一個屬性,即社區結構的屬性,其中網絡節點以緊密結合的群體形式連接在一起,而群體之間只有較鬆散的連接。我們提出了一種檢測此類社區的新方法,該方法圍繞著使用中心性指數來查找社區邊界的想法建構。我們在電…

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2001-12-01 工作論文 工作論文 #756

網路理論應用於疫情:「肺炎支原體」疫情的控制措施

摘要 「肺炎支原體」是美國細菌性肺炎的主要原因。支原體疾病的爆發通常發生在封閉或半封閉的社區。由於疫情檢測延遲、細菌潛伏期長以及對感染控制策略有效性的不完全了解,這些疫情難以控制。本文介紹了一種新穎的數學方法,用於研究封閉社區中支原體等傳染病的傳播和控制。該模型明確地捕捉了擁有多個病房的機構中患者和護理人員之間的互動模式。對這個接觸網絡的分析預測,儘管護理人員中支原體肺炎的盛行…

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2001-12-01 工作論文 工作論文 #755

「腦膜炎奈瑟菌」的兩層演化:宿主內生態學和宿主間流行病學如何加速相移

摘要 許多所謂的致病細菌以它們所定殖的宿主的共生體甚至共生體的形式生存。 「腦膜炎奈瑟菌」、「流感嗜血桿菌」、「金黃色葡萄球菌 (1)」、「肺炎鏈球菌」、「幽門螺旋桿菌」和「大腸桿菌」等細菌更有可能在無症狀的情況下在健康個體中定殖並維持其種群,而不是引起疾病。此外,這些原本良性或有益的物種的成員實際上會導致腦膜炎和敗血症等疾病,但它們不會傳播給新的宿主,因此處於生態和進化的死胡…

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2001-12-01 工作論文 工作論文 #754

切換映射系統的計算:非線性和計算複雜性

摘要 研究了基於動力系統的計算模型。我們展示了非線性映射的計算能力。存在一個具有兩種類型的麵包師映射的切換映射系統來模擬任何圖靈機。以具有二階非線性的非雙曲映射(例如,Hénon映射)作為基本運算,切換映射系統成為執行類似MRAM的平行計算的有效模擬計算機。我們的結果表明,使用類似高斯圖的整數除法圖,它具有 PSPACE 運算能力。如果沒有這個,我們推測它的運算能力介於 RP …

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2001-11-28 工作論文 工作論文 #764

網路流行病模型的精確解

摘要 社交網路的研究,特別是網路上疾病傳播的研究,最近在物理和數學文獻中引起了相當多的關注。在本文中,我們表明一大類標準流行病學模型,即所謂的易感/感染/恢復模型及其許多概括,可以在各種網路上精確求解。對於具有異質或相關傳播機率的情況,網絡中的一部分個體均勻隨機或以某種相關方式接種了疾病疫苗的情況,以及網絡具有各種複雜結構的情況(例如根據個人、地理或社會特徵將人口分成不同的群體…

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2001-11-01 工作論文 工作論文 #774

跨文化視野下的經濟人:十五個小規模社會的行為實驗

摘要 實驗行為科學家在世界各地進行的一百多個實驗中發現,與自利規範模型的預測有一致的偏差。先前的研究無法確定這種一致性是否來自普遍的行為模式,或者來自幾乎所有先前實驗工作中使用的大學生主題庫之間有限的文化差異。為了解決上述問題,我們對 15 個經濟和文化條件各異的小規模社會的最後通牒、公共物品和獨裁者遊戲中的行為進行了跨文化研究。首先,我們發現,基於自私的典型模型在所有研究的社…

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2001-11-01 工作論文 工作論文 #773

決策計量學:基於決策的計量經濟建模方法

摘要 在許多應用中,有必要使用簡單且因此高度錯誤的計量經濟模型作為決策的基礎。我們提出了一種開發可能錯誤指定的計量經濟模型的方法,該模型將用作客觀預期效用最大化者的信念。模型與「真相」之間的差異可以解釋為模型對該決策者的價值的衡量標準。我們基於決策的方法利用了參數或半參數模型的估計、選擇、推理和評估中的這種差異。這些方法提出了嵌套擬似然方法作為透過 Kullback Leibl…

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2001-11-01 工作論文 工作論文 #772

Self-器官ized 不穩定性 in Complex 生態系統s

摘要 為什麼有些生態系如此豐富,卻包含如此多的稀有物種?物種多樣性高且稀有,是新熱帶森林和珊瑚礁的整體趨勢。但這種多樣性的起源以及食物網複雜性對物種豐度和時間波動的影響尚不清楚。在複雜的多物種生態系統中觀察到了一些規律,這表明這些生態系統可能是在不穩定點附近組織的。在本文中,我們進一步探索了最近的種群動態隨機模型,該模型被證明可以重現:(1)連接物種數量和連通性的標度律; (2…

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2001-11-01 工作論文 工作論文 #771

以自我為中心的網絡和漣漪效應

摘要 最近的工作表明,許多社交網絡,實際上還有許多其他類型的網絡,都具有廣泛的頂點度分佈。在這裡,我們表明這對以自我為中心的網絡的形狀有重大影響,即位於指定中心頂點(自我)給定距離內的網絡頂點集。這反過來又影響基於以自我為中心的網路的概念和方法,例如雪球採樣和「漣漪效應」。特別是,我們認為一個人的熟人,即熟人網絡中的直接鄰居,遠不是人口的隨機樣本,這使得鄰居的數量偏差了兩步或更…

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2001-11-01 工作論文 工作論文 #770

比對 RNA 序列的二級結構預測

摘要 大多數功能性 RNA 分子都具有在演化中高度保守的特徵性二級結構。在這裡,我們提出了一種計算一組比對 RNA 序列的共有結構的方法,同時考慮了熱力學穩定性和序列共變。與rRNA的系統發育結構的比較表明,僅5個相關序列的預測可靠性就達到了80%以上。作為一個應用,我們表明早期結節 mRNA 包含由序列共變支持的重要二級結構。

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2001-11-01 工作論文 工作論文 #769

最佳化 in 複雜網絡s

摘要 許多複雜的系統可以用交互單元的網路來描述。最近的研究表明,一類廣泛的自然和人造網路都顯示出一個令人驚訝的普遍特徵:連結的高度異質分佈的存在,提供了對抗擾動的非凡魯棒性來源。儘管大多數關於這些拓撲起源的理論都使用生長圖,但在這裡我們表明,簡單的最佳化過程也可以解釋大多數複雜網路所顯示的觀察到的規律性。使用涉及鏈路密度和平均距離最小化的進化演算法,會遇到四種主要類型的網絡:(…

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2001-11-01 工作論文 工作論文 #768

食物網的拓樸特性:從真實資料到群落組裝模型

摘要 我們探索了迄今為止最大和最高品質的經驗食物網中物種之間的營養聯繫模式,引入了一種稱為度分佈的新拓撲屬性,定義為具有 L 連接的物種 SL 的頻率。物種豐富群落和物種貧乏群落之間的程度分佈有顯著差異,這可能對生態系對幹擾的反應產生重要影響。觀察到的物種豐富度 連結度 (SC) 和連結數量 物種豐富度 (LS) 關係並沒有為 LS 標度定律或食物網恆定連結理論提供支持。我們透…

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2001-11-01 工作論文 工作論文 #767

幾乎所有 4 階圖都是 3 色的

摘要 透過微分方程逼近馬可夫鏈平均路徑的技術已被證明是分析隨機圖實例啟發式效能的有用工具。然而,由於需要在原始狀態空間內保持均勻的隨機性,目前只能用這種方法分析一小部分演算法。在這裡,我們透過展示如何將其推廣到處理優先考慮高度或低度頂點的啟發式方法,顯著擴展了微分方程技術的範圍。我們特別關註三色並分析實際上成功的 Brelaz 啟發式的「平滑」版本。這可以證明幾乎所有具有平均度…

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2001-11-01 工作論文 工作論文 #766

並行電腦網路中的自組織關鍵流量

摘要 在最近的一篇論文中,我們分析了簡單的方形網格架構中的交通流動態。結果表明,在自由相和擁擠相之間發生相變。此轉變點表現出最佳的資訊傳輸和廣泛的時間波動,具有無標度特性。在本文中,我們透過考慮先前模型的概括來進一步擴展我們的分析,其中資料包發射率由每個節點感知的本地擁塞來調節。由於流量擁塞和封包釋放之間的回饋,系統處於臨界狀態。網路流量顯示的許多眾所周知的統計特徵都是以自然的…

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2001-11-01 工作論文 工作論文 #765

互動主體與連續意見動態

摘要 我們提出了一個意見動態模型,其中代理人在意見差異低於給定閾值時,會根據隨機二元遭遇來調整連續意見。高閾值會導致意見趨於平均意見,而低閾值則會產生多個意見群集。此模型進一步推廣至網路交互作用、閾值異質性、自適應閾值和二元意見串。

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2001-10-01 工作論文 工作論文 #782

量子電腦上的路徑積分

摘要 我們研究執行量子求和的量子電腦上的路徑積分。我們假設路徑積分的量測是高斯分佈,其協方差算子的特徵值階為$j^{ k}$,且$k 1$。對於許多應用中出現的維納測度,我們有 $k=2$。我們想要計算被積函數至少為 Lipschitz 的路徑積分的 e 近似值。我們證明: 1. 量子電腦上的路徑積分是容易處理的。 2. 量子電腦上的路徑積分解速度比使用隨機化的經典電腦快大約 …

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2001-10-01 工作論文 工作論文 #781

強連通有向圖的電路基礎

摘要 強連通圖的循環空間具有由有向電路組成的基礎。引入相關電路的概念作為無向圖中相關環的推廣。概述了用於計算最小權重有向電路基的多項式時間演算法。

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2001-10-01 工作論文 工作論文 #780

Exploring the 演化 of 複雜性 in 信號傳導 網絡s

摘要 訊號網絡的例子有生物細胞、經濟市場和網路等多種系統。在討論了訊號網路的一些一般特徵後,本文探討了訊號網路簡單模型中複雜性的自適應演化。本文最後討論了有關訊號網絡演化的更廣泛問題。

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2001-10-01 工作論文 工作論文 #779

中性進化與美學:弗拉基米爾·納博科夫與昆蟲擬態

摘要 儘管弗拉基米爾·納博科夫因其傑出的文學成就而聞名,尤其是作為小說《洛麗塔》(1955)的作者,但他同樣擁有令人印象深刻的科學天才。 20 世紀 40 年代,他在哈佛大學比較動物學博物館擔任館長,期間成為研究一群俗稱「藍蝴蝶」的蝴蝶的專家。他命名了一個物種,並且有幾個物種以他的名字命名。他在許多著名的科學期刊上發表了九篇有關鱗翅目的文章。在此期間,他也對進化論提出了令人信服…

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2001-10-01 工作論文 工作論文 #778

利他主義搭便車指南:基因-文化協同演化與規範的內化

摘要 規範的內化是指人類從父母(垂直傳播)或有影響力的長輩(斜向傳播)採納社會規範的傾向。內部化規範的採用是權威而非增強適應力的能力所造成的。假設有一個基因位點控制一個人是否能夠內化規範。我們擴展了 Cavalli Sforza 和 Feldman (1981) 的開創性模型,表明如果採用規範可以增強適應性,那麼內化的等位基因可以進化為固定。此外,即使是少量有利於規範的傾斜傳輸…

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2001-10-01 工作論文 工作論文 #777

親社會性之謎

摘要 大量互不相關的個體之間的合作是如何維持的?合作通常需要利他主義,即個人採取有利於群體但個人代價高昂的行動。為什麼自私的主體不能驅逐利他行為?這就是親社會性之謎。利他主義得到文化的支持。社會學將文化視為一組由社會化機構傳播並由個人內化的規範。因此,在這種方法中,利他主義是透過規範的內化來維持的。生物學將文化視為從父母(垂直傳播)、其他傑出成年人(斜向傳播)和同儕(水平傳播)…

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2001-10-01 工作論文 工作論文 #776

The 演化 of 不平等

摘要 在什麼條件下,以高度不平等為特徵的階級劃分可以被指定為進化的普遍性,用塔爾科特·帕森斯的術語來指稱獨立出現並在各種環境中持續存在的社會安排?為了探討這個問題,我將經濟制度表示為討價還價慣例,然後為了更好地捕捉歷史上觀察到的製度演化過程,我以四種方式擴展了隨機進化博弈論中的最新模型:(i)非最佳反應(異質)遊戲被建模為有意而非偶然,(ii)非最佳反應遊戲通過集體行動過程進行…

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2001-10-01 工作論文 工作論文 #775

競爭、不平等與工作時間:托爾斯滕‧凡勃倫是對的嗎?

摘要 我們研究了凡勃倫效應對工作時間的重要性,即效仿富人消費標準的願望影響個人在勞動和休閒之間分配時間的方式。我們的工作時間選擇模型透過考慮富人的消費對窮人自身消費邊際效用的影響來捕捉凡勃倫效應:主要結果是工作時間隨著收入不平等程度的增加而增加。我們使用 1968 年至 1992 年期間 10 個國家製造業員工的工作時間資料以及所得不均資料來探討這些假設。在 OLS 和固定效應…

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2001-09-01 工作論文 工作論文 #791

學習簡單的兩人遊戲時的混亂

摘要 我們研究學習玩廣義石頭剪刀布遊戲的問題。每個玩家都嘗試透過調整三種可能反應的頻率來提高她的平均得分。對於零和情況,學習過程顯示哈密頓混沌。學習軌跡可以簡單也可以複雜,取決於初始條件。對於非零和情況,它顯示出混沌瞬態。這是在基本兩人遊戲中學習混沌行為的首次演示。正如我們在這裡所說的,混沌提供了一個重要的自洽條件,用於確定適應性玩家何時學會像完全理性的人一樣行事。

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2001-09-01 工作論文 工作論文 #789

如何透過少於 $n^2$ 的簡單步驟從 $n$ 基因擾動重建大型遺傳網絡

摘要 我提出了一種演算法,可以根據遺傳擾動對基因活動的影響來重建基因網路中的直接調控交互作用。基因組技術已經實現了可行的大規模實驗,擾亂許多基因的活性,然後評估每個個體擾動對生物體中所有其他基因的影響。目前的實驗技術無法區分遺傳擾動的直接影響和間接影響。間接效應的一個例子是編碼蛋白激酶的基因 X,它會磷酸化並活化轉錄因子 Y,然後活化基因 Z 的轉錄。 X 直接影響基因 Y 的…

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2001-09-01 工作論文 工作論文 #788

遵守規範和強互惠

摘要 強互惠是指願意犧牲自己的物質利益來懲罰他人的機會行為。這種傾向為社會規範的執行提供了一個去中心化的機制,但其範圍和持久性提出了一個理論難題。由於機會主義個人會根據他們預期的製裁的可能性和嚴重程度來選擇遵守或違反規範,因此這些人總是會優於任何群體中的互惠者。然而,群體中互惠者的存在可以改變機會主義者的行為,從而使群體的所有成員(包括互惠者)受益。我們表明,在這種情況下,當群…

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2001-09-01 工作論文 工作論文 #787

從遺傳擾動中重建大型遺傳網路中的路徑

摘要 我提出了一種演算法,可以根據大規模基因擾動數據來確定任意大型遺傳網絡中每個基因對之間的最長路徑。作為副產品,該演算法重建了網路中所有直接調控基因的相互作用。該演算法是遞歸的,並且是圍繞遺傳網絡的圖形表示構建的。其計算複雜度為$O(nk2)$,其中$n$是網絡中基因的數量,$k$是受遺傳擾動影響的基因的平均數量。實際上,它可以在不到 30 CPU 秒的時間內重建包含 600…

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2001-09-01 工作論文 工作論文 #786

從大規模基因擾動數據估計粗略基因網絡結構

摘要 大規模基因擾動實驗產生有關其活性直接或間接受基因擾動影響的基因數量的資訊。根據這些訊息,人們可以對粗略的結構網絡特徵進行數值估計,例如直接調控相互作用的總數和轉錄調控網絡中孤立子網絡的數量。應用於酵母「釀酒酵母」大規模基因敲除實驗的結果表明,酵母轉錄調控網絡非常稀疏,不包含比基因更直接的調控交互作用。此網路由一百多個獨立的子網路組成。

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2001-09-01 工作論文 工作論文 #785

基於連接的複製系統的進化

摘要 透過兩個片段的模板定向連接複製的大分子的群體動態被證明是由具有特殊非線性響應函數的複製方程式表示的。這一結果是透過對連接自催化機制的詳細考慮而獲得的。與涉及拋物線生長定律的簡化和所有物種全球共存的期望的處理相反,我們發現在這樣的系統中可以發生強選擇,即使複製子的非催化合成緩慢。此外,這種類型的系統容易受到具有選擇性優勢的新物種的入侵。根據物種參數導出了生存閾值的表達式,並…

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2001-09-01 工作論文 工作論文 #784

退化景觀的屏障樹

摘要 分隔兩個(宏觀)狀態的能量障礙的高度對於估計躍遷頻率很有用。在非退化景觀中,將景觀分解為由鞍點連接的圍繞局部最小值的盆地是簡單的,並且產生了有用的宏觀狀態定義。在這項工作中,我們為退化景觀制定了嚴格的屏障樹概念。我們提出了一個程序,可以有效地計算此類屏障樹,並將其應用於兩個著名的景觀範例。

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2001-09-01 工作論文 工作論文 #783

簡單隨機經濟中的通貨膨脹偏差

摘要 我們為策略市場博弈建構了明確的均衡,用於以法定貨幣、一種非耐用商品、可數個時間段和一系列代理人來模擬經濟。商品的總產量是隨時期波動的隨機變數。在每個時期,代理商獲得同等的商品禀賦,並在市場上出售以換取現金;他們的支出內生地決定了商品的價格。所有代理人都有一個共同的效用函數,並尋求最大化他們從消費中獲得的預期總折現效用。一個結果涉及「外部銀行」的模型,該模型為貸款和存款設定…

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2001-08-01 工作論文 工作論文 #799

簡單演化過程的動力學

摘要 我們研究簡單的演化過程,在該過程中,我們反覆在代理群體中找到最不適合的代理,並賦予它一個新的適應度,該適應度是從指定的分佈中獨立隨機選擇的。我們表明,該過程的許多平均屬性可以使用分析方法精確計算。特別是,我們發現了任意時間的適應度分佈,以及同一代理的命中運行長度的分佈,後者被發現遵循指數為 1 的冪律,類似於 Bak Sneppen 模型和基於所謂記錄動態的模型中進化事件…

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2001-08-01 工作論文 工作論文 #798

論預測理性主體行為的不可能性

摘要 經濟學的一個基本假設是,人們是理性的——他們根據對世界未來狀況的預測來選擇最佳的行動計劃。在策略遊戲中,這意味著每個玩家的策略應該是最優的,考慮到他或她對對手策略的預測。我們證明,當玩家不確定對手的收益函數時,理性與預測之間存在著固有的緊張關係。具體來說,在某些遊戲中,無論完全理性的玩家使用什麼學習規則,他們都不可能學會預測對手的未來行為(甚至是近似預測)。原因是,在試圖…

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2001-08-01 工作論文 工作論文 #797

小核糖核酸病毒科基因組中保守的 RNA 二級結構

摘要 小核糖核酸病毒科含有重要的病原體,包括如甲型肝炎病毒和口蹄疫病毒。這些病毒的基因組是 7200 至 8500 nt 的單一信使活性 (+) RNA。除了編碼病毒蛋白外,它還包含功能上重要的 RNA 二級結構,其中有一個靠近 5' 端的 IRES 區域。這項貢獻提供了對完整基因組 RNA 的全面計算調查,並對小核糖核酸病毒科目前 9 個屬中的 7 個屬的保守結構元件進行了詳…

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2001-08-01 工作論文 工作論文 #796

大規模蛋白質體進化模型

摘要 在確定完整序列之後,理解基因組組織的下一步涉及蛋白質組學。蛋白質組包括整套蛋白質 蛋白質相互作用,最近的兩項獨立研究表明,其拓撲結構顯示出許多其他複雜網絡(無論是自然的還是人工的)所共有的令人驚訝的特徵。為了了解這種拓撲結構的起源及其演化意義,我們提出了一個簡單的蛋白質組演化模型,該模型能夠重現酵母蛋白質體分析中報告的許多觀察到的統計規律。我們的結果表明,觀察到的模式可以…

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2001-08-01 工作論文 工作論文 #795

社會自然系統復原力的長期視角

摘要 本文認為,無論是在自然科學、生命科學或社會科學中,我們都迫切需要發展一種跨學科的方法來解決環境問題,消除「文化」和「自然」過程之間假定的差異。這可以透過利用「複雜系統」方法提供的概念裝置來有效地實現。從這種「社會自然」的角度來看,關鍵概念是復原力(而不是永續性)。在許多情況下,社會自然系統的復原力取決於所涉及的人類社會在可用時間內處理有效處理整個系統的複雜動態所需的所有資…

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2001-08-01 工作論文 工作論文 #794

非解釋性均衡:一個極為簡單的遊戲,具有(大部分)無法達到的固定點

摘要 均衡分析遍及數學社會科學。本文透過提供一個極為簡單的博弈來質疑均衡的解釋意義,該博弈的大多數均衡原則上從任何初始條件都無法達到。此外,達到可達到的(少數)均衡所需的計算步驟數量會隨著玩家數量的增加而呈指數增長,這使得長期均衡無法很好地預測遊戲的觀察狀態。該論文還提出了該模型提出的許多具有組合挑戰性的問題。

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2001-08-01 工作論文 工作論文 #793

產品圖的最小循環基

摘要 提出了笛卡爾最小循環基礎的構造以及來自因子的最小長度循環基礎的兩個圖的強乘積。此外,我們推導了圖的冪(迭代乘積)的最小循環基中循環的平均長度的漸近表達式。在極限情況下,只有三角形和正方形在起作用。

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2001-08-01 工作論文 工作論文 #792

摘要 我們將平鋪組和高度函數應用於 Wang 平舖的平面區域平鋪,這些平鋪是具有彩色邊界的正方形,其中共

摘要 我們將平鋪組和高度函數應用於 Wang 平舖的平面區域平鋪,這些平鋪是具有彩色邊界的正方形,其中共享邊的顏色必須匹配。如果一組圖塊包含與其圖塊組中的標識等效的所有圖塊,則我們將其定義為明確的。對於除一組具有兩種顏色的明確圖塊之外的所有圖塊,我們給出了有效的演算法,可以判斷具有彩色邊界的給定區域是否可圖塊,展示如何對隨機圖塊進行採樣,以及如何計算將一個圖塊轉換為另一個圖塊所…

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2001-07-01 工作論文 工作論文 #802

摘要 網路的穩健性在於它不易因刪除節點而斷開連線

摘要 網路的穩健性在於它不易因刪除節點而斷開連線。斷開一對其他節點所需刪除的最小節點數稱為該對的連通性。可以證明,連通性也等於節點之間的節點無關路徑的數量,因此我們可以透過計算節點無關路徑的數量來量化網路的穩健性。不幸的是,計算這樣的數字被認為是一個 NP 難題,需要指數級的時間才能完成。在本文中,我們提出了一種近似演算法,該演算法在最壞情況時間內(與圖大小呈線性關係)為有向圖…

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2001-07-01 工作論文 工作論文 #801

複雜食物網中的兩度分離

摘要 進食關係可能會導致一個物種的入侵、滅絕和族群波動,極大地影響各種自然棲息地內的其他物種。如此強烈的影響很少會透過距離初始擾動超過三個連結的食物網傳播。然而,在大型食物網中,這些潛在影響範圍內的物種數量通常是未知的。在這裡,我們表明棲息地內的絕大多數物種彼此之間只有三個或更少的聯繫。 Specifically, food webs from widely different…

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2001-07-01 工作論文 工作論文 #800

混沌與非永久性食物網動力學的穩定

摘要 食物網網絡動態分析的悠久歷史使我們對複雜性、雜食性和相互作用強度對食物網穩定性的影響產生了重要的見解。最近的一些見解基於非線性生物能消費者資源模型,該模型顯示三個物種食物鏈中的混沌行為,這些行為可以透過第四個物種的雜食性和弱相互作用來穩定。透過改變這些模型以稍微放鬆對低密度獵物的捕食(從 II 型功能反應變為弱 III 型功能反應),我們大幅改變了包含多達 10 個物種的…

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2001-06-01 工作論文 工作論文 #806

如果你這麼聰明,為什麼不富有?完全市場與不完全市場中的信念選擇

摘要 本文分析了具有異質消費者的隨機一般均衡模型中消費分配的漸近性質。我們特別研究了“市場選擇假說”,即市場有利於具有更準確信念的交易者。我們證明,在任何帕累托最適配置中,每個消費者是否消失或生存完全取決於折扣因素和信念。由於具有完整市場的經濟體的均衡配置是帕累托最優,因此我們的結果描述了這些經濟體的極限行為。我們表明,在其他條件相同的情況下,市場會選擇在先驗支持下使用貝葉斯學…

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2001-06-01 工作論文 工作論文 #805

不斷發展的社交網絡的結構

摘要 我們基於三個一般原則提出了一些社交網絡增長的簡單模型:(1)如果一對有一個或多個共同朋友,則成對個體之間的會議發生率較高,否則較低; (2) 成對的人之間的熟人很少會隨著時間的推移而衰退; (3) 一個人可以維持的友誼數量是有上限的。透過電腦模擬,我們發現包含所有這些特徵的模型再現了真實社交網絡的許多特徵,包括高水平的集群或網絡傳遞性以及強大的社區結構,在這種結構中,個人…

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2001-06-01 工作論文 工作論文 #804

轉錄調控的隨機性:起源、後果與數學表示

摘要 轉錄調控具有顯著的隨機性,部分原因是涉及有限轉錄本集合的合成和降解反應之間的隨機等待時間。額外的隨機性歸因於控制轉錄速率的離散算子狀態之間的隨機轉換。我們開發了一個馬可夫模型,其中這些隨機反應是固有的,以及一系列更簡單的模型,這些模型是從第一個模型中明確導出的,作為不同參數範圍的近似值。這種固有的隨機性會對基因調控網絡的行為產生定量和定性的影響。我們引入了確定性分岔的自然…

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2001-06-01 工作論文 工作論文 #803

自旋玻璃模型的分形幾何

摘要 穩定性和多樣性是生物體與自旋玻璃共有的兩個關鍵特性,它們透過將相空間破碎成許多由鞍點連接的山谷或局部最小值來體現。相空間的拓樸可以方便地壓縮成樹結構,類似生物系統發育樹,其尖端是局部極小值,內部節點是連接這些極小值的最低能量鞍。對於具有$p$自旋相互作用的無限範圍伊辛自旋玻璃,我們證明鞍座的平均尺寸頻率分佈服從冪律$<\psi(w) \sim w^{ D}$,其中$w=w…

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2001-05-01 工作論文 工作論文 #813

技術圖的拓樸:電子電路中的小世界模式

摘要 最近的理論研究和廣泛的數據分析揭示了生物、社會和技術網絡所表現出的一個共同特徵:小世界(SW)模式的存在。在這裡,我們透過使用從最常見的技術系統之一(電子電路)獲得的幾張圖表來分析這個問題。結果表明,類比電路和數位電路都表現出軟體行為。我們推測,SW 模式源自於緊湊的設計,其中許多元素共享一個小的、緊密的物理鄰域,加上系統必須定義單一連接的元件(這需要連接不同整合群集的捷…

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2001-05-01 工作論文 工作論文 #812

準種動力學反應擴散模型的場論

摘要 眾所周知,RNA 病毒以極高的突變率進行複製。這些比率實際上接近所謂的錯誤閾值。事實上,這個閾值是一個臨界點,超過這個臨界點,遺傳訊息就會透過二階相變而流失,這被稱為「錯誤災難」。在這裡,我們使用空間擴展的 Swetina Schuster 準種模型的場論近似來探索這一現象 [J. Swetina 和 P. Schuster,《生物物理學》。化學。 16, 329 (19…

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2001-05-01 工作論文 工作論文 #810

量子在超立方體上行走

摘要 最近,研究表明,一維量子遊走可以比經典隨機遊走更快地混合,這表明量子蒙特卡羅演算法可以優於經典演算法。我們研究了 n 維超立方體上的兩種量子行走,一種在離散時間,一種在連續時間。在這兩種情況下,我們都表明量子行走以 $(\pi/4)n$ 步混合,比經典行走所需的 $O(n log n)$ 步更快。在連續時間的情況下,此時的機率分佈是完全均勻的。更重要的是,這些行走揭示了量…

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2001-05-01 工作論文 工作論文 #811

隨機產生的圖真的是隨機的嗎?

摘要 我們分析不斷增長的網路的最小模型。在每個時間步,增加一個新頂點;然後,以 $\delta$ 的機率,隨機均勻地選擇兩個頂點並透過無向邊連接。此過程重複 $t$ 時間步長。在大$t$的限制下,生成的圖表顯示出令人驚訝的豐富特徵。特別是,在 $\delta = 1/8$ 處的無限相變中出現了一個巨大的組件。在轉變時,平均組件大小不連續地跳躍,但仍然有限。相較之下,具有相同度分…

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2001-05-01 工作論文 工作論文 #809

孔雀、麻雀和人類語言的演化

摘要 人類語言是如何出現的?它目前的結構是由什麼造成的?在過去的十年裡,人們對使用演化論來解決這些問題和相關問題產生了極大的興趣,並且取得了令人矚目的進展。特別是,許多研究表明,當個體具有一致的興趣時,自然選擇可能會出現並維持語言的幾個關鍵特徵。然而,這些模型在很大程度上忽略了使用語言的社會背景的一個重要策略組成部分:現實社會中的個人,無論過去或現在,都沒有完全一致的利益。同時…

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2001-05-01 工作論文 工作論文 #808

大規模滅絕後的恢復:大規模生物圈動力學中的演化組裝

摘要 大規模滅絕後生物恢復的特徵是整個生態系統從通常以機會主義群體為特徵的低多樣性系統重建的過程。恢復過程為生態系統動態提供了一個意想不到的視窗。在許多方面,恢復與生態演替非常相似,但重要的差異也與化石記錄中觀察到的生態位建構的創新模式有關。在本文中,我們分析了生態演替和演化恢復之間的異同,以提供初步的生態恢復理論。提出了一個具有三個營養級的簡單進化模型,並將其特性(與化石記錄…

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2001-05-01 工作論文 工作論文 #807

病原體突變流行病的簡單模型

摘要 我們研究了記憶免疫反應和病原體突變之間的相互作用如何影響兩個相關模型中的流行病動態。第一個模型明確地模擬了病原體突變和個體記憶免疫反應,接觸過的個體只有在接觸到與其記憶庫中其他菌株顯著不同的菌株時才會被感染。第二個模型是將第一個模型簡化為差分方程組。在這種情況下,個體在廣義免疫類別中花費固定的時間。在這兩個模型中,我們觀察到四種根本不同類型的行為,取決於參數:(1)由於個…

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2001-04-01 工作論文 工作論文 #815

酵母蛋白相互作用網絡進化迅速且包含很少的冗餘重複基因

摘要 分析了酵母「釀酒酵母」蛋白質相互作用網絡的結構和演化。這個網絡被視為一個圖,其節點對應於蛋白質。如果兩個蛋白質相互作用,則它們通過邊緣連接。這個網絡類似於隨機圖,因為它由許多小子網、彼此相互作用但不與任何其他蛋白質相互作用的蛋白質組以及包含所有相互作用蛋白質一半以上的一個大的連接子網組成。每個蛋白質的相互作用數量似乎遵循冪律分佈。在複製後約 2 億年內,複製基因的產物幾乎…

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2001-04-01 工作論文 工作論文 #814

重複隨機賽局中策略的演變

摘要 提出了一個使用有限狀態策略演化來研究合作行為演化的框架。代理之間的交互作用是透過具有隨機可觀察收益的重複博弈來建模的。因此,與廣泛用於調查不斷發展的群體中合作條件的囚徒困境相比,特工面臨更複雜(和一般)的情況。儘管如此,在代理群體中通常會形成一種強有力的合作策略。在合作模式中,該策略選擇一個允許最大化雙方玩家在每輪中的收益總和的動作,而不管他們自己的收益如何。兩種這樣的策…

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2001-03-01 工作論文 工作論文 #824

搖晃一盒沙子

摘要 我們提出了一個簡單的振動沙盒模型,並根據分別反映靜態和動態無序的兩個參數討論了其動力學。透過分析填充分數對穩定性以及循環、振盪的反應,對流化、中間和凍結(「玻璃態」)動態狀態進行了廣泛的探討,並分析了「玻璃化轉變」開始的指標。在「玻璃」狀態下,我們的模型是完全可解的,並且允許根據兩個特徵長度對老化現象進行定性描述;也對「晶形各向異性」對老化行為的影響進行了預測。

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2001-03-01 工作論文 工作論文 #823

組合景觀

摘要 適應度景觀已被證明是演化生物學、組合最佳化和無序系統物理學中的一個有價值的概念。適應度景觀是從配置空間到實數的映射。配置空間配備了一些鄰接、鄰近、距離或可及性的概念。景觀理論的出現是為了設計適當的數學結構來描述景觀的「靜態」特性及其對適應動態的影響。在這篇綜述中,我們將重點放在景觀理論與代數組合學和隨機圖論的聯繫,其中可以獲得確切的結果。

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2001-03-01 工作論文 工作論文 #822

人類語言的小世界

摘要 人類語言中的單字以非隨機的方式在句子中相互作用,並允許人類從有限數量的離散單元中構造出種類繁多的句子。這個建置過程非常快速且穩健。句子中單字的共現以微妙的方式反映了語言組織,可以用單字互動圖來描述。在這裡,我們展示了這樣的圖顯示了最近在不同數量的複雜系統中發現的兩個重要特徵:(a)所謂的小世界效應。特別是,兩個單字之間的平均距離 $d$(即從任意單字到另一個單字的平均最小…

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2001-03-01 工作論文 工作論文 #821

同手性守恆與胺基酸的益生元合成

摘要 在自養生物中,除谷氨酸外的所有氨基酸合成途徑都涉及與谷氨酸供體的轉氨基反應。有人認為,這些反應保留了手性,因此谷氨酸的同手性產生了 18 個具有相同立體特異性的胺基酸。磷酸吡哆醛在生物和益生元轉氨作用方面的作用被探討。討論了氨基酸和糖具有不同立體特異性的原因,以合成涉及氨基酸和糖的必需化合物。

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2001-03-01 工作論文 工作論文 #820

具有局部交互作用主體的隨機經濟

摘要 本文分析了具有局部交互作用的經濟體的隨機模型。研究的數學基礎是有向圖上隨機場的控制理論。模型中涉及的圖表描述了經濟中商品流動的方向。我們考慮經濟體系的均衡,即滿足物質和財務平衡約束並且所有主體選擇他們最喜歡的方案的經濟系統狀態。研究了這些狀態存在且獨特的條件。在本文中,先前針對有限圖所獲得的結果被擴展到無限圖。

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2001-03-01 工作論文 工作論文 #819

自旋玻璃中的界面(和區域一致性?)

摘要 我們提出了限制熱力學態之間界面性質的一般定理,並將其應用於 Krzakala Martin 和 Palassini Young 在空間維度 $d=3,4$ 中數值觀察到的自旋玻璃激發。我們表明,這種界面尺寸嚴格小於 $d$ 的激發不能產生區域一致的熱力學狀態。更一般地,平移協變激發的零密度界面不能(透過無序)固定在任何 $d$ 中,而是必須在熱力學極限下偏轉至無窮大。討論…

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2001-03-01 工作論文 工作論文 #818

與環境同步:智能體學習的資訊理論約束

摘要 我們表明,資訊源產生的序列的香農熵收斂於源熵率的方式可用於監控智能代理如何建構和有效使用其環境的預測模型。我們引入了環境表觀記憶的自然測量以及必須(i)從代理的觀察中提取以與環境同步的信息量以及(ii)由代理存儲以進行最佳預測的信息量。如果忽略結構屬性,則錯過的規律性將轉換為明顯的隨機性。相反,使用假設過多記憶體的表示會導致錯誤的可預測性。

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2001-03-01 工作論文 工作論文 #816

基因和遺傳密碼的共同演化

摘要 標準遺傳密碼 (SGC) 是將核酸映射到每個生物體、細胞器和病毒中使用的多肽,有時有微小的變化,$^1$。 SGC的組織是高度非隨機的。 $^{2 8}$。自 SGC 發現以來的四十年裡,人們提出了大量的假設來解釋其組織是如何形成的。其中包括各種負載最小化假說,$^{2,3,5,6,9 15}$凍結事故假說$^{16}$,模糊性減少假說,$^{17,18}$立體化學假說,…

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2001-03-01 工作論文 工作論文 #817

成長網絡中的聚類和優先連接

摘要 我們以經驗研究物理學和生物學領域科學協作網絡的時間演化。在這些網路中,如果兩位科學家共同撰寫了一篇或多篇論文,則他們被認為是有連結的。我們表明,科學家合作的可能性隨著他們共同的其他合作者的數量而增加,而特定科學家獲得新合作者的可能性隨著他或她過去的合作者的數量而增加。這些結果提供了實驗證據,支持先前推測的網絡中聚類和冪律度分佈的機制。

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2001-02-01 工作論文 工作論文 #829

佛羅倫薩銀行業建模:第一部分:存款和貸款

摘要 在這份備忘錄中,我對文藝復興時期佛羅倫薩銀行家的國內銀行業務進行了建模。 “國內銀行家”,即“在佛羅倫薩境內從事銀行業務的人”,是一個彈性術語,包括從典當商到當地存款銀行家,再到在佛羅倫薩設有當地分行的國際商業銀行家等任何人。實際上,我的合作數據來自Arte del Cambio公會的記錄,因此它涵蓋了這三個類別中的第二個和第三個。但事實上,該模型適用於任何從佛羅倫薩公民…

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2001-02-01 工作論文 工作論文 #828

A Fast 蒙地卡羅 演算法 for Site or Bond 滲流

摘要 我們詳細描述了一種新的高效演算法,用於研究任何晶格上的位點或鍵滲透。此演算法可以在隨系統規模線性縮放的時間內測量滲流系統中位點或鍵佔據機率從零到一的所有值的可觀察量。我們透過使用它來研究滲流理論中的許多問題來展示我們的演算法,包括方格上位點滲流的滲流轉變的位置、遠離臨界點的機率的拉伸指數行為,以及隨機圖上位點滲流的巨大分量的大小。

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2001-02-01 工作論文 工作論文 #827

重組空間、度量和預拓撲

摘要 給定遺傳算子的基因型空間的拓樸特徵對演化過程有重大影響。我們探討了前拓樸空間背景下四種不同不等交叉模型所產生的重組空間的結構。我們表明,由於缺乏對稱性,所有四個模型都與公制距離測量不相容。

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2001-02-01 工作論文 工作論文 #826

看不見的規律,觀察到的隨機性:熵收斂的水平

摘要 我們研究資訊源產生的序列的香農熵如何收斂於源的熵率。我們綜合了幾種現象學方法,透過使用香農熵收斂的導數層次,將隨機性和記憶的資訊理論度量應用於隨機和確定性過程。反過來,這導致對(i)儲存在來源中的表觀記憶和(ii)必須從對來源的觀察中提取的資訊量進行自然測量,以便(a)對其進行最佳預測,以及(b)觀察者與其同步。忽略這些結構特性的後果之一是錯過的規律性被轉化為明顯的隨機性…

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2001-02-01 工作論文 工作論文 #825

佛羅倫斯共和主義的典範

摘要 以下的政治過程模型旨在成為文藝復興時期(約 1300 1500 年)佛羅倫薩共和主義的適度現實的代表。該模式由兩部分組成:(a)贊助——即透過交換辦公室恩惠來建立黨派網絡,以及(b)政策——即在主教區(即市議會管理機構)集體審議和選擇佛羅倫薩的「公共物品」。我認為,正是這兩種治理模式之間的緊張關係和相互作用,造就了文藝復興時期佛羅倫薩獨特的動盪和創造性的政黨形成和憲法設計…

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2001 已發表論文

摘要 報告了代表三個藻類的多細胞和單細胞植物的植物年化生物量生產(“生長”)率、不同的體型尺寸(乾重和長

摘要 報告了代表三個藻類的多細胞和單細胞植物的植物年化生物量生產(“生長”)率、不同的體型尺寸(乾重和長度)測量以及每株植物(或細胞)的光合生物量(或色素濃度)的異速生長關係;水生蕨類植物;水生和陸生草本雙子葉植物;以及木葉單子葉樹、雙葉單子葉樹葉樹葉植物和喬子葉樹。年化成長率 G 為體重 M 的 3/4 次方,超過 M 的 20 個數量級(即 G 與 M 3/4 成比例);植…

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2001 已發表論文

簡單磁磚的硬磁磚問題

摘要 眾所周知,給定的有限區域是否可以用給定的一組瓦片進行瓦片的問題是NP完全的。我們證明,對於方形格子上的右側特羅米諾和方形四格骨,或者單獨的右側特羅米諾,也是如此。在這個過程中,我們證明了平面三次圖的單調一合三可滿足性是 NP 完全的。在更高維度中,我們展示了立方晶格上一般區域的多米諾骨牌和直特羅米諾骨牌以及四維超立方晶格上的簡單連接區域的 NP 完備性。 ※ 此為已發表論…

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2001 已發表論文

乞討和兄弟競爭在雛鳥覓食策略中的作用

摘要 我們假設父母利用幼崽的信號強度來確定他們帶多少食物到巢中,並且食物分配的模式是由信號強度和父母未察覺的其他非信號行為的強度決定的。我們探索訊號、非訊號行為和競爭不對稱可能相互作用以確定食物分配的不同方式。在模型 0 中,只有訊號傳導影響食物分配。與較小的兄弟姐妹相比,更具競爭力的小雞乞討更少,並獲得更多的食物。在模型 1 中,訊號和非訊號行為的線性組合決定了食物分配。當非…

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2001 已發表論文

TRANSIMS 中平行電腦的動態流量分配

摘要 We describe part of the framework of the TRANSIMS traffic research project at the Los Alamos National Laboratory. It includes parallel implementations of a route planner and of a microsco…

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2001-01-01 工作論文 工作論文 #835

乞討和兄弟競爭在雛鳥覓食策略中的作用

摘要 在本文中,我們假設父母使用幼崽的信號強度來確定他們帶多少食物到巢中,並且食物分配的模式是由信號強度和其他非信號行為的強度決定的,這些非信號行為不被父母察覺,對總食物供應沒有影響。我們探討了假設訊號和非訊號行為以及競爭性不對稱可能相互作用以確定食物分配的不同方式的後果。在模型 0 中,只有訊號傳導影響食物分配。對於相同程度的需求,體型較大(更具競爭力)的雛雞比體型較小的同胞…

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2001-01-01 工作論文 工作論文 #834

社會資本與社區治理

摘要 社會資本通常指的是信任、對同事的關心、遵守社區規範並懲罰那些不遵守社區規範的人的意願。雖然這些行為和傾向對於良好治理至關重要,但似乎與經濟學的基本行為假設相衝突,經濟學的原型個體——「經濟人」——是完全自私的。我們將這些行為和傾向視為社區治理的各個面向。我們建議(i)社區治理解決了一些常見的市場和國家失靈問題,但通常依賴於內部與外部的區別,這可能在道德上令人反感; (ii…

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2001-01-01 工作論文 工作論文 #833

增強激勵的偏好:個性、行為與收入

摘要 假設雇主和員工之間存在委託代理關係,其中努力是不可收縮的,而是透過雇主激勵機制引起的。我們將允許雇主以較低成本激發努力的偏好稱為「激勵增強」。我們分析這種偏好如何影響收入,然後提供證據證明相關行為特徵之一「效能」以及個人的其他心理層面對收入有重大影響。我們的結論是,認知表現的衡量標準不足以衡量學校在促進學生勞動力市場成功方面的有效性,激勵增強偏好具有不可簡化的異質性,激勵…

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2001-01-01 工作論文 工作論文 #832

經濟地位的繼承:教育、階級與遺傳

摘要 家庭在從父母到子女的收入分配中的永久地位反映了個人特徵的遺傳和文化傳承,以及群體成員身份和創收資產的繼承。我們發現,代際經濟地位傳遞的程度比上一代人認為的情況要大得多,即使智商的遺傳力相當高,影響智商和相關測試測量的認知技能的遺傳特徵也很少解釋經濟地位的代際傳遞,而透過富裕父母的優越財富、認知水平和教育程度運作的遺傳和文化遺傳過程相結合,雖然很重要,但並不能完全解釋經濟地…

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2001-01-01 工作論文 工作論文 #831

樹間風景

摘要 在系統發育樹集上定義的組合最佳化問題是計算生物學中的重要問題,例如使用最大似然或簡約方法重建系統發育的問題。 The collection of possible phylogenetic trees is arranged as a so called Robinson graph by means of the nearest neighborhood interch…

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2001-01-01 工作論文 工作論文 #830

十五個小規模社會的合作、互惠與懲罰

摘要 最近的調查發現,教科書上對「經濟人」的預測存在巨大的、一致的偏差:除了他們自己的物質回報之外,許多實驗對像似乎還關心公平和互惠,獎勵那些以合作方式行事的人,同時懲罰那些不合作的人,即使這些行為對個人來說代價高昂。這些與我們所謂的典型經濟人模型的偏差對廣泛的經濟現象產生了重要影響,包括制度和合約的最佳化設計、產權的分配、成功的集體行動的條件、不完全合約的分析以及非競爭性工資…

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2000-12-01 工作論文 工作論文 #847

常見交易策略的價格動態

摘要 確定性交易策略可以被視為一種訊號處理元素,它使用外部資訊和過去的價格作為輸入,並將它們納入未來的價格中。本文採用基於做市商的價格形成方法來研究幾種常用金融策略引發的價格動態,展示它們如何放大噪音、引發價格結構以及導致過度波動和聚集波動等現象。

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2000-12-01 工作論文 工作論文 #846

可能性的拓樸:演化變化模式背後的形式空間

摘要 新達爾文演化模型的當前實現通常假設可能的表型集合被組織成高度對稱且規則的空間,配備距離概念,例如歐幾里德向量空間。最近基於 RNA 序列折疊成二級結構的生物物理基因型 表型模型的計算工作顯示了一幅截然不同的圖景。如果表型根據遺傳可及性進行組織,則所得空間缺乏度量,並且由不熟悉的結構(稱為預拓撲)形式化。表型進化的模式──例如標點符號、不可逆性、模組化──自然地由這個空間的…

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2000-12-01 工作論文 工作論文 #845

Costly 信號傳導 and 合作

摘要 我们对社会群体的无关成员之间的合作提出了一种解释,其中提供群体利益的演变是因为它构成了成员作为伴侣、联盟伙伴或竞争对手的品质的诚实信号,因此对于那些以这种方式发出信号的人来说会产生有利的联盟。我们的模型被构建为一个 $n$ 玩家博弈,不涉及重复或分类交互,并假设收益结构符合 $n$ 玩家公共物品博弈,其中如果没有信号利益,则不合作将成为主导策略。我們證明,透過向群體成員提…

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2000-12-01 工作論文 工作論文 #844

互惠偏好的演變

摘要 經濟學中的許多突出難題可以透過認識到這樣的認識來解決:當一個群體的成員從相互遵守社會規範中受益時,代理人可以遵守規範並懲罰違反者,即使這種行為不是出於自私、以結果為導向的偏好。這種我們稱為「強互惠」的行為是利他主義的一種形式,因為它以犧牲個人的利益為代價來造福他人。因此,如果收益和成本是用適應度來衡量的,而相關行為是由受自然選擇影響的遺傳遺傳所控制的,那麼人們普遍認為,作…

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2000-12-01 工作論文 工作論文 #843

個人行為與社會制度的共同演化

摘要 我們共同解決兩個難題,即是什麼解釋了兩者的進化成功:(a)人類社會對非親屬的個人成本和群體受益形式; (b) 食物分享和一夫一妻制等群體層面的製度結構在人類歷史進程中在各種生態系統中反覆出現和傳播。我們表明,群體間衝突的頻率和後果可能為這兩個問題提供重要的答案:如果群體內的有益行為給群體外的個體帶來足夠的成本,那麼群體內的有益行為可能會演變,而群體層面的製度則限制這些行為…

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2000-12-01 工作論文 工作論文 #842

昂貴的訊號傳遞的消亡?

摘要 儘管有利益衝突,生物體如何誠實地溝通?在過去的四分之一個世紀中,「昂貴的訊號」假設(即可以透過適當的訊號成本來確保訊號誠實)已成為該難題的主要解釋。這個假設首先由 Zahavi [1, 2] 提出,並由 Grafen [3] 和 Godfray [4] 形式化,導致了理論模型 [5 14] 和實證測試的激增(在 [15 18] 中進行了綜述)。不幸的是,這些實證研究表明,…

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2000-12-01 工作論文 工作論文 #841

誰是最佳互聯科學家?科學合著網路研究

摘要 利用物理學、生物醫學研究和電腦科學領域科學論文的電腦資料庫中的數據,我們建構了每個學科的科學家之間的合作網絡。在這些網路中,如果兩位科學家共同撰寫了一篇或多篇論文,則他們被認為是有連結的。我們研究了網路的許多統計特性,包括作者撰寫的論文數量、每篇論文的作者數量、科學家的合作者數量、網路中一位科學家到另一位科學家的典型距離,以及網路內連通性的各種度量,例如緊密度和介數。我們…

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2000-12-01 工作論文 工作論文 #840

招募限制導致棲息地破碎化和生物多樣性崩潰

摘要 棲地破碎化模型主要探討了對少數物種生態或競爭者等級群落的影響。這些模型表明,在不同條件下,當達到某些給定閾值時,生態系統響應可能會發生急劇變化。在這裡,我們探索了空間隱式和空間顯式的集合種群模型,其中殖民 滅絕動態是透過招募限制發生的。殖民和滅絕透過一個簡單的權衡連結在一起。此空間模型能夠重現從最近對雨林地塊的研究中獲得的物種等級和物種面積規律。結果表明,一旦景觀被分成許…

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2000-12-01 工作論文 工作論文 #839

過去的教訓:大規模滅絕的生物恢復

摘要 儘管大規模滅絕可能導致所有滅絕物種的消失不到 5%,但它們所創造的演化機會對生命史產生了不成比例的影響。理論考慮和模擬表明,大規模滅絕造成的空位在滅絕改善後應該會迅速重新填充。在邏輯模型下,這種生物反彈應該是指數級的,隨著接近環境承載能力而減慢。實證研究揭示了更複雜的動態,包括恢復期間的正向回饋和指數成長階段。大規模滅絕似乎與生態空間重新填充的模式相去甚遠,它似乎會導致生…

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2000-12-01 工作論文 工作論文 #838

時尚與連鎖故障的簡單模型

摘要 由較小的初始衝擊引發的大規模但罕見的級聯的起源是一個問題,它體現在各種社會和自然現像中,如文化時尚和創新 [1 3]、社會運動 [4, 5] 以及大型基礎設施網絡中的級聯故障 [6 8]。在這裡,我們根據交互代理的網絡對這種級聯提出了一種可能的解釋,這些代理的決策是根據簡單的閾值規則由鄰居的行為決定的。我們確定了網路容易受到非常罕見但非常大的級聯影響的條件,並解釋了為什麼…

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2000-12-01 工作論文 工作論文 #837

宏觀演化模式建模:生態學視角

摘要 滅絕很少被視為新達爾文理論的相關組成部分。然而事實是,生命史上物種滅絕的數量幾乎與物種起源的數量相同。化石記錄表明,滅絕事件以某些特定方式形成,涉及不同層面的冪律分佈。為了解釋這種模式的起源,在過去十年中發展了最新的宏觀演化模型。本綜述分析了三種不同的大規模演化模式。它們都具有對物種相互作用的生態描述,並且恢復了化石記錄的許多相關統計特性。討論了它們可能的相關性和影響。

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2000-12-01 工作論文 工作論文 #836

非親屬利他主義的演化機制:透過環境回饋進行正向分類

摘要 合作的演化通常需要相互作用者之間的遺傳相似性。對於被分成群體的群體,使得給定特徵影響所有群體成員,這需要將個體積極分類到群體中,即,個體與其他群體成員比與總體群體更相似。幾位作者聲稱,親屬關係以外的機制可以在群體內產生遺傳相似性,但這種說法尚未被普遍接受。這裡我們描述這樣一種機制。 「環境回饋」過程只要求合作性狀影響局部環境質量,生物體更容易離開低質量環境而不是高品質環境…

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2000-11-30 工作論文 工作論文 #848

詞頻的兩種機制和複雜字典的起源:重溫齊普夫定律

摘要 齊普夫定律指出,單字的頻率是其排名的冪函數。通常認為冪的指數接近 ( )1。文本中不同單字的預測數量和實際數量之間的巨大偏差,機率密度函數的預測指數和實際指數之間的不一致以及大語料庫的統計數據,表明詞頻作為排名的函數遵循兩個不同的指數,第一個狀態為 $\approx ( )1$ ,第二個狀態為 $\approx ( )2$ 。分析了指數變化對文本測量和複雜詞典起源的影響。

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2000-11-01 工作論文 工作論文 #850

摘要 對三個物種豐富的生態系統食物網的詳細分析表明,它們顯示出無標度的連接分佈

摘要 對三個物種豐富的生態系統食物網的詳細分析表明,它們顯示出無標度的連接分佈。這種交互圖實際上是由許多生物和技術網絡共享的,這些網絡已被證明對節點的隨機移除表現出非常高的穩態。在這裡,我們分析這些生態圖對隨機和選擇性擾動(針對最相關的物種)的反應。我們的結果表明,生態網路對於隨機刪除非常穩健,但在使用選擇性攻擊時卻非常脆弱。這些觀察結果可能對生物多樣性動態和保育問題、目前對滅…

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2000-11-01 工作論文 工作論文 #849

中性網路上的複製與變異:更新版本 2000

摘要 RNA 序列折疊成二級結構被視為一張圖譜,為每個序列分配唯一定義的鹼基配對模式。此映射是不可逆的,因為許多序列折疊成相同的最小自由能(二級)結構或形狀。地圖的原像稱為中​​性網絡,與形狀唯一相關,反之亦然。隨機圖論用於在序列空間中建立網絡,這是適合神經網路的模型。分子準種理論已應用於單峰適應度景觀的複製和突變。透過考慮源自中性網路的退化多峰景觀的演化來擴展這一概念,假設一…

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2000-10-01 工作論文 工作論文 #854

來自簡單連續總體模型的複雜離散動力學

摘要 自May的早期理論著作[1974, 1976]以來,生態族群中的混沌概念因非重疊世代而廣為人知,並相繼應用於實驗室和現場研究[Hassell et al., 1976]。使用非常簡單模型的經典方法包括對時間 $i$ 的具有 $N i$ 個個體的族群使用離散的一階非線性差分方程,其形式為 $N {t+1}+f(N t)$,其中 $F(N t)=aN t g(N t,...N…

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2000-10-01 工作論文 工作論文 #853

小世界 Patterns in 食物網s

摘要 對一些物種豐富、定義明確的食物網的分析表明,它們表現出許多不同的複雜系統所共有的所謂小世界行為。所分析的三個系統(Ythan 河口網、Silwood 網和小石城湖網)具有不同程度的分類分辨率,但它們都涉及物種之間的高聚類和短路徑長度。此外,連接分佈 $P(k)$ 在所有分析的網路中都是傾斜的,並在兩種情況下顯示冪律行為 $P(k) \propto k^{ \gamma}$…

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2000-10-01 工作論文 工作論文 #852

物種豐富的聚集群落的平均場隨機理論

摘要 在「平均場近似」內分析生態群落的動態模型,其中一個物種與群落中所有其他物種的組合相互作用。在這近似中,模型可以被表述為描述單步隨機過程的主方程式。平穩分佈以封閉形式獲得,並顯示為簡化為對數序列或對數常態分佈,取決於描述模型的參數所採用的值。對於一系列參數值,物種間交互作用矩陣的連接與物種平均數量之間存在雙曲線關係。使用van Kampen近似分析了模型在短時間和中時間的時…

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2000-10-01 工作論文 工作論文 #851

小世界中的小循環

摘要 我們描述了大型代謝網絡中短週期的分佈,先前已表明該網絡具有小世界特徵和冪律度分佈。與相同連通性的三個網絡相比,代謝網絡的三角形數量特別多,並且缺乏大循環。當連接被切斷時,短週期會減少繞道的長度,因此我們建議可能會選擇代謝中的長週期,以縮短過渡時間並減少響應外部擾動而發生振盪的可能性。

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2000-09-01 工作論文 工作論文 #860

雜訊延遲正耦合神經迴路中的分叉

摘要 我們報告了簡單脈衝耦合神經電路中雜訊引起的分叉延遲。我們研究了兩個神經振盪器的行為,每個神經振盪器均單獨受鞍結動力學控制,具有相互興奮性突觸連接。在確定性電路中,突觸電流振幅充當控制參數,使電路從單穩態狀態通過分叉進入雙穩態狀態。在這種情況下,兩個神經元中穩定持續的反相振盪與穩定的休息狀態共存。我們向兩個神經元引入少量隨機電流來模擬可能隨機到達的突觸輸入。我們發現,這種隨…

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2000-09-01 工作論文 工作論文 #859

透過自洽和局部回歸對 DNA 微陣列數據進行歸一化和分析

摘要 隨著 DNA 雜交微陣列的出現,原則上具有同時監測大量基因表現量的卓越能力。兩個或多個微陣列的定量比較可以揭示例如定義不同細胞表型的基因表現的不同模式或在細胞對損傷或變化的環境條件的反應中誘導的基因。測量強度的標準化是這種比較的先決條件,實際上也是任何統計分析的先決條件,但很少有人關注其係統研究。使用的最直接的歸一化技術依賴於真實表達水平和輸出強度之間線性響應的隱含假設。…

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2000-09-01 工作論文 工作論文 #858

液體和隨機矩陣中瞬時簡正模態的譜統計

摘要 我們研究經典原子液體的 Hessian 矩陣 $\cal H$(位能二階導數矩陣)特徵值的統計特性,並將這些特性與隨機矩陣模型 (RMM) 的預測進行比較。對分子動力學模擬產生的配置對特徵值譜(瞬時簡正模態或 INM 譜)進行數值評估。我們發現最近鄰特徵值之間的間距分佈 $s$ 很好地遵循維格納預測 $s exp( s^2)$,在固定溫度下密度較高時,一致性較好。偏差顯示…

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2000-09-01 工作論文 工作論文 #857

元胞自動機中粒子交互作用乘積的上限

摘要 人們觀察到粒子狀物體在許多空間擴展的動力系統中傳播和相互作用。對於此類系統中最簡單的一類,即一維元胞自動機,我們為這些相互作用可以產生的不同產品的數量建立了嚴格的上限。上限由相互作用粒子的結構複雜度控制——此處定義的一個量,用於測量粒子儲存的時空資訊量。在此過程中,我們根據元胞自動機的計算力學分析建立了域和粒子的許多屬性;從而闡明為什麼該方法具有普遍實用性。針對幾個相對複…

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2000-09-01 工作論文 工作論文 #856

一維釘子單石和雙釘

摘要 我們解決了一維 Peg Solitaire 問題。特別是,我們證明了可以簡化為單個釘子的配置集形成了一種常規語言,並且存在線性時間演算法,可以將任何配置簡化為最小數量的釘子。然後我們來看看 Ravikumar 提出的公正的兩人遊戲,其中兩名玩家輪流進行掛鉤移動,無論哪個玩家沒有移動,就輸了。我們計算一些簡單的 nim 值並討論遊戲何時分解為較小遊戲的析取和。在可以在一次移…

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2000-09-01 工作論文 工作論文 #855

交替和非確定性二維有限狀態自動機的新結果

摘要 我們解決了幾個長期懸而未決的問題,這些問題涉及各種類型的有限狀態自動機識別「圖片語言」(即二維符號數組集)的能力。我們證明,四路交替有限狀態自動機(AFA)識別的語言與所謂的平鋪可識別語言無法相比。具體來說,我們證明非循環有向圖集合是 AFA 可識別的,但不可平鋪識別,而非無環有向圖集合是可平鋪識別的,但不可 AFA 識別的。更一般地,AFA可識別語言的補集是平鋪可識別的…

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2000-08-01 工作論文 工作論文 #866

熵非廣延性:複雜性的可能測量

摘要 通俗地介紹了非廣延統計力學和熱力學的最新評論[1]。很自然地出現了使用 $q 1$(熵非廣延性)的值作為一種簡單而有效的方式來提供(至少對於某些類型的系統)當前所謂的複雜性程度的一些表徵的可能性[2]。也包括一些歷史離題。

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2000-08-01 工作論文 工作論文 #865

景觀、基因網絡與模式形成:關於寒武紀大爆發

摘要 寒武紀大爆發涉及一次非同尋常的演化事件,大多數後生動物(動物)的身體結構突然出現。這一事件涉及不同的方面,從基因網絡的分子組織到生態因素。在這篇綜述中,從不同的角度探討了這一事件,包括古生物學證據的所有方法、基因調控網絡的研究以及一些提出的基於崎嶇景觀適應的理論模型。

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2000-08-01 工作論文 工作論文 #864

摘要 生命形態的多樣性吸引了分類學建構中的系統學家、發育研究中的胚胎學家以及有機變化理論發展中的演化論者

摘要 生命形態的多樣性吸引了分類學建構中的系統學家、發育研究中的胚胎學家以及有機變化理論發展中的演化論者。在以分子生物學進步為標誌的一個世紀中,形態學學科是否產生了任何…新的東西?是的。古生物學和系統學的鞏固以及宏觀進化作為一個合法領域的出現在很大程度上要歸功於形態學數據分析的日益嚴格。形態學學科也透過另一個發展達到了前所未有的複雜性,這正是其成熟的表現:理論形態學。理論形態學…

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2000-08-01 工作論文 工作論文 #863

個人互動、群體衝突與偏好的演變

摘要 本文提供了一個統一的框架,用於研究經濟(和其他)制度對偏好演變的影響,同時考慮到順從文化傳播、社會隔離以及個人和群體層面選擇過程的同時運作。 Price 方程式(1970)將選擇過程分解為群體內和群體間效應,用於考慮群體間衝突、群體滅絕和新群體的出現。由此產生的多層次選擇過程可以透過 1500 年後四個世紀的群體間戰爭過程中現代民族國家(以及支持它的文化特徵)的出現和鞏固…

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2000-08-01 工作論文 工作論文 #862

社會凝聚力與嵌入性:社會群體的階級概念

摘要 雖然關於社會凝聚力的問題是我們學科的核心,但凝聚力並沒有明確的定義。我們提出了基於網路連結的結構凝聚力的定義,該定義導致社會嵌入維度的可操作性。結構凝聚力被定義為「如果從一個群體中移除,將會導致該群體脫節的最小參與者數量」。這個定義導致了分層嵌套組,其中高內聚性的組嵌入在低內聚性的組中。 (由作者)開發和實現的演算法透過結構內聚層次來識別這些嵌套群體,從而測量作為結構內聚…

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2000-08-01 工作論文 工作論文 #861

昆蟲多樣性和差異的化石記錄

摘要 昆蟲化石記錄記錄了很大比例的現代高級類群(科為 67%),儘管較低級類群的捕獲率大幅下降。該記錄由 Lagerstatten 驅動,並由互補、平行的身體和痕跡化石組成部分部署,揭示了豐富的分類學和生態細節。對這項記錄的科級分析表明,過去的昆蟲多樣性受到低起源和滅絕率的影響,兩者在近代均呈下降趨勢。除了徵稅期延長之外,這項特徵還賦予昆蟲顯著的免於滅絕的免疫力。然而,昆蟲史上…

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2000-07-01 工作論文 工作論文 #875

低自相關二元串問題的景觀統計

摘要 對低自相關二元串問題(LABSP)的能量景觀的統計特性進行了數值研究,並與幾種經典的無序模型進行了比較。使用模擬退火文獻中引入的兩種全局景觀結構度量,即深度和難度,我們發現ABSP的景觀,除了局部最小能量的非常大的退化之外,在質量上與一些眾所周知的景觀相似,例如平均場2 自旋玻璃模型的景觀。此外,我們考慮了 Bouchaud 和 Mézard (1994, J. Phys…

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2000-07-01 工作論文 工作論文 #874

社會演化特質組模型的相關性

摘要 遺傳相關性是社會演化研究的核心概念。儘管最初是根據譜系學來定義的,但現代版本的相關性適應了任何起源的遺傳相似性。本文研究了群體結構模型中的相關性,其中一個特徵會影響所有群體成員的適應性。這些特徵可以分為兩種類型,根據它們的群體適應性效應是否涵蓋包括演員在內的所有群體成員(「全群體特徵」),或僅包括演員之外的群體成員(「僅其他特徵」)。這兩種特質類型在自然界和理論模型中都很…

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2000-07-01 工作論文 工作論文 #873

幾種多智能體系統中交互拓樸和活化機制的影響

摘要 在幾種社會現象的多主體模型中比較和對比了不同主體交互作用和活化結構的影響。隨機圖和點陣代表了所研究的兩種限制類型的代理交互網絡,所謂的「小世界」網絡是這兩種極端之間的中間形式。針對每種網路類型研究退休行為模型,導致關鍵模型輸出有重要差異。然後,在多主體結構(企業)出現的企業形成模型的背景下,事實證明,互動媒介——無論是透過個人主體還是透過企業——都會影響結果的定性特徵。最…

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2000-07-01 工作論文 工作論文 #872

組織起源、認同與控制:文藝復興時期佛羅倫斯銀行業的轉型

摘要 目前的組織理論本質上是透過選擇來解釋組織形式的。也就是說,整個領域沒有關注湧現的動態,而是採用結果論作為其知識論,強調不同環境中不同形式的相對錶現,從而強調死亡率。該領域的希望是形式和環境之間的性能關係足夠不變,從而能夠達到平衡固定點,而與動態路徑無關。這種共同的知識論立場並不意味著已經達成了理論上的共識。關於哪種選擇環境最強大(市場、國家、職業)的激烈爭論不斷湧現;什麼…

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2000-07-01 工作論文 工作論文 #871

科學合作網絡的結構

摘要 我們研究科學合作網絡的結構。如果兩位科學家共同撰寫了一篇論文,我們就認為他們是有聯繫的,並使用從多個數據庫中提取的數據構建這種聯繫的顯式網絡,這些數據庫包括 MEDLINE(生物醫學研究)、洛斯阿拉莫斯 e Print Archive(物理學)和 NCSTRL(計算機科學)。我們表明,這些協作網絡形成了“小世界”,其中隨機選擇的科學家對通常僅被中間熟人的一小段距離分開。我…

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2000-07-01 工作論文 工作論文 #870

空間投票動態模型中的棄權

摘要 我們考慮空間投票中的平台適應模型,重點關注棄權對平均選民均衡穩定性的影響。探討了兩種不同的棄權建模方法:(1)如果政黨政綱彼此過於相似,選民就會棄權;(2)如果兩個政黨政綱都遠離他們的理想點,選民就會棄權。

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2000-07-01 工作論文 工作論文 #869

任意度分佈的隨機圖及其應用

摘要 最近關於社交網路和網路結構的工作將注意力集中在頂點度分佈的圖上,這些分佈與過去廣泛研究的泊松度分佈顯著不同。在本文中,我們詳細發展了具有任意度分佈的隨機圖理論。除了簡單的無向單部圖之外,我們還研究了有向圖和二部圖的屬性。除此之外,我們推導出了巨組件首次形成的相變位置、平均組件大小、巨組件的大小(如果有)、距隨機選擇的頂點一定距離的頂點的平均數量以及圖中的平均頂點到頂點距離…

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2000-07-01 工作論文 工作論文 #868

摘要 我們分析了一個大型代謝網絡的結構,即「大腸桿菌」的能量和生物合成代謝網絡的結構

摘要 我們分析了一個大型代謝網絡的結構,即「大腸桿菌」的能量和生物合成代謝網絡的結構。這個網絡是功能基因組學工作開始闡明的大型遺傳和代謝網絡的典型案例。透過簡單的目視檢查來分析涉及數百或數千個組件的網路結構是不可能的,需要一個定量框架來分析它們。我們提出了「大腸桿菌」代謝網絡的圖論描述,我們希望這種描述對其他遺傳網絡有用。我們發現這個網路是一個小世界圖,一種在各種看似無關的領域…

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2000-07-01 工作論文 工作論文 #867

命中率和失敗率動態

摘要 我們討論了各種資訊傳播機制對決策者社交網路中選擇動態的影響。我們表明,民意調查和傳染過程往往最終會導致羊群行為,即使在無序的系統中,大多數智能體都統一採取一種觀點或另一種觀點。在參數轉換機制中,動態過程的結果取決於無序的精確實例化。例如,當代理商面臨類似產品 A 和 B 之間的三元選擇,並且有可能不選擇任何產品時,早期購買者的初始分佈會極大地影響選擇過程的結果。

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2000-06-01 工作論文 工作論文 #879

連續時間計算的上限與下限

摘要 我們考慮香農通用模擬計算機的各種擴展和修改,香農通用模擬計算機是連續時間微分方程的計算模型。我們證明了幾個經典計算類別具有自然的模擬對應物,包括原始遞歸函數、初等函數、Grzegorczyk 層次結構的層級以及算術和分析層次結構。

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2000-06-01 工作論文 工作論文 #878

控制可興奮系統中的時空動力學

摘要 空間擴展的可興奮系統表現出各種時空動力學—從穩定到混沌。這些動態在病理條件下會發生變化並損害正常功能。因此,能夠控制改變的動力學以改善功能具有在真實和人工系統中廣泛應用的潛力。在這裡,我們提出了一種簡單而通用的方法,可用於針對全局和空間局部區域中任一方向的時空動態 即朝向穩定(“控制”)或不穩定(“反控制”)流形——通過簡單地改變外部施加的“擾動或釘扎”的符號。此方法適用…

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2000-06-01 工作論文 工作論文 #877

二維自動機辨識的矩形和正方形

摘要 我們考慮由確定性和非確定性二維有限狀態自動機識別的矩形和正方形集合。我們證明 NFA 比 DFA 更強大,即使對於單符號字母表上的圖片也是如此。在這個過程中,我們證明了 NFA 識別的圖像語言在補碼下並不是封閉的,從而解決了一個長期懸而未決的問題。我們還表明,NFA 只能從外部識別與簡單常規語言相對應的矩形集。最後,我們證明 DFA 識別的正方形集合可以像任何遞歸可枚舉集…

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2000-05-01 工作論文 工作論文 #882

基於交互作用的模型

摘要 本文描述了一系列為研究經濟和社會背景下的互動而提出的方法。透過互動,我們指的是不受市場調節的個人決策之間的相互依賴性。這些類型的模型已被用來理解各種現象,從社區對兒童愛情前景的影響到政黨綱領的演變。我們提供了一個基於選擇的通用框架來對此類交互作用進行建模,其中包含許多已研究的特定模型。此框架說明了基於交互作用的模型和統計力學模型之間的關係。然後奧爾分析擴展到這些模型的計量…

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2000-05-01 工作論文 工作論文 #881

空間競爭與價格形成

摘要 我們研究零售環境中的價格形成;也就是說,公司設定價格,消費者要麼接受價格,要麼去其他地方。與此背景下的大多數其他模型相比,我們使用二維空間結構進行資訊傳輸;也就是說,消費者只能向最近的鄰居學習。這的許多方面都可以用廣義演化動力學來理解。因此,我們首先考慮沒有價格的空間競爭和集群形成。這導致了企業規模分佈,我們將其與現實進行比較。經過一些理論上的考慮(至少啟發性地解釋了我們…

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2000-05-01 工作論文 工作論文 #880

多穩定RNA分子的設計

摘要 我們證明,設計可折疊成多個穩定二級結構的RNA序列的問題可以轉化為可以透過簡單啟發式方法解決的組合優化問題。因此,設計具有指定結構替代方案的RNA開關是可行的。我們討論了理論背景並提出了一種有效的工具,可以設計各種類型的開關。我們認為,RNA 二級結構序列結構圖的一般特性以及我們的設計工具找到雙穩態 RNA 的容易程度,都強烈表明 RNA 開關在演化中很容易實現。因此,R…

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2000-04-01 工作論文 工作論文 #886

長方板上誰勝霸氣?

摘要 主要使用基本的考慮因素,我們找出誰在所有寬度為 2、3、5 和 7 的矩形棋盤上贏得了 Domineering 遊戲。我們還獲得了其他棋盤上的界限,並證明了在寬度為 2、3、4、5、7、9 和 11 的所有棋盤上玩的多項式時間策略的存在性。我們也對環形棋盤和圓柱形棋盤進行了簡要評論。

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2000-04-01 工作論文 工作論文 #885

有限廬半群的方程式可滿足性和程序可滿足性

摘要 我們研究解方程式和確定程序在固定有限廬半群上的可滿足性的計算複雜度。我們透過展示可解非冪零群子類的擬多項式時間演算法來部分回答[4]的開放性問題,並將這個問題與自然電路複雜性猜想連結起來。在 $M$ 是非週期的特殊情況下,我們表明,當廬半群屬於變數 $DA$ 時,「程式可滿足性」在 $P$ 中,否則是 NP 完全的。相反,我們給出了一個非週期外部 $DA$ 的例子,其中「…

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2000-04-01 工作論文 工作論文 #884

類比作為一個複雜的自適應系統

摘要 本文描述了一個名為 Copycat 的電腦程序,它可以模擬人們如何進行類比。將這樣一個主題包含在主要關於免疫系統的論文集中似乎很奇怪。然而,免疫系統是自然界的眾多系統之一,其中大量相對簡單的代理在沒有中央控制的情況下運作且彼此之間的通信有限,共同產生高度複雜、協調和適應性的行為。其他此類系統包括大腦、群居昆蟲群落、經濟和生態。對這種突現的適應性行為如何產生的一般研究被稱為…

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2000-04-01 工作論文 工作論文 #883

具有繼承性的隨機重疊世代經濟

摘要 考慮了交換經濟的世代重疊模型,其中個人具有有限的預期壽命。由於模型被設計為一個完全可玩的遊戲,因此有關出生、死亡、繼承和遺贈的條件都被完全指定。

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2000-03-01 工作論文 工作論文 #892

最優狹隘主義:網路中信任與排斥的動態

摘要 諸如種族信用協會、緊密聯繫的住宅區、「老男孩」網絡和種族聯繫企業等網絡在經濟生活中發揮著重要作用,但經濟學家卻很少研究。這些網絡通常受到內部人和外部人之間的文化差異的支持,並從事我們稱之為「狹隘主義」的排他性做法。我們對狹隘網絡進行了外顯經濟學分析,其中不與外部人進行交易所造成的損失被通過培養內部人之間的信任而增強執行非正式合同的能力所抵消。我們首先對利己主體之間的一次性…

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2000-03-01 工作論文 工作論文 #891

簡單磁磚的硬磁磚問題

摘要 眾所周知,給定的有限區域是否可以用給定的一組瓦片進行瓦片的問題是NP完全的。我們證明,對於方形格子上的右側特羅米諾和方形四格骨,或者單獨的右側特羅米諾,也是如此。在這個過程中,我們證明了平面三次圖的單調一合三可滿足性是 NP 完全的。在更高維度中,我們展示了立方晶格上一般區域的多米諾骨牌和直特羅米諾骨牌以及四維超立方晶格上的簡單連接區域的 NP 完備性。

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2000-03-01 工作論文 工作論文 #890

網路流量模型中的相變

摘要 在最近的一项研究中,Ohira 和 Sawatari 提出了一个简单的计算机网络流量动态模型。这些作者表明,随着数据包创建速率的增加,存在一个阶段转变点,将无拥塞的低流量阶段与拥塞阶段分开。我们通过使用路由器的随机位置来放松网络拓扑来进一步研究该模型。结果表明,该模型表现出接近临界点的非平凡缩放特性,再现了一些观察到的真实互联网特征。在關鍵時刻,網路顯示出最大的訊息傳輸和…

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2000-03-01 工作論文 工作論文 #889

學習不假思索:社會規範與個人計算

摘要 本文透過基於代理的模型擴展了規範演變的文獻,該模型捕捉了一個基本上被忽視的現象,即個人思想(或計算)通常與社會規範的強度成反比。一旦某種規範根深蒂固,我們就會不假思索地確認。在這個模型中,代理人學習如何行為(採用什麼規範),但是——根據我稱之為「對自適應樣本證據的最佳答案」的策略——他們也學習瞭如何思考如何行為。他們的思考程度會影響他們的行為方式,考慮到其他人的行為方式,…

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2000-03-01 工作論文 工作論文 #888

貨幣理論

摘要 考慮了法定貨幣在動態經濟中的基本作用。探討了其作為虛擬資產的作用,其價值儲存屬性是動態的結果,並考慮了貨幣供應限制和破產法在限制價格方面的作用。政府的行為可能會限制個人的期望。

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2000-03-01 工作論文 工作論文 #887

酵母遺傳網絡突變穩健性的來源

摘要 生物的生理和發育過程對突變的抵抗力可能有兩個主要原因,第一個是基因功能的重疊。在這種情況下,如果一個或多個具有相似功能的其他基因作為“備份”,則基因的功能喪失突變將幾乎不會產生表型影響。第二個原因源自於具有不相關功能的基因之間的相互作用,並且已在代謝和調節基因網絡中記錄。本文的主題是在全基因組範圍內分析穩健性的這些原因中哪一個更重要。為此,我使用來自酵母「釀酒酵母」的功能…

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2000-02-01 工作論文 工作論文 #899

警報呼叫是反捕食者警惕的昂貴信號:警惕的胡言亂語遊戲

摘要 發出警報的行為在許多遭受捕食的物種中很常見。雖然親緣選擇或互惠利他主義通常被用來解釋這種行為,但一些作者推測,一些警報聲可能是獵物發出的昂貴信號,目的是通知接近的捕食者它們已被發現。我們開發了一個通用的博弈論模型——警惕的胡言亂語遊戲——其中獵物向捕食者發出意識信號。我們得出警報呼叫作為誠實信號發揮作用的充分必要條件。我們表明,如果(1)獵物對捕食風險的感知準確反映了捕食…

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2000-02-01 工作論文 工作論文 #898

多單位組織中的集中與分散:零售鏈作為多代理自適應系統的計算模型

摘要 開發了零售連鎖店的計算模型,其中商店經理不斷尋找更好的實踐。搜尋是在商店實踐空間定義的崎嶇景觀上進行的。本研究的主要目的是確定給予商店經理的自由裁量權(關於他們如何經營商店)如何影響商店層面的創新率。我們發現,當商店的市場足夠不同、期限足夠長且市場足夠穩定時,更大的權力下放可以提高公司績效。

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2000-02-01 工作論文 工作論文 #897

表型進化的分子洞察

摘要 達爾文進化論的成功和效率是基於基因型和表現型的二分法:前者是變異的對象,而後者構成選擇的目標。基因型 表現型關係非常複雜,因此變異和選擇似乎不相關。群體遺傳學將演化動態視覺化為基因型之間的過程。表型僅透過經驗參數來表示。準種概念引入了突變的分子機制。最佳化被視為基因型空間中的一個過程。種群透過適應性行走進行最佳化。選擇性中立會導致隨機漂移。除非明確地考慮表型,否則對演化的…

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2000-02-01 工作論文 工作論文 #896

從基因表現模式推斷生活方式

摘要 對於許多生物體,尤其是分子和細胞生物學的模型生物體,主要的研究場所是實驗室,而不是它們的自然棲息地。因此,透過一個世紀的實驗室研究累積的大量知識與許多模式生物生態學的有限資訊形成鮮明對比。這種差異尤其透過一個世紀的實驗室研究與許多模型生物的生態學方面的有限資訊形成對比。這種差異對於微生物來說尤其引人注目,微生物可以說提供了我們大部分的細胞生物學知識,但人們對其自然棲息地卻…

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2000-02-01 工作論文 工作論文 #895

族群大小、多效性和突變的適應度效應在重疊基因功能演化中的作用

摘要 由於免受有害突變的影響,具有重疊或部分冗餘功能的基因可能是新基因功能的重要來源。雖然大多數部分冗餘的基因起源於基因複製,但尚不清楚為什麼具有重疊功能的基因被保留下來,在某些情況下保留了數億年。一個典型的例子是脊椎動物中有許多部分冗餘的基因,這是原始脊索動物中古代基因複製的結果。考慮到重複基因和原始基因往往非常迅速地多樣化,特別是在涉及自然選擇的情況下,它們的持久性和普遍性…

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2000-02-01 工作論文 工作論文 #894

基因複製後編碼區與 mRNA 表現模式的解耦演化:對中立主義-選擇主義辯論的影響

摘要 分子演化的中立觀點認為,影響基因功能的絕大多數突變是中性的或有害的。在兩個基因都被保留的基因複製之後,它預測原始基因和複製基因會以類似時鐘的速度出現分歧。這種預測通常針對編碼序列進行測試,但也可以應用於基因功能的另一個重要方面,即基因的表達模式。此外,如果序列和表達模式都以類似時鐘的速率發散,則預期序列發散和表達模式發散之間存在相關性。具有更多高度差異序列的重複基因對也應…

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2000-02-01 工作論文 工作論文 #893

迭代運輸模擬的動力學

摘要 在路由器和流量微觀模擬之間進行迭代是一種越來越被接受的流量分配方法。本文指出迄今為止基於模擬的分配的分析理論對於某些實際情況來說是不夠的,然後介紹了來自現實世界研究的模擬研究結果。具體來說,我們研究獨特性、可變性、穩健性和驗證問題。關於唯一性,儘管從理論角度來看有一些警告,但我們沒有發現迭代的「亞穩定」狀態的跡象。然而,變異性相當大。我們所說的變異性是指透過改變隨機種子來…

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2000-01-31 工作論文 工作論文 #900

多狀態隨機網路中的相變

摘要 計算隨機連結 S 狀態網路中有序行為與混沌行為的臨界邊界。這些網路是隨機布林網路的自然概括,並被提議作為遺傳調控系統、不同狀態的細胞集或參與一組 $S$ 可能任務的代理集合的擴展方法。計算並分析了轉變的階次參數,並定義了系統的李亞普諾夫指數。概述了這些網絡與生物學的相關性、它們與標準元胞自動機的關係以及可能的擴展。 中文翻譯 具有多個狀態的隨機網路中的相變 Ricard …

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2000 已發表論文

具有非關聯閘的電路和表達式

摘要 我們考慮其閘在非關聯群群(例如擬群或迴圈)中執行乘法的電路和表達式。我們定義一類,稱為多交換群,由阿貝爾群的迭代擬直積形成。我們證明擬群可以表達任意布林函數當且僅當它不是多交換函數時,在這種情況下其表達式求值和電路值問題分別是 NC1 完全和 P 完全。對於一般的類群來說,情況並非如此,我們給出一個反例。我們證明,如果群形具有不可解的乘法群或半群,則表達式求值也是 NC1…

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2000 已發表論文

摘要 人們相信,世界上幾乎任何一對人都可以透過一條短的中間熟人鏈(通常長度約為六人)相互連結

摘要 人們相信,世界上幾乎任何一對人都可以透過一條短的中間熟人鏈(通常長度約為六人)相互連結。這種現象通俗地稱為“六度分離”,最近已成為物理學界相當感興趣的主題。本文對此主題進行了簡短回顧。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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2000 已發表論文

摘要 香農的通用模擬計算機(GPAC)是連續石灰模擬計算的優雅模型

摘要 香農的通用模擬計算機(GPAC)是連續石灰模擬計算的優雅模型。在本文中,我們考慮GPAC可計算函數的集合G在迭代下是否為閉集,即對於任何函數f(x)是否為G的元素,是否存在函數F(x, t)是G的元素,使得對於非負整數t,F(x, t) = f(t)(x)。我們證明 G 在迭代下不是封閉的,但它的一個簡單擴展是封閉的。特別是,如果我們稍微放寬 GPAC 的定義以包含邊界值…

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2000 已發表論文

帶有參數嵌入的 Fredholm 積分方程的柯西系統

摘要 考慮 Fredholm 積分方程族 u(t,gamma) = g(t) + gamma 積分(0)(1) k(t,gamma)u(y,gamma)dy,其中 gamma 足夠小以保證解,並且柯西系統 u(gamma)(t, gamma) =積分(0)(1) K(t,y,gammady( K(t,y',gamma)K(y',y,gamma)dy', 0小於或等於t, y小於…

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2000 已發表論文

HIV-1 流行株始祖的計時

摘要 HIV 1 sequences were analyzed to estimate the timing of the ancestral sequence of the main group of HIV 1, the strains responsible for the AIDS pandemic. Using parallel supercomputers and…

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2000-01-01 工作論文 工作論文 #908

模式發現與計算力學

摘要 計算力學是一種使用統計物理工具來發現、描述和量化模式的方法。它建構了隨機過程及其潛在因果結構的最優、最小模型。這些模型告訴我們流程中嵌入的內在運算——它如何儲存和轉換資訊。在這裡,我們總結了計算力學的數學,特別是最近的最優性和唯一性結果。我們也闡述了計算力學的原則和動機,強調其與最小描述長度原則、PAC 理論和機器學習其他方面的連結。

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2000-01-01 工作論文 工作論文 #907

子遞歸函數的模擬表徵

摘要 我們研究香農通用模擬計算機的限製版本,其中我們只允許機器求解線性微分方程。這對應於僅允許機器變數的本地回饋。我們證明,如果允許這台計算機以可微分的方式感知不等式,那麼它就可以精確地計算初等函數。此外,我們還表明,如果機器可以存取預言機,該預言機可以隨著 $x$ 趨向無窮大而適當增長地計算函數 $f(x)$,那麼它可以在 Grzegorczyk 層次結構的任何給定層級上計算…

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2000-01-01 工作論文 工作論文 #906

小世界網路上的位點和鍵滲流的精確解

摘要 我們研究小世界網路上的滲透,它被提出作為疾病傳播的簡單模型。地點和債券的佔據機率分別對應於個體對疾病的易感性和疾病的傳播能力。我們給出了位點和鍵滲透模型的精確解,包括流行行為開始的滲透轉變的位置、控制這種轉變的兩個關鍵指數的值,以及轉變下方簇大小(疾病爆發)分佈的均值和方差。

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2000-01-01 工作論文 工作論文 #905

形狀空間的幾何:在流感的應用

摘要 形狀空間是 Perelson 和 Oster 在 20 年前提出的,作為一種概念形式主義,用於表示抗體/抗原結合。此後,它在計算免疫學中發揮了關鍵作用。抗原和抗體被認為是抽象「形狀空間」中的點,其中該空間中點的座標代表與結合相關的各種(未指定)物理特性相關的廣義物理化學特性,例如幾何形狀、疏水性、電荷等。代表抗體和抗原(的形狀補體)的點之間的形狀空間中的距離被假定與它們的…

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2000-01-01 工作論文 工作論文 #904

計算機的生命與演化

摘要 我們能建造出智慧且有生命力的電腦嗎?自電腦時代伊始,這個問題就一直困擾著電腦科學家,而且仍然是最引人注目的問題。有些人會認為,只有當我們在「智慧」和「生命」周圍加上恐嚇引號時,這個問題才有意義,因為畢竟我們談論的是計算機,而不是生物有機體。我自己的觀點是,答案是明確的肯定的,不需要嚇人的引號或其他標點符號,但為了實現這一目標,我們對生命、智慧和計算的概念必須大大加深。

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2000-01-01 工作論文 工作論文 #903

摘要 我們研究小世界網路上疾病傳播的一些簡單模型,其中疾病感染的機率或其傳播的機率是變化的,或者兩者兼而

摘要 我們研究小世界網路上疾病傳播的一些簡單模型,其中疾病感染的機率或其傳播的機率是變化的,或者兩者兼而有之。當感染或傳播機率上升到網路上站點或鍵滲透的閾值以上時,所得模型會顯示流行行為,並且我們在各種情況下對該閾值的位置給出了精確的解決方案。我們透過數值模擬證實了我們的分析結果。

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2000-01-01 工作論文 工作論文 #902

自動催化、資訊和編碼

摘要 大分子系統中的自催化自我建構需要結構成分與其自我合成的功能操作之間存在自反關係。自反性的可能性取決於催化結構 功能關係的形式特徵,即催化功能在聚合結構空間中的嵌入。自反性是某些基因序列的形式屬性。這些可以作為編碼進化的基礎,作為分配催化劑群體中自催化自組織的結果。自催化選擇是物質在原始生化系統中分化的機制。在編碼自組織的情況下,它對應於符號資訊的創建。

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2000-01-01 工作論文 工作論文 #901

玻璃隨機矩陣模型中的多個最小值

摘要 結構玻璃的某些模型 [1, 2] 映射到隨機矩陣模型。這些隨機矩陣模型的特徵值分佈有差距。事實證明,特徵值分佈中存在間隙的矩陣模型具有相空間中同一點的多個解或自由能最小值的不尋常特性。我透過分析和數值證明這些模型中存在多種解決方案。多個解具有不同的自由能和可觀察的相關函數,差異以 $1/N$ 的高階出現。根據相空間中到達特定點所經過的路徑,系統可能會陷入不同的最小值。熱力…

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1999-12-01 工作論文 工作論文 #913

生態規模光譜的標度和齊普夫定律

摘要 一些生態系中的大小分佈遵循冪(Zipf)定律行為,跨度長達二十個十年。提出了這種縮放行為起源的模型。模型表明,系統的內在動力學導致冪律分佈 $N(m) ~ m^ alpha$,其中 $\alpha 約為 2$,與現場數據一致。我們假設每個個體最終都是任何較小個體的掠食者,從而將食物網中的所有元素相互連結。我們認為繁殖和死亡來自捕食和自然死亡。結果表明,生成指數 $N(m)…

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1999-12-01 工作論文 工作論文 #912

初級分辨率下的 RNA 折疊

摘要 我們使用基於單一鹼基對的形成、解離和移位的新演算法研究 RNA 序列隨機折疊動力學為二級結構。我們討論了折疊機制以及構象景觀屏障結構與摺疊動力學之間的相關性,基於人工和天然序列的許多例子,包括 tRNA 中鹼基修飾的影響。

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1999-12-01 工作論文 工作論文 #911

RNA 的可塑性、進化性和模組化

摘要 RNA從序列折疊成二級結構是一個簡單而強大的、以生物物理學為基礎的基因型 表型圖模型,其中可塑性、進化性、上位性和模組性等概念不僅可以精確定義和統計測量,而且揭示了自然選擇的同時且深刻的非獨立效應。分子可塑性在此主要被視為 RNA 序列透過在恆溫下平衡而呈現各種能量上有利的形狀的能力(微環境可塑性)。透過基於實驗設計的模擬,我們研究了向預定目標形狀演化的 RNA 分子群的…

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1999-12-01 工作論文 工作論文 #909

化石記錄中的滅絕模式和生物多樣性

摘要 生命在地球上已經存在了超過三十億年。然而,直到大約 5.4 億年前的寒武紀大爆發之前,它主要局限於單細胞微生物,而這些微生物在化石記錄中大部分都保存得很差。相較之下,從寒武紀大爆發開始,我們就有了生命發展的大量化石記錄,其中顯示了許多清晰的模式,包括目前生物多樣性的穩步增加,其間夾雜著許多幼蟲滅絕事件,這些事件消滅了地球上很大一部分物種,在某些情況下導致生態圈中主要生物群…

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1999-11-01 工作論文 工作論文 #914

形態發生基因網絡模型中的相變

摘要 提出了生物形態發生的模型。該模型基於基因網絡細胞描述以及細胞之間的相互作用。這裡,最近的細胞之間的相互作用是由於類似擴散的機制以及誘導的細胞間相互作用。研究了基因網絡特性,並探討了它們與先前基於抽象圖的類比的關係,表明它們是穩健的。對隨機基因網路的廣泛分析表明,空間模式在兩種類型的交互作用中都很常見,但在歸納情況下更為常見。這些結果支持這樣的觀點:演化不需要透過高維度參數…

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1999-10-01 工作論文 工作論文 #921

生態學中的分歧與混沌:山貓歸來再論

摘要 對生態學中最受歡迎的資料集之一——山貓毛皮返回資料集進行分析,以尋找分叉過程的證據。從山貓時間序列振盪幅度變化的觀察來看,這種分歧似乎是存在的。這種分叉的可能性首先由 Schaffer 於 1985 年提出。該作者提出,山貓波動發生質變的一個可能來源是捕獲努力的增加,最終導致高振幅的混沌動力學。透過研究哈德遜灣公司記錄中的可用信息,我們發現了這種增加的捕集壓力的證據,這種…

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1999-10-01 工作論文 工作論文 #919

健身景觀的快速傅立葉變換

摘要 我們將某些類別的適應度景觀視為各種凱萊圖譜分析的問題。特別是,源自 RNA 折疊的景觀在漢明圖上實現,並根據沃爾什變換進行分析;分配問題被解釋為對稱群上的函數,並根據 $S n$ 的表示論進行分析。我們證明,使用快速傅立葉變換技術,沃爾什/傅立葉變換的明確計算對於具有高達 10^8$ 配置的景觀是可行的。我們發現線性和分配問題的成本函數只涉及對稱群的定義表示,而二次分配問…

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1999-10-01 工作論文 工作論文 #920

維管植物生產與生命史變化的異速生長尺度

摘要 比較生命史的一個顯著特徵是有據可查的成長率與壽命之間的負相關[1,2]。生長過程中的資源分配模式反映了物種之間生活史的差異[1,2]。這在熱帶森林中尤其引人注目,其中樹種的生長速度和成熟年齡可能存在很大差異,但仍具有相似的樹冠大小[3,4]。我們提供了一個理論框架,將生活史變數與生產率 $\partial M/\partial t$ 聯繫起來,其中 $M$ 是地面體重,$…

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1999-10-01 工作論文 工作論文 #918

軍團螞蟻襲擊中的模式形成與最佳化

摘要 行軍蟻群表現出複雜的覓食攻擊模式,涉及數千個體透過化學痕跡進行溝通。在本文中,我們透過簡單的搜尋演算法來探索這些蹤跡的屬性,以檢驗它們的結構反映了探索和開發糧食資源的最佳化機制的假設。分析了三種行軍蟻的攻擊模式:「Ection hamatum」、「Ection burchelli」和「Ection rapex」。這些物種各自的飲食涉及大型但稀有、小型但常見以及大型但稀有和…

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1999-10-01 工作論文 工作論文 #917

21世紀思想前沿:心理學評論

摘要 心理學是一門研究心靈的學科,其範圍非常廣泛。作為一門研究領域,心理學不僅必須涵蓋對心靈所做的一切的許多方面的描述,而且還必須包含對二十世紀日益增長的興趣,即特定大腦過程發展和維持心靈的各種組成部分和功能的機制。二十世紀的一個主要轉變是心理學超越了最初的描述性思考行為(主要關注幹擾或異常行為),轉而深入科學研究思維的各個組成部分和功能如何甚至為何工作,特別是在大腦功能方面。…

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1999-10-01 工作論文 工作論文 #916

物理學家試圖攀登金融象牙塔

摘要 物理學家最近開始進行金融研究,儘管這項運動還不到五年,但有趣且有用的貢獻已經出現。本文回顧了四個領域的這些進展,包括價格的經驗統計特性、價格動態的隨機過程模型、基於代理人的建模和實際應用。

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1999-10-01 工作論文 工作論文 #915

語言學習障礙的實驗研究:從研究到補救

摘要 Bishop(1997)在其新書《不尋常的理解》的最後一段中,總結了她對接受性語言障礙兒童的病因學、評估和治療的研究文獻的全面回顧,並引用了以下引文:“假設的最終檢驗是通過實驗操作。如果一個人相信已經確定了與 SLI相關的主要過程,那麼透過改善這一缺陷,應該能夠對語言發展的其他方面顯示出有益的影響。並且它們提供了可用於評估假設和無混雜相關因素的最佳方法。 Bishop在此…

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1999-09-01 工作論文 工作論文 #926

高階短程自旋玻璃中的亞穩態

摘要 高階短程自旋玻璃中亞穩態的平均數(N)是使用田中和愛德華茲針對非常大的配位數引入的變分方法進行分析估計的。對於連通性較小的晶格,數值模擬並未顯示出對晶格上相互作用的自旋相對位置的任何顯著依賴性,這表明這些系統可以透過一些宏觀參數來描述。作為一個極端各向異性的模型,我們考慮低自相關二元自旋模型,並透過數值模擬顯示其景觀具有異常大量的局部最優值。

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1999-09-01 工作論文 工作論文 #925

捆綁拍賣中的均衡價格

摘要 離散、互補資源的分配是經濟學的基本問題,並且與電子商務應用直接相關。在本文中,我們建立了競爭性均衡捆綁價格始終存在,它支援自由處置的離散資源配置問題中的有效配置。我們認為,這是尋求一種在偏好互補的情況下表現良好的機制的重要一步。我們提出了一系列使用這種捆綁定價政策的拍賣,並對其中的幾個成員進行了一些初步觀察,包括新的升序 k 捆綁拍賣。

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1999-09-01 工作論文 工作論文 #924

基於高階連接反應的自催化複製網路動力學

摘要 分析了一類基於模板依賴性連接和高階催化的自催化反應網絡。除了不可逆的连接反应之外,我们只考虑可逆的聚合步骤,这些步骤提供了分子识别的真实描述。整体动力学可以通过具有高度非线性相互作用函数的复制方程来理解。动力学很大程度上取决于复制材料的总浓度 $c 0$。對於雙曲增長狀態中的小 $c 0$,我們恢復了二階複製方程式的熟悉動力學,其豐富的複雜動力學範圍從多穩定性到週期性和奇…

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1999-09-01 工作論文 工作論文 #923

小世界網路模型的平均場解

摘要 小世界網路模型是社交網路結構的簡單模型,同時具有規則格和隨機圖的特徵。該模型由一維晶格組成,在隨機選擇的點對之間添加了低密度的捷徑。這些捷徑大大減少了晶格上任意兩點之間的典型路徑長度。我們提出了模型中平均路徑長度和路徑長度分佈的平均場解。此解決方案在系統規模較大以及快捷方式數量較多或較少的情況下是準確的。

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1999-09-01 工作論文 工作論文 #922

超循環中的誤差傳播

摘要 我們分析研究了由 $n$ 容易出錯的自我複製模板組成的網絡的穩態機制,這些模板形成了不對稱的超循環及其錯誤尾部。我們證明,主模板的存在比錯誤尾具有更高的非催化自我複製生產力 $a$,確保了 $m < n 1$ 模板與主物種共存的鏈的穩定性。這些鏈針對誤差尾部的穩定性得到了 $a$ 級催化耦合強度 ($K$) 的保證。我們發現,只有當 $K$ 的階數為 $a^2$ 時,超循…

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1999-08-01 工作論文 工作論文 #932

滅絕模型:回顧

摘要 我們回顧了最近旨在模擬地質時期物種滅絕的工作。我們討論了許多模型,這些模型不是處理特定滅絕事件的直接原因,而是試圖預測總體統計趨勢,例如大滅絕和小滅絕的相對頻率,或物種、屬或更高級分類群的壽命分佈。我們還描述了可用的化石和其他數據,並將這些數據中可見的趨勢與模型的預測進行比較。

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1999-08-01 工作論文 工作論文 #931

縮放律 in a Multi物種 網絡 Model 生態系統

摘要 引入了由許多相互作用的物種組成的新模型生態系統。這些物種透過具有給定連通性 ${\cal C} \pi$ 的隨機矩陣連接。結果表明,該系統的組織方式接近邊際穩定性邊界,對於某些緩慢驅動(移民)制度,物種豐度及其壽命的波動遵循冪律分佈。連結性和物種數量透過比例關係連結起來,這是在真實生態系統中觀察到的。這些結果表明,真實的、物種豐富的生態系的基本宏觀特徵可能與臨界狀態有關。…

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1999-08-01 工作論文 工作論文 #930

當誠實的信號必須付出昂貴的代價時

摘要 在一篇有影響力的論文中,Grafen(1990)提供了扎哈維障礙原理有效性的數學證明。格拉芬展示瞭如何透過昂貴的訊號來穩定誠實的訊號系統:當說謊的成本大於與這樣做相關的任何收益時,成本就會穩定係統。由於成本可以防止說謊,因此穩定的信號系統顯然需要某種與說謊相關的成本。說真話也一定要付出代價嗎?在格拉芬的模型中,答案是「是」。隨後的離散模型(僅允許有限的離散狀態集和有限的離…

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1999-08-01 工作論文 工作論文 #929

資源經濟模型中的遺傳演算法

摘要 該論文描述了遺傳演算法在資源經濟學問題中的應用;關於可再生資源開發強度的決定。遺傳演算法由 Holland (1975) 開發,是一種生物演化模型,它捕捉了一般演化的一些重要特徵:選擇、重組和任意錯誤。因此,它們也已經被用來模擬經濟演變和學習過程。該模型將基於兩個主要假設。首先,使用該資源的代理程式不知道其複製動態。其次,儘管利潤是他們唯一關心的問題,但他們無法像新古典資…

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1999-08-01 工作論文 工作論文 #928

選型相互作用與內生分層

摘要 演化模型用於研究基於經濟階層差異(分類匹配)的互動中戰略風險和排斥的存在如何解釋持續的不平等。根據財富加權機率分佈非同步配對大量代理,以玩帕累托佔優均衡和風險佔優均衡的 2 x 2 協調博弈。最佳反應動態最終選擇較差的均衡,但由於足夠強的排除不平等,會出現並持續任意長的有限時期。特別是,排斥增加了上層階級出現的可能性。在有策略風險的環境中,排斥有助於維持人們對良好均衡策略…

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1999-08-01 工作論文 工作論文 #927

我無法在這些噪音中思考:使用符號迴歸推斷策略

摘要 我們使用符號迴歸(由遺傳程式實現)來分析代理期望形成在遊戲中的作用。在模型中,智能體試圖透過迴歸來推斷對手的策略,然後利用這些資訊做出最佳反應。儘管代理人使用確定性策略,但會出現類似混合策略的行為。當一個代理程式使用更複雜的策略原語(構建塊)時,就會實現顯著的效能優勢。然而,即使系統中存在少量噪音也會消除這一優勢。透過改變遊戲的設計,我們表明準確推斷過去的動作對於從複雜性…

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #947

亞穩態演化動力學:跨越健康障礙還是透過中立路徑逃脫?

摘要 我們分析研究在表型或適應性層面上表現出亞穩定性的演化族群的動態。在持續的選擇性環境中,這種亞穩態行為是由兩種性質不同的機制所引起的。一方面,群體可能會被固定在局部適應度最佳狀態,透過低適應度基因型的適應度障礙與較高適應度基因型分開。另一方面,族群可能僅在表型或適應性層次上處於亞穩態,同時在選擇性中性基因型的中性網絡上擴散。在這種情況下會出現亞穩態,因為族群透過熵屏障與較高…

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #946

使用基於自適應代理的模擬模型協助規劃者制定政策:租金管制案例

摘要 規劃中政策制定的電腦模擬模型很難獲得一致的立足點。造成這種情況的原因包括大規模綜合模型的糟糕經驗(例如,Forrester,1969)以及缺乏可以量化的理論(Batty,1994)。 Batty(1994)提出,基於複雜性理論(Bernard,正在修訂)原則的新型計算模型可能會被證明是有用的。複雜性理論模型的一種類型是“基於自適應代理的模型”,其中許多自主的、異質的“代理…

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #945

策略成本和“匹配便士”

摘要 有證據支持這樣的論點:人類發現執行某些策略的成本很高。這些成本不太可能直接觀察到,但已經提出了各種模型來表示它們。我們討論了一種測試這些模型的經驗價值的方法。

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #944

計算力學:模式與預測、結構與簡單性

摘要 計算力學是一種結構複雜性的方法,定義了過程的因果狀態並給出了尋找它們的過程。我們證明因果狀態表示(一台電子機器)是與準確預測一致的最小表示。我們就電子機器的最優性和獨特性以及電子機器與替代表示的比較得出了一些結果。進一步的結果將從電子機器獲得的隨機性和結構複雜性的測量與從遍歷理論和資訊理論獲得的測量聯繫起來。

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #943

演化元胞自動機中的資源共享與協同演化

摘要 利用遺傳演算法進化一維元胞自動機(CA),讓我們深入了解當只能進行局部交互作用時,如何提高需要全局協調的任務的效能。可以影響遺傳演算法搜尋效率的兩種方法是協同進化,其中問題群體(在我們的例子中是 CA 格的初始配置)隨著 CA 群體一起進化;資源共享,其中更大比例的有限適應度資源被分配給那些能夠正確解決群體中其他較少 CA 能夠解決的問題的 CA。在這裡,我們提供的證據表…

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #942

圖中相關循環的互換性

摘要 圖G的相關循環的集合R是其最小循環基的並集。我們引入 R 的劃分,使得類別 W 中的每個循環都可以表示為其他循環和 W 以及更短循環的總和。結果表明,每個最小循環基包含相同數量的給定類 W 的代表。此結果用於導出不同最小循環基底的數量的上限和下限。最後,我們給了一個多項式時間演算法來計算這個分區。

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #941

生命的第四個維度:分形幾何與生物體的異速生長尺度

摘要 類分形網路的存在有效地賦予生命額外的第四個空間維度。這就是生物學中普遍存在的四分之一冪縮放的起源。生物體已經進化出分層網絡,其終止於不變的單元,例如毛細血管、葉子、粒線體和氧化酶分子,這些單位與生物體的大小無關。自然選擇傾向於透過最大化交換表面積的規模來最大化代謝能力,並透過最小化運輸距離和時間的規模來最大化內部效率。這些設計原則獨立於詳細的動力學和明確的模型,並且應該適…

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #940

具有層級依賴性的任務分配經濟中的效率與均衡

摘要 我們分析了涉及層次依賴性和資源爭用的分散任務分配問題的經濟效率和均衡特性。我們將一種近似均衡的低效率與特定市場協議中的代理數量和投標參數成比例地限制。該協議對於所有代理收斂到近似平衡,除了那些可能獲取不需要的輸入的代理。我們引入了一個解除承諾階段,以允許此類代理商從其輸入合約中解除承諾。實驗表明,增強市場協議平均產生高效的分配。

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #939

區域流動性和地理

摘要 大國應該有更高程度的勞動力區域間流動。為了評估這種影響的重要性,針對美國和歐洲校準了區域移民模型。該模型能夠複製觀察到的模式。透過顛倒規模,美國和歐洲國家的流動模式也顛倒了。這項觀察結果表明,與歐盟相關的有效規模的增加將使歐洲轉變為最佳貨幣區。用於近似遞歸問題的方法可能具有獨立的意義。

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #938

邊緣效應外部性模型中的景觀結果:計算經濟學方法

摘要 本文研究了距離相關的空間外部性(稱為「邊緣效應外部性」)對自由市場均衡土地利用模式的影響。在邊緣效應外部性下,生產可能性的最大化將取決於景觀破碎化的最小化,這意味著土地利用的正確分配和正確安排將是經濟高效結果的必要條件。本文使用基於代理的元胞自動機模型,證明在沒有討價還價的不受監管的自由市場中,帕累託有效和無效的均衡景觀模式都是可能的。公司的初始配置、永久地理特徵和運輸成…

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #937

局部種族衝突與種族滅絕:解釋盧安達和蒲隆地的差異

摘要 本文試圖利用盧安達和蒲隆地的數據來解釋種族衝突期間暴力規模的變化。為此,我們探討了群體警務的「陰暗面」——它被用於大規模殺戮,而不是被用作減少種族暴力的機制。我們的努力建立在 Fearon 和 Laitin(1996)的基礎上,他們承認,如果一個族群宣布其意圖攻擊敵對族群,而不是尋求合作,這種機制可能會適得其反。我們發展了一個與 Fearor 和 Laitin 不同的計算…

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #936

溝通的物理限制

摘要 自 20 世紀 40 年代克勞德·香農 (Claude Shannon) 的開創性工作以來,眾所周知,對於不熟悉消息所用語言的接收者來說,在有限頻寬的信道上以最佳效率傳輸的消息與隨機噪聲無法區分。在這封信中,我們展示了有關電磁傳輸的等效結果。我們表明,當使用電磁輻射作為傳輸介質時,對於不熟悉該格式的接收者來說,給定訊息的最有效資訊格式與黑體輻射無法區分。輻射的特徵溫度由用…

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #935

有限總體中的累積量動力學:連鎖平衡理論

摘要 連鎖平衡時有限族群的演化是用表型分佈累積量的動態來描述的。這為描述演化瞬態提供了一種強大的方法,並且我們闡明了累積量動力學與擴散近似之間的關係。低突變率的第一累積量和較高累積量之間的時間尺度分離在擴散極限中得到證明,並提供了動力系統的顯著簡化。然而,擴散限制可能不適合強選擇,因為遺傳漂變的標準費雪賴特模型在這種情況下可能會崩潰。考慮了這種效應的兩個新例子:我們表明動態可能…

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #934

模擬計算機中的迭代、不等式和可微分

摘要 香農通用模擬計算機 (GPAC) 是連續時間模擬計算的優雅模型。在本文中,我們考慮GPAC可計算函數的集合$G$在迭代下是否是封閉的;也就是說,對於任何函數 $f(x) \in G$ 來說,是否存在一個函數 $F(x, t) \in G$ 使得對於非負整數 $t$ 來說 $F(x, t) = f ^t (x)$。我們證明 $G$ 在迭代下不是封閉的,而是它的一個簡單擴展。…

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1999-07-01 工作論文 工作論文 #933

生物聚合物和隨機圖中的相關循環

摘要 短週期是有機化學和結構生物學中分子圖的一個重要特徵。最小週期基數特別令人感興趣,儘管它們通常不是唯一的。因此,有時會求助於一組相關循環,定義為所有最小循環基數的並集。在這裡,我們引入了基本循環集作為圖的最小循環基的交集,並提供了計算它們的演算法。此外,我們將先前對最小循環基長度的限制擴展到某些書籍可嵌入圖。

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1999-06-01 工作論文 工作論文 #949

金融前沿:演化與有效市場

摘要 在這篇評論文章中,我們探討了金融市場定量建模的一些最新進展。我們從有效市場假說開始,描述這個有爭議的想法如何激發了許多新的研究方向,其中一些專注於能夠使經驗事實合理化的更複雜的數學模型,另一些則採取完全不同的策略來完全拒絕理性。最有前景的方向之一是從生物學角度看待金融市場,特別是在市場、工具、機構和投資者根據經濟選擇「法則」動態互動和演化的演化框架內。根據這種觀點,金融機…

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1999-06-01 工作論文 工作論文 #948

對「複雜性的簡單衡量」的評論

摘要 我們批評了 Shiner、Davison 和 Landsberg 在參考文獻 1 中引入的複雜度量。 [1]。特別是,我們指出它是過度普遍的,因為它對結構不同的系統的無序性具有相同的依賴性。我們也指出了對參考文獻中兩位作者所給出的結果的誤解。 [2]。

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1999-05-01 工作論文 工作論文 #955

互惠及其限制:前西班牙裔普韋布洛世界研究的思考

摘要 互惠是一種古老而重要的社會實踐,是在非常小規模的社會中發展出來的。在本文中,我們提出了一個透過平衡互惠組織的系統工作方式的抽像模型(Sahlins 1972:185 275)。這個模型將幫助我們理解當社會規模擴大時,透過互惠組織起來的社會必須克服的問題的一般性質。然後我們認為,在前西班牙時期晚期,東部和西部普韋布洛世界採取了不同的路徑來克服這些困難。最後,應編輯的邀請,我…

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1999-05-01 工作論文 工作論文 #954

小世界網路模型中的擴展與滲透

摘要 在本文中,我們研究了 Watts 和 Strogatz 的小世界網路模型,該模型模仿了社交互動網路結構的某些方面。我們認為,模型中存在一個非平凡的長度尺度,類似於其他系統中的相關長度,它在無限系統大小的極限下得到了很好的定義,並且隨著網絡中的隨機性趨於零而不斷發散,在該極限下給出了一個正常的臨界點。此長度尺度控制模型中從大世界到小世界行為的交叉,以及網路上給定半徑鄰域中的…

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1999-05-01 工作論文 工作論文 #953

原發性 HIV 感染期間血漿病毒濃度和 CD4+ T 細胞動力學建模

摘要 在原發性愛滋病毒感染期間,血漿中的病毒量增加,達到峰值,然後下降。菲利普斯認為,病毒血症的下降是由於易受愛滋病毒感染的細胞數量有限,而其他作者則認為病毒血症的下降是由於免疫反應。在這裡,我們透過開發原發性 HIV 1 感染模型(包括 T 細胞動力學)並將這些模型的預測與九名未接受過抗逆轉錄病毒藥物感染的患者的數據進行比較來解決這個問題。應用非線性最小二乘估計,我們發現參數…

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1999-05-01 工作論文 工作論文 #952

景觀:搜尋理論的自然延伸

摘要 公司層級的技術變革通常被建模為從固定可能性分佈中隨機抽樣。這些模型通常忽略了公司搜尋過程中經驗上重要的方面,即公司當前技術限制未來創新以及公司技術搜尋本質上傾向於本地化的相關觀察。在本文中,我們透過將技術景觀引入搜尋理論框架,明確地處理了公司尋求技術改進的這些方面。技術搜尋被建模為技術景觀上的移動,公司的適應性行走受到公司在景觀中的位置、景觀的相關結構和創新成本的限制。我…

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1999-05-01 工作論文 工作論文 #950

發展和進化的多元方法

摘要 發育是形態演化變化的常見領域,演化的大部分顯然取決於它。然而,關於人類演化和發展變化的討論通常會關注個體特徵(大腦大小、體重、雙足行走等)。這種特殊主義方法對於理解個體表型模組在人類演化歷史過程中如何變化非常有用。但當從個體特徵的發育進化模式出發,對一般進化做出廣泛的陳述(例如,幼態發育與超態發育)時,它也導致了困境。分離異時性(McKinney 和 McNamara 1…

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1999-05-01 工作論文 工作論文 #951

開放經濟體中的通貨膨脹赤字融資:演化動力學

摘要 本文描述了兩國、世代重疊且不限制外匯持有的經濟體的適應動態。兩國政府透過鑄幣稅為其赤字融資。在這個經濟中,代理人是有限理性的。他們使用遺傳演算法來更新他們的決策規則。代理人的決策與他們生命中兩個時期之間的儲蓄總額以及每種貨幣持有的儲蓄比例有關。模擬結果表明,為兩個赤字中較大者提供資金的國家的貨幣變得毫無價值。調整過程的特徵是逃離用於為兩個赤字中較大的一個赤字融資的貨幣。經…

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1999-04-01 工作論文 工作論文 #964

對比姐妹群的演化靈活性:中生代心海膽的差異和多樣性

摘要 分支歷史中時間不對稱的一般主題經常被研究,特別關注下古生代輻射。然而,後古生代的模式卻不太為人所知。本文根據序數水平的系統發育分析了中生代心海膽的差異和多樣性變化,特別是姐妹群 Holasteroida 和 Spatangoida、它們的並系幹群 Disasteroida 以及更具包容性的進化枝 Atelostomata 總目之間的對比。使用代表測試架構的 38 維基於地…

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1999-04-01 工作論文 工作論文 #963

具有外部性的隨機環境中的最佳組織規模

摘要 在這項研究中,我們探討了隨機環境中群體規模、與其他群體互動的程度以及群體績效之間的關係。我們發展了一個建模框架,允許獨立調整構成群體的各個成員之間的連結以及群體之間的連結(外部性)。對改進的組配置的搜尋被建模為在可能配置的空間上的隨機遊走,由此組中的代理定期有機會接受或拒絕其特徵的隨機變化。透過控制哪些群體與其他群體具有外部性,我們可以操縱問題的拓樸結構——群體內部和群體…

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1999-04-01 工作論文 工作論文 #962

複雜系統中豐度分佈的理論框架

摘要 提出了一個理論架構來解釋複雜系統如何以及在何處分解為主體或物種。分裂導致多樣化和豐度分佈,這類似於等級豐度表示上的冪函數和頻率豐度表示上的對數常態函數。冪函數和對數常態函數的綜合表現是馬球分佈,複雜系統中似乎存在著普遍的趨勢(馬球模式吸引子)。最小的複雜系統組織需要三個整合的層次:系統、代理和粒子。馬球趨勢的出現或可以透過資源粒子相互作用來解釋,其中粒子根據其大小和距離的…

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1999-04-01 工作論文 工作論文 #961

小世界網路模型的重整化群分析

摘要 我們研究小世界網路模型,它模仿規模不斷增大的社交網路中規則格子和隨機格子行為之間的轉變。我們認為,隨著隨機程度趨於零,模型顯示出具有發散相關長度的正常連續相變。我們提出了模型的實空間重整化群變換,並證明該變換在大系統規模的限制下是精確的。我們使用這個結果來計算系統的單一臨界指數的精確值,並導出網路上兩個節點之間的平均「分離度」數作為三個自變數的函數的縮放形式。我們透過廣泛…

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1999-04-01 工作論文 工作論文 #960

飛機上的一些骨牌拼貼

摘要 我們計算右特羅米諾、L 四特羅米諾和 T 四特羅米諾不同寬度矩形的平鋪數量的生成函數。這使我們能夠為每個平面的平鋪熵設定下限。對於 T tetromino,我們也從二維伊辛模型的解中得出了下界。

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1999-04-01 工作論文 工作論文 #959

起源:陸地與海洋的比較

摘要 本文分析了三個海洋類群(軟體動物、棘皮動物和魚類)和三個陸地類群(哺乳動物、昆蟲和植物)的化石記錄起源動態。測試了四個假設:(1)譜繫起源的長期衰退;(2)進化創新的長期衰退; (3) 譜繫起源的多樣性依賴性; (4)譜繫起源的自組織臨界性。所有群體中都存在譜繫起源和重大創新產生的下降,這表明超越了陸地和海洋區別的控制。多樣性和起源之間的關係似乎在海洋中很強,而在陸地上很…

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1999-04-01 工作論文 工作論文 #958

摘要 形態空間研究具有豐富的模式和過程

摘要 形態空間研究具有豐富的模式和過程。用於形態學的充分描述和映射的技術已經日益完善和應用,相關參數(如視差)的度量也是如此。然而,對時間和空間中形態空間佔據的特定模式的過程假設的檢驗不夠精細,需要更深入的審查。生態和發展解釋的兩極化需要正確地梳理它們各自的貢獻。有不同的方法可以解決這個問題。在這裡,我描述了一種方法:透過建構發育形態空間將發育隔離為測試目標。不同構造的形態空間…

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1999-04-01 工作論文 工作論文 #957

摘要 在本文中,我們研究了動態適應度景觀的誤差閾值

摘要 在本文中,我們研究了動態適應度景觀的誤差閾值。我們證明存在下限和上限,代表簡單複製器的複製保真度的限制。下限可以表示為靜態景觀上存在的誤差閾值的校正項。誤差上限是僅存在於動態適應度景觀中的新限制。我們還表明,對於高度動態適應度景觀中的長基因組,存在選擇壓力的下限,以實現有效選擇具有獨立於突變率的卓越適應度的基因組;也就是說,動態環境中的進化參數存在明顯的限制。

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1999-04-01 工作論文 工作論文 #956

主動破產的策略市場博弈

摘要 我們為一個擁有法定貨幣、一種非耐用商品、可數個時間段和一個連續體的經濟體建構靜態馬可夫均衡。商品總產量不變,但個體主體的禀賦隨時間推移以隨機方式波動。為了對沖這些隨機波動,代理人發現持有法定貨幣很有用,他們可以以適當的利率借入或存入法定貨幣;這種活動可以在中央銀行(明智地確定利率)或透過貨幣市場(利率由內生決定)進行。我們基於對動態規劃方程式的仔細研究以及相關最優控制馬可…

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1999-03-01 工作論文 工作論文 #972

論資訊共享與集體的演變

摘要 在生命的演化過程中,經歷了幾次轉變,個體開始合作,形成更高層次的組織,有時會失去獨立的生殖認同(Bonner,1988;Maynard Smith和Szathmary,1995;Wilson,1971;Buss,1987;Jablonka,1994)。例如,多細胞生物和昆蟲社會多次獨立演化。已經提出了賦予更高層次的組織進化優勢的幾個因素。可能產生優勢的兩個因素是勞動分工和…

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1999-03-01 工作論文 工作論文 #971

關於合作的動態持久性:較低的適應度如何導致較高的生存能力

摘要 合作者和叛逃者的子群體居住在網格上。某地點的個體之間以囚徒困境 (PD) 遊戲的形式進行的互動決定了他們的適應度。選擇 PD 支付參數是為了使合作者能夠維持同質群體,而叛逃者則不能。個體突變成為另一種類型並遷移到鄰近地點的可能性很低。研究了該模型的密度相關版本和密度無關版本。此模型的動態可以透過考慮某個地點人口的生命週期來理解。這個生命週期從一個合作者建立群體開始。在這個…

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1999-03-01 工作論文 工作論文 #970

摘要 描述並實證檢驗了異質代理組成企業的模型

摘要 描述並實證檢驗了異質代理組成企業的模型。每個代理人對收入和休閒都有偏好,並為生產提供可變的投入(「努力」)。合作回報遞增,代理人自我組織成有生產力的團隊。在每個組內,輸出被平均分配。每個智能體定期調整其努力水平,以非合作地最大化其福利。當福利最大化時,代理人可以加入其他公司或創辦新公司。隨著公司規模的擴大,代理人幾乎沒有動力付出努力,因為每個代理人的份額對其努力程度相對不…

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1999-03-01 工作論文 工作論文 #969

量子電路:扇出、奇偶校驗和計數

摘要 我們提出了 $QAC^0$ 的定義,即經典類 $AC^0$ 的量子模擬,具有任意扇入的 AND 和 OR 閘,以及 $QACC^0[q]$,其中也允許 $n$ ary、$MOD q$ 閘。我們證明,當且僅當我們可以在恆定深度建立奇偶校驗或 $MOD 2$ 閘時,才可以在恆定深度的 $n$ 量子位元上形成「貓」狀態;因此,任何可以將量子位元以恆定深度扇出到 $n$ 個副本的…

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1999-03-01 工作論文 工作論文 #968

Neutral 演化 of 突變al 穩健性

摘要 我們介紹並分析了在選擇性中性基因型網絡上進化的種群的一般模型。我們表明,神經網路上的群體極限分佈完全由網路拓撲決定,並由網路鄰接矩陣的主特徵向量給出。此外,每個個體的中性突變鄰居的平均數量由矩陣譜半徑給出。這量化了群體進化突變穩健性的程度:表型對突變的不敏感性。由於平均中性與演化參數(例如突變率、群體大小和選擇優勢)無關,因此人們可以使用來自體外或體內進化的簡單群體數據來…

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1999-03-01 工作論文 工作論文 #967

RNA空間形狀技術

摘要 連續轉變和不連續轉變之間的區別是進化論中長期存在的問題。連續性是一種拓撲屬性,我們提出了一種形式主義,將表型空間視為(有限)拓撲空間,其拓撲源自於一種表型可透過基因型層級的變化從另一種表型存取的機率。 RNA 二級結構的形狀空間用於說明這種方法。我們證明,進化軌跡是連續的當且僅當它們遵循表型空間中的連通路徑。

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1999-03-01 工作論文 工作論文 #966

金融市場可能處於次優均衡

摘要 我們使用博弈論和聖塔菲人工股票市場(一種基於代理的不斷發展的股票市場模型)來研究金融市場中戰略納許均衡的屬性。我们发现两件事:市场存在独特的策略均衡,但这种均衡不是最优的,因为交易者的收益没有最大化并且市场效率低下。這種策略均衡的必然性源自於囚徒困境的類比。最優的全球狀態是不穩定的,因為每個人都有太多的動機去「背叛」並使用將市場拉入次優均衡的預測規則。

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1999-03-01 工作論文 工作論文 #965

四態三角波茨反鐵磁體中的高度表示、臨界指數和遍歷性

摘要 我們研究了三角晶格上的四態反鐵磁 Potts 模型。我們證明該模型具有六種類型的缺陷,這些缺陷根據某些守恆定律進行擴散和湮滅,這些守恆定律與其具有向量值拓撲電荷一致。利用這些缺陷的性質,我們推導出模型的 (2 +2) 維高度表示,從而表明該模型等效於 Kagomé 晶格上的三態 Potts 反鐵磁體以及三角形和蜂窩晶格上的鍵著色模型。我們也計算模型基態係綜的臨界指數。我們…

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1999-02-01 工作論文 工作論文 #978

病毒性 RNA and Evolved 突變al 穩健性

摘要 生物體的許多特性對突變表現出強烈的魯棒性。這種魯棒性是進化的特性還是遺傳系統固有的特性基本上還是未知的。穩健性的演化起源需要重新思考分子演化領域的關鍵概念,例如基因特異性的中性突變率,或有害突變的背景無關性。我們提供的證據表明,RNA 病毒基因組對二級結構突變變化的突變穩健性已經進化。

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1999-02-01 工作論文 工作論文 #977

和平與戰爭的本體論反思

摘要 在回答 Hiroharu Seki 關於廣島本體的挑釁性問題時,作者回顧了自己對適用於和平研究相關事件資料製作和國防相關高性能知識庫的本體原語的思考。他建議發展聖塔菲研究所傳統的第二代自適應多主體模型,以包含社會共享記憶,包括國家和國際社會的身份重新定義創傷,以及社區建設成功和失敗的關係/移民/生態歷史。這種本體論獨特意義上的歷史性對於戰爭與和平的相關計算導向的國際關係與…

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1999-02-01 工作論文 工作論文 #976

伊辛和波茨反鐵磁體和冰模型中的熵庫侖力

摘要 我們研究了三角形伊辛反鐵磁體中的拓撲缺陷、與六頂點冰模型等效的方形晶格上的相關模型以及方形晶格上的三態反鐵磁波茨模型。我們建議,在每種情況下,缺陷都會受到周圍晶格相關性所介導的庫侖力的吸引或排斥。由於兩個缺陷的能量不取決於它們之間的距離,因此該力是熵驅動的。我們給出了這種力的數值證據,包括從淬火到零溫度以及渦旋對的直接測量。對於三態 Potts 模型,力的強度與其理論值相…

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1999-02-01 工作論文 工作論文 #975

體細胞超突變下 V 基因的遺傳可塑性:使用基於重採樣的新方法進行統計分析

摘要 在所有發現免疫球蛋白的物種中都觀察到了免疫球蛋白基因體細胞超突變的證據。先前的研究表明,Ig V 基因中的密碼子使用使得體細胞超突變的序列特異性導致基因的互補性決定區比框架區具有更大的突變性。我們開發了一種新的基於重採樣的方法,以具有統計意義的方式探索單一 V 基因和 V 基因家族的遺傳可塑性。我們確定哪些因素導致了這種變異性差異,並表徵了這種效應的選擇強度。我們發現,儘…

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1999-02-01 工作論文 工作論文 #974

免疫系統如何產生多樣性:隨機和演化抗體庫的病原體空間覆蓋

摘要 免疫系統使用多種策略來產生大量不同的抗體,但它們的相對重要性尚不清楚。作為量化其相對貢獻的更大項目的一部分,我們研究了在形狀空間模型 [12] 的背景下,個體的生存機率如何隨其種系編碼抗體庫的大小而變化 [11]。形狀空間模型是一種流行的建模設備,但尚不清楚它們對於研究真實生物數據的真實性如何[1]。在這裡,我們介紹一個更通用的框架,在其中我們可以研究許多抗體 病原體匹配…

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1999-02-01 工作論文 工作論文 #973

複雜性的進化展開

摘要 我們分析了一大類適應度函數的族群動態,這些適應度函數表現出劃時代的演化——一種在自然和人工演化過程中常見的動態行為,其中不斷演化的族群中的長期停滯期被突然爆發的變化所打斷。我們的方法——統計動力學——結合了統計力學和動力系統理論的方法,為當前的演化優化「景觀」模型提供了替代方案。我們在適應度類別或表現型子流域的宏觀層面上描述族群動態,同時對與宏觀狀態一致的基因型變異進行平…

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1999 已發表論文

組合思考

摘要 可以從隨機庫中選擇或篩選具有新功能的生物聚合物和化合物。最近,透過非天然化學部分的綴合或摻入來增強生物聚合物的功能已成為可能。未來,設計能夠自我進化的系統應該被證明是可能的,從而揭示出意想不到的湧現特性。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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1999 已發表論文

超加性相關性

摘要 The fact that correlation does not imply causation is well known. Correlation between variables at two sites does not imply that the two sites directly interact, because, e.g., correlatio…

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1999 已發表論文

物理學家試圖攀登金融象牙塔

摘要 Physicists have recently begun doing research in finance, and even though this movement is less than five years old, interesting and useful contributions have already emerged. This articl…

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1999 已發表論文

摘要 αβT 細胞受體和與 MHC 基因編碼的分子結合的勝肽之間的相互作用是 T 細胞活化的基礎

摘要 αβT 細胞受體和與 MHC 基因編碼的分子結合的勝肽之間的相互作用是 T 細胞活化的基礎。超過 1% 的 T 細胞被外來(同種異體)MHC 分子激活,這種現象稱為同種異體反應性。調和高頻率的同種異體反應性與 10(4) 10(6) 中只有 1 個 T 細胞對自身 MHC 上呈現的給定外來抗原做出反應的事實一直是一個長期存在的難題。我們透過使用定量模型表明,這種差異源自於…

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1999 已發表論文

摘要 許多先前的模型已經解釋了視覺皮層中眼部優勢和方向選擇性柱如何發育

摘要 許多先前的模型已經解釋了視覺皮層中眼部優勢和方向選擇性柱如何發育。然而,很少有模型研究主要視覺區域之間半球間連接的地形排列。最近引入了貓視覺皮層胼胝體連接發育的新模型(Hely,1999)。該模型顯示了觀察到的胼胝體感受野(RF)位置的沙漏圖案是如何由於視網膜專題映射到皮層而產生的。在貓身上,胼胝體連接僅在視野 RF 位於垂直子午線附近的細胞之間形成。相較之下,在大鼠視覺…

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1999 已發表論文

摘要 T 細胞抗原受體 (TCR) 與主要組織相容性複合體 (MHC) 基因編碼的分子上呈現的勝肽的結合

摘要 T 細胞抗原受體 (TCR) 與主要組織相容性複合體 (MHC) 基因編碼的分子上呈現的勝肽的結合是驅動 T 細胞發育和活化的關鍵事件。胸腺中 T 細胞庫的選擇涉及兩個步驟。首先,正向選擇促進以足夠的親和力結合胸腺自身MHC 勝肽複合物的細胞的存活。由此產生的庫是自身 MHC 限制的:它辨識自身上呈現的外來勝肽,但不辨識外來 MHC。其次,負選擇刪除了可能有害的細胞,因為…

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1999 已發表論文

摘要 給定阿貝爾沙堆中沙子的初始分佈,在所有可能的雪崩發生後,沙子會鬆弛到什麼最終狀態

摘要 給定阿貝爾沙堆中沙子的初始分佈,在所有可能的雪崩發生後,沙子會鬆弛到什麼最終狀態?當 d 大於或等於 3 時,我們證明這個問題是 P 完全的,因此幾乎肯定需要對系統進行明確模擬。我們也證明了確定沙堆狀態是否循環的問題在 d 大於或等於 3 時是 P 完全的,並簡要討論了構造恆等式的問題。在 d = 1 時,我們給出了兩種演算法來預測大小為 n 的格子上的沙堆,兩種演算法都…

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1999 已發表論文

系列限制稀釋測定的設計和分析

摘要 我們研究了連續有限稀釋測定(SLDA)的設計,用於在嚴重限制可用於測定的材料量的設定中估計效應細胞頻率,並且單次命中泊松模型的假設是合理的。對於不同的設計(即稀釋因子、稀釋水平數和每個水平的重複數),我們使用四個定量標準評估最大似然和最小卡方估計量:無資訊測定的機率 (PNI)、偏倚、變異係數 (CV) 和均方誤差 (MSE)。我們的結果是精確的,不是基於模擬的,也不是近…

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1999 已發表論文

每年重複接種流感疫苗的不同功效

摘要 Conclusions have differed in studies that have compared vaccine efficacy in groups receiving influenza Vaccine for the first time to efficacy in groups vaccinated more than once. For exam…

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1999-01-01 工作論文 工作論文 #987

策略市場博弈的行為方法

摘要 簡介 在本文中,我們將動態規劃、博弈論和行為模擬方法連結起來解決同一經濟交換問題。我們認為,數理經濟學和博弈論在研究微觀經濟決策者群體的靜止狀態方面取得的成功,有助於創造許多經濟學家對「理性行為」模型的不合理信念。即使是簡單的無限水平交換經濟,其策略集的規模和複雜性也非常大,以至於很明顯,個人不會沉迷於對潛在策略的很大一部分進行詳盡的搜索。此外,除非人們將非合作均衡的樸素…

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1999-01-01 工作論文 工作論文 #986

囚徒困境中社會組織的出現:情境保護和其他因素如何促進合作

摘要 雖然複雜自適應系統 (CAS) 理論主要關注系統對擾動的魯棒性、自組織等現象,以及組織實體或行為模式的出現、轉變和解體,但 CAS 工作的隱喻共鳴並不容易轉化為仔細的科學結果。確定正確的水平來發展具有明確的適用領域的更精確的理論概括可能非常困難。建立清晰映射到重要的通用結構的實驗參數通常不是一個簡單的練習。本文展示了解決此問題的一種方法。我們報告了基於代理的模擬實驗的結果…

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1999-01-01 工作論文 工作論文 #985

松蟻分工的反應閾值模型

摘要 使用簡單的反應閾值模型來解釋在馬蟻「Ectatomma ruidum」中觀察到的勞動分工模式,發現獵物覓食行為可以細分為兩類:刺痛和運輸。毒刺殺死活的獵物,運輸車將死去的獵物的屍體運回巢穴。該模型可以透過改變與實驗中相同的參數來重現實驗中觀察到的所有動態模式。

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1999-01-01 工作論文 工作論文 #984

流感的地理傳播

摘要 傳染病如何在一個流行週期內在太空中傳播是一個受到理論界廣泛關注的重要議題。然而,由於資料稀缺,支持理論方法的實證研究很少。自 1984 年以來,從覆蓋整個法國領土的全科醫生網絡獲得的每週報告可以在精細的空間尺度上分析流感的時空動態。該分析表明,可能由於全球運輸系統的原因,長距離擴散速度如此之快,以至於在感染斑塊內流行之前就發生了均勻的全球混合。一個簡單的模型,其中病例總數…

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1999-01-01 工作論文 工作論文 #983

動物群體規模分佈的縮放

摘要 提出了动物聚集的基本模型。此模型所得的群體規模分佈是截斷冪律。研究發現該模型的預測與描述鮪魚、沙丁魚和非洲水牛群體規模分佈的數據一致。

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1999-01-01 工作論文 工作論文 #982

複雜特徵的演化性:重組空間上適應度景觀的相關傅立葉分解

摘要 重组对基因型的影响可以以 P 结构的形式表示,即从基因型对集合到基因型幂集的映射。解釋是P結構將一對親代基因型映射到由親代基因型重組產生的一組重組基因型。重组适应度景观是 P 结构中的基因型到实数的函数。在先前的論文中,我們已經證明 P 結構(與之相關的矩陣)的本徵函數為任意重組景觀的傅立葉分解提供了基礎。在這裡,我們假設連鎖平衡,將這個框架概括為包括基因型頻率的影響。我…

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1999-01-01 工作論文 工作論文 #981

動物社會中的統治秩序:重新檢視自組織假說

摘要 在先前的論文中(Theraulaz et al. 1995,Bonabeau et al. 1996),我們按照 Hogeweg 和 Hesper(1983,1985)提出,動物社會中支配秩序的形成可能是由涉及雙重強化機制的自組織過程產生的:勝利者增強了他們獲勝的可能性失敗,失敗者增強了他們失敗的可能性。這個假設和隨後的模型是基於原始社會性黃蜂(“Polistes dom…

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1999-01-01 工作論文 工作論文 #980

螞蟻與機器人合作運輸

摘要 在幾種螞蟻中,工蟻會合作取回大型獵物。通常,一隻螞蟻會發現獵物,嘗試移動它,如果一段時間不成功,就會透過直接接觸或化學標記來重新招募巢穴同伴。當一群螞蟻試圖移動大型獵物時,螞蟻會改變位置和排列,直到獵物可以移向巢穴。描述了這種現象的機器人實現。儘管機器人系統看起來不是很高效,但它是一組機器人分散解決問題的有趣例子,並且它提供了螞蟻合作運輸的第一個正式模型。

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1999-01-01 工作論文 工作論文 #979

進化蟻群優化

摘要 社會性昆蟲——螞蟻、蜜蜂、白蟻和黃蜂——表現出集體解決問題的能力(Deneubourg 和 Goss,1989;Bonabeau 等,1997)。特別是,一些螞蟻物種能夠在一組替代路徑中選擇從巢穴到食物源的最短路徑(Beckers 等,1990)。螞蟻在行走時會留下化學痕跡(或稱費洛蒙痕跡);這條小路會吸引其他螞蟻走費洛蒙最多的路。這個強化過程導致了最短路徑的選擇:最先返…

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1998-12-01 工作論文 工作論文 #993

化石記錄中滅絕的功率譜

摘要 最近對化石滅絕數據的傅立葉分析表明,顯生宙期間滅絕的功率譜可能採取 $1/f$ 噪聲的形式,有人認為這一結果可能表明在導致滅絕的過程中存在「臨界動力學」。在本文中,我們使用來自各種不同來源的族級資料詳細研究了消光功率譜。我們發現,雖然功率譜的平均形式大致遵循$1/f$定律,但透過將功率譜分為兩種狀態可以更準確地表示功率譜:低頻狀態很好地用指數擬合,高頻狀態遵循$1/f 2…

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1998-12-01 工作論文 工作論文 #992

神經興奮介質中的噪音和週期性調製

摘要 我們分析了神經興奮介質的平均場模型中雜訊和週期性調製之間的相互作用。為此,我們考慮了兩種類型的調製;即電阻的變化和閾值的振盪。在這兩種情況下,無論系統是單穩態或雙穩態,都存在隨機共振。

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1998-12-01 工作論文 工作論文 #991

對不斷發展的金融市場中一般行為的解釋

摘要 聖達菲人工股票市場 [13, 4] 是一種基於代理的人工模型,其中代理不斷探索和開發預期模型,根據表現最佳的模型的預測買賣資產,並根據模型隨時間的表現確認或丟棄這些模型。本文的目的是將市場中出現的不同類型的行為作為進化學習率的函數進行分類,並解釋這些出現的行為。我們觀察到四種不同類型的行為,這些行為的區別在於它們對價格波動性、策略複雜性以及代理人隨著時間的推移所賺取的財富…

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1998-12-01 工作論文 工作論文 #990

技術交易造成囚徒困境:基於代理模型的結果

摘要 金融市場中技術交易規則的廣泛使用和已證明的盈利能力長期以來一直是金融學術界的一個難題。在本文中,我們使用不斷發展的股票市場的基於代理的模型表明,由於多人囚徒困境,可能會出現廣泛的技術交易,其中將技術交易規則納入單一代理的規則庫中是一種優勢策略。市場上所有交易者使用這種主導策略創建了一個對稱的納許均衡,在這種均衡中,與所有代理人僅依賴基本規則的假設情況相比,所賺取的財富更低…

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1998-12-01 工作論文 工作論文 #989

市場力量、生態與演化

摘要 市場具有導致過度波動和其他難以用理性預期模型解釋的現象的內部動態。本文使用在市場訂單交易背景下開發的非均衡價格形成規則來研究這些問題。因為這比標準的跨期均衡模型簡單得多,所以可以分析研究多時期市場。價格動態具有二階振盪細菌。價值投資並不一定會導致價格追隨價值。趨勢追蹤會導致價格的短期趨勢,但也會導致長期振盪。當價值投資和趨勢追蹤結合起來時,即使幾乎沒有線性結構,也可能存在…

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1998-12-01 工作論文 工作論文 #988

統計力學 of 網絡 Models of Macro演化 and 滅絕

摘要 生命的化石記錄已被證明可以為時間序列和某些統計特徵的尺度定律提供證據。一些作者認為這項證據與自組織的批判現像有關。在本文中,我們回顧了其中一些模型及其具體預測。研究表明,在長時間尺度上觀察到的演化過程的大多數統計特性都可以透過涉及物種間相互作用網絡的簡單模型來重現。該模型能夠捕捉滅絕和多樣化過程的基本特徵,並給出以下方面的冪律分佈:(i)滅絕事件,(ii)種屬數據分類,(…

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1998-11-30 工作論文 工作論文 #997

向混沌過渡時的佇列、堆疊和超越性

摘要 我們檢查週期加倍過渡到混沌時的單峰映射,並詢問其長期記憶是堆疊式(後進先出)還是隊列式(先進先出)。我們證明它可以被具有一個佇列或兩個堆疊的即時自動機識別,並給出它的幾個新的語法特徵。我們認為它的記憶體具有類似佇列的特徵,因為單一堆疊是不夠的。我們也證明了它的動力學 zeta 函數、生成函數和成長函數是超越的。相同的結果適用於任何週期倍增級聯。我們認為超越性也可能是其他系…

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1998-11-30 工作論文 工作論文 #996

城市成長中的瞬態動態與規模化現象

摘要 世界各地的城市中心都呈現出驚人的相似之處,這些相似之處轉化為描述其成長和形態的普遍規律。在本文中,我們研究了一個簡單的二維元胞自動機模型,其中包含我們認為人口變化的基本要素。人口緩慢增加到最初空曠的地區(模仿移民)加上反應擴散過程(代表人口重組)使我們能夠恢復許多真實數據,並讓我們更好地了解形成和塑造現代大都市的主要過程。

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1998-11-30 工作論文 工作論文 #995

多方空間投票中的自適應平台動態

摘要 我們探索空間投票下多個競爭政黨的動態。政黨可以適應性地修改自己的立場,以獲得更多選票。我們模型中的政黨是機會主義的,這意味著無論意識形態立場如何,他們都試圖最大化自己的選票份額。各方對其當前平台進行小幅修正,以透過在自己控制下的變數的最陡上升(即本地優化自己的平台)來增加自己的效用。我們表明,在兩黨以上的模型中,只要選民夠挑剔,也就是說,如果他們對相對效用的微小變化反應強…

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1998-11-30 工作論文 工作論文 #994

免疫系統辨識的一些設計原則

摘要 免疫系統是一個複雜的系統,它可以學習、記住所學到的內容,並採取行動保護我們免受各種病原體的侵害。在這裡,我們解決的問題是免疫系統如何能夠識別和了解可以快速進化並因此可能發生變化以避免免疫識別的病原體。

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1998-11-01 工作論文 工作論文 #1003

演化論可以解釋思考如何運作嗎?演化心理學爭論回顧

摘要 「除了演化論之外,生物學中沒有任何東西是有意義的。」今天很難找到一位生物學家不同意遺傳學家 Theodosius Dobzhansky 的著名主張。達爾文的自然選擇進化論比任何其他原理都更能解釋生物世界,並闡明當前所有生命形式之間以及化石記錄中發現的生命形式之間的關係。如果說生物學中沒有演化就沒有意義的話,那麼對於像我們這樣的生物的行為和思考模式——心理學——來說也是如此…

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1998-11-01 工作論文 工作論文 #1002

化石記錄的長程相關性與宏觀演化的分形性質

摘要 最近對化石記錄時間序列的研究表明,存在自相似性的一致證據,即與冪律行為的長期相關性。這種分形結構的存在意味著,當觀察給定的時間範圍時,如果執行尺度變化,則一些基本屬性保持不變。總而言之:不存在特徵時間尺度,正如我們可以預期的那樣,如果存在某種類型的周期性或其他低維動態。這種長程秩序的一個可能解釋是在所有尺度上運行的動態過程,就像臨界點附近的系統的情況一樣。在本文中,透過擴…

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1998-11-01 工作論文 工作論文 #1001

貨幣動態

摘要 經濟學中的一般均衡理論定義了商品和服務的相對價格,但沒有確定價格的絕對值。我们提出了一种货币理论,其中货币价值是一个依赖于时间的“战略变量”,由个体代理人选择。这个想法可以通过垄断供应商和买家的简单网络模型来说明。均衡理论中货币价值的不确定性意味着软“戈德斯通模式”,导致在存在噪音的情况下价格大幅波动。

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1998-11-01 工作論文 工作論文 #999

植物能量和種群密度的異速生長縮放

摘要 描述生態群落中人口密度隨體型變化的尺度關係,例如植物生態學中的稀疏規律,可以用個體如何使用資源作為其體型的函數來解釋。木質部運輸速率與莖直徑的函數關係數據表明,單一植物的資源利用速率約為體重的 3/4 次方,與動物的代謝速率相同。我們利用這種關係來發展資源有限植物中密度 品質關係的機械模型。它預測平均植物大小應為最大族群密度的 4/3 次方,這與經驗證據和動物中的可比較關…

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1998-11-01 工作論文 工作論文 #1000

1500 年的普韋布洛政治組織:修補多樣性

摘要 到十六世紀初,新墨西哥州和亞利桑那州的普韋布洛人都生活在數百至數千居民的聚集村莊中。儘管外表和文化在外表上相似,但個體村和村群的社會和政治組織過去(現在仍然)存在顯著的多樣性。本文將普韋布洛政治組織的多樣性視為各個社會單位「修補」不同策略以實現經濟生存和與鄰居更有效競爭的一個例子。從考古和民族歷史記錄中提取的例子將用於說明嘗試不同村莊結構和組織模式的社區。

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1998-11-01 工作論文 工作論文 #998

化石記錄中類群的滅絕、多樣性與生存

摘要 近年來,利用從大型資料庫中提取的數據,觀察到了化石記錄中的許多有趣的趨勢。其中包括整個顯生宙滅絕率的平均下降、現存多樣性的平均增加、起源率和滅絕率之間的相關性,以及控制生存曲線形式和類群壽命分佈的簡單規律。在本文中,我們從數學上推導了這些數量之間的許多關係,並展示了這些不同趨勢如何相互關聯。我們還對這些趨勢的可能形式得出了各種限制,例如對滅絕可能下降的速度的限制以及對任何…

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1998-10-31 工作論文 工作論文 #1011

使用基於知識的勢探索蛋白質序列空間

摘要 基於知識的勢可用於確定胺基酸序列是否可能折疊成指定的天然蛋白質結構。我們利用這個想法來調查蛋白質空間中的序列結構關係。特別是,我們測試了以下兩個命題,發現這兩個命題對於有效演化很重要:折疊成特定原生折疊的序列形成廣泛的中性網絡,滲透到序列空間。任何兩個天然折疊的中性網絡在幾個點突變內彼此接近。使用兩種截然不同的勢函數(M. Sippl 的 PROSA 對勢函數和基於神經網…

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1998-10-31 工作論文 工作論文 #1010

離散動態網絡及其吸引子盆地

摘要 網路動力學研究的關鍵概念是狀態空間連結成吸引力盆地。吸引子盆地的收斂與時空模式的秩序複雜性混沌度量相關。網路的“記憶”,即其分類能力,是由其單獨的盆地、樹和子樹的配置提供的。本文基於使用離散動力學實驗室軟體的電腦模擬,概述了最近的工作,描述了一些問題、方法、措施、結果、應用和猜想。

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1998-10-31 工作論文 工作論文 #1009

Macro演化ary 演算法s: A New 最佳化 Method on 適應度景觀s

摘要 在本文中,我們基於先前關於宏觀進化中滅絕模式的理論工作,介紹了一種解決最佳化問題的新方法。我們將它們命名為宏觀演化演算法(MA)。與標準遺傳演算法中採用的群體層級進化不同,更高分類單元層級的演化被用作潛在的隱喻。該模型利用「物種」之間存在的聯繫,代表最佳化問題的候選解決方案。為了測試其有效性,我們透過錦標賽選擇來比較 MA 與遺傳演算法 (GA) 的性能。該方法被證明是標…

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1998-10-31 工作論文 工作論文 #1008

演化中的機會與必然性:RNA 的教訓

摘要 RNA折疊圖被理解為序列和二級結構或形狀之間的關係,表現出穩健的統計特性,概括為三個概念:(1)典型形狀的概念(在所有固定長度的序列中,某些形狀比其他形狀更頻繁地實現),(2)形狀空間覆蓋的概念(所有典型形狀都在任何隨機序列的小鄰域中實現折疊到(3)中性網絡的概念(3)到典型網絡的概念。中立網絡的概念特別具有啟發性。中性網路放寬了對突變率的要求,以確保選擇保持有效。群體中…

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1998-10-31 工作論文 工作論文 #1007

超加性相關性

摘要 相關性並不意味著因果關係,這一事實是眾所周知的。兩個位點的變數之間的相關性並不意味著這兩個位點直接相互作用,因為例如,遠距離位點之間的相關性可能是由一組介入的、直接相互作用的位點之間的相關性連結引起的。這種「非因果相關性」在統計物理學中得到了很好的理解:一個例子是自旋系統中的長程有序,其中僅具有短程直接相互作用的自旋,例如伊辛模型,在一定距離處顯示出相關性。人們不太認識到…

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1998-10-31 工作論文 工作論文 #1006

早期複製子的性質與演化

摘要 人們發現RNA和蛋白質分子既是複製的模板,也是生化反應的特定催化劑。 RNA分子雖然在生命起源條件下很難透過合理的合成途徑獲得,但卻是早期複製子的唯一候選者。只有它們是複製的強制性模板,可以保存突變並將其傳播給下一代。基於 RNA 的催化劑(稱為核酶)對參與 RNA 分子相互轉化的所有類型的反應(例如切割和模板輔助連接)具有高效和特異性的作用。 RNA世界的想法是針對RN…

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1998-10-31 工作論文 工作論文 #1005

人類社會行為演化的理論面

摘要 回顧了行為演化研究的三種範式。第一個是親屬選擇,最初被視為親屬之間利他行為演化的解釋。這就引出了包容性健身的概念,作為衡量個人對後代貢獻的指標。第二種範式涉及對行為不同的個體之間或一種行為與所有可能的替代行為之間的博弈產生的適應度收益的計算。這種經濟方法產生了演化穩定策略(ESS)的概念,作為一種在某種意義上是最優的行為模式。最後,我們討論基因 文化協同演化理論,根據該理…

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1998-10-31 工作論文 工作論文 #1004

技術創新建模的生產配方方法:邊做邊學的應用

摘要 我們在本文中做了兩件事。首先,我們提出了技術演化微觀經濟理論的一些要素。這涉及到將新生的(基本上未被發現的)技術添加到新古典生產理論的現有技術中,更重要的是,擴展生產計劃的概念以包括配方——底層工程過程的完整描述。其次,我們使用食譜方法建立了一個簡單的車間邊幹邊學的微觀經濟模型。我們模擬模型的動力學,並報告基本參數變化對所得工程經驗曲線的影響。對於正確選擇這些參數的值,模…

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1998-10-01 工作論文 工作論文 #1019

關於有限測度空間上的度量和仿射連接的註解

摘要 在不同的座標系中導出了有限測度和機率測度空間上的度量和仿射連接的明確公式。它們被轉換並與 Cencov、Amari 等先前的公式進行比較。這些公式是針對有限樣本空間給出的,但其形式很容易推廣到無限樣本空間。 Cencov 書中的一個錯誤已修正。

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1998-10-01 工作論文 工作論文 #1018

透過基於主體的建模了解 Anasazi 文化變革

摘要 描述並演示了亞利桑那州北部紀念碑谷附近長屋谷的基於代理的計算模型。該模型的運行時間約為公元 400 年至 1400 年,由居住在數位化版本的長屋谷景觀中的人工適應主體(家庭)組成。長屋谷有一份基於沖積地形學、孢粉學和樹木氣候學的詳細古環境記錄。這使得能夠準確定量地重建該山谷潛在農業生產的年度波動。智能體被賦予了確定農業和居住地點以及繁殖和死亡率的行為規則。該模型的每次運行…

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1998-10-01 工作論文 工作論文 #1017

戰爭與文化的演變

摘要 戰爭也許是所有人類文化適應中最醜陋、最令人厭惡的。它的根源在於新石器時代革命的人口和經濟變化,其枯萎的分支在當代繼續使全球的天空變得黑暗。戰爭行為對世界幾乎每個角落的文化體系的軌跡產生了深遠的影響。如今,它已經發展到成為地球上人類生存的最大單一威脅。戰爭在人類事務中的重要性使其成為從生物學到歷史學、心理學和政治學等廣泛學科的深入研究的焦點(見 Bremer 和 Cusac…

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1998-10-01 工作論文 工作論文 #1016

優化時代進化搜尋:族群規模依賴理論

摘要 時代動態是自然和人工進化過程中的常見行為,其中不斷進化的族群中的長期停滯期被突然爆發的變化所打斷。我們使用最近發展的數學框架來分析一類表現出劃時代行為的適應度函數的族群動態。在後者中,所採用的近似導致了與族群規模無關的理論,使我們能夠確定最佳突變率。在這裡,我們擴展了這種方法,以包括由於有限族群波動而導致的曆元不穩定,並表明這種動態行為通常發生在有效搜尋的最佳參數設定周圍…

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1998-10-01 工作論文 工作論文 #1015

蛋白質序列模型中位點間的相關性分析

摘要 基於條件機率的標準與演算法距離的概念相關,用於檢測序列上不連續位點的相關突變。我們將此標準應用於分析蛋白質序列中位點之間的相關性的問題,但是,該分析通常適用於每個位點具有離散狀態的相互作用位點的網絡。介紹了可以輕鬆得出明確結果的基本模型。每個位點考慮的狀態數範圍從兩個(說明與熟悉的經典自旋系統的關係)到二十個狀態(適合代表胺基酸)。數值模擬表明,即使當資料樣本(例如蛋白質…

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1998-10-01 工作論文 工作論文 #1014

技術領域的最優搜尋

摘要 公司層級的技術變革通常被建模為從固定可能性分佈中隨機抽樣。然而,此類模型通常忽略了公司搜尋過程中經驗上重要的方面,特別是對公司當前狀態指導未來創新的觀察。在本文中,我們透過將「技術景觀」引入其他標準的動態規劃設定中,明確地處理了公司尋求技術改進的這一方面,其中最佳策略是為每種可能的技術分配保留價格。搜尋被建模為在技術領域的移動,受到創新成本的限制。模擬是在程式化的技術景觀…

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1998-10-01 工作論文 工作論文 #1013

健身景觀中的中立性

摘要 適應性景觀中崎嶇和中性的相互作用在解釋演化適應的動態方面發揮著重要作用。雖然各種崎嶇度的測量(相關函數、自適應行走或局部最優密度)已被相當充分地理解,並且構建具有所需崎嶇度程度的景觀的模型也很容易獲得,但人們對中立性知之甚少。我們引入了加性隨機景觀的概念作為同時調整中性和堅固性的框架,並且我們開發了一種形式主義,允許明確計算與此類景觀中的中性相關的最顯著參數。

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1998-10-01 工作論文 工作論文 #1012

文化 複雜性

摘要 這篇題為《文化複雜性》的論文分為四個部分。第一部分 (I.) 包含以複雜性概念為中心的定義。至少,本文中使用的術語、系統、複雜性和適應性需要解釋。第二部分(II.)是現實世界文化複雜性的概述。我將使用普韋布洛部落法律和其他民族誌材料作為這種複雜性的例子。這部分借鑒了對西南印第安部落,特別是新墨西哥州和亞利桑那州普韋布洛人習慣法的人類學實地考察。這項實地考察在 1987 年…

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1998-09-01 工作論文 工作論文 #1028

發展在進化輻射中的作用

摘要 生物多樣性動態如何在不同層次受到發展限制?多樣性模式和相關過程理論傳統上都是用外在的、特別是生態的術語來處理的,而發展尚未充分融入多樣性變化的討論中(例如,Rosenzweig 1995)。這可能部分是由於許多發展學或生態學的學生不願意深入研究所謂的非歷史形式生成原則與其在演化過程中的歷史實現之間的相互作用。直到最近,當寒武紀後生動物身體結構大爆發的現實變得清晰時,人們才…

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1998-09-01 工作論文 工作論文 #1027

酵母基因組中轉錄因子結合位點的分佈顯示存在豐富的協調調控基因

摘要 全基因組 DNA 序列的可用性使得在全基因組範圍內分析調控 DNA 區域成為可能。這些區域的特徵對於理解有機體如何合作建構整體至關重要。正如真核啟動子(增強子)區域的例子所示,這是一項艱鉅的任務。分子生物學家的常見做法是在基因周圍的非編碼區域中尋找轉錄因子 (TF) 的結合位點,以形成有關基因轉錄調控的假設。這種方法常常失敗,因為許多TF結合位點在基因組DNA中很常見,單…

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1998-09-01 工作論文 工作論文 #1026

化石記錄中滅絕率和尺度不變性的下降

摘要 我們表明,顯生宙期間滅絕率的下降可以透過累積總滅絕的對數擬合來準確地參數化。這意味著消光強度大約隨著時間的倒數而下降。我們證明,僅憑這一觀察就足以解釋所提出的冪律形式在滅絕事件大小分佈和顯生宙滅絕功率譜中的存在,這些結果先前已通過訴諸進化動力學的自組織批判理論來解釋。

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1998-09-01 工作論文 工作論文 #1025

元胞自動機集體計算的演化設計

摘要 我們研究遺傳演算法設計執行計算的細胞自動機的能力。由此產生的元胞自動機的計算策略可以使用一個框架來理解,其中嵌入時空配置的「粒子」攜帶訊息,粒子之間的相互作用影響訊息處理。這種結構分析也可用於解釋遺傳演算法設計策略的演化過程。更一般地說,我們的目標是了解機器學習過程如何設計具有複雜集體運算能力的複雜去中心化系統,並開發嚴格的框架來理解由此產生的動態系統如何執行計算。

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1998-09-01 工作論文 工作論文 #1024

經濟學家的理性?

摘要 理性是一種複雜的行為理論,可以解析為有關偏好、感知和過程的陳述。本文著重於行為實驗提供的理性證據,並認為大多數認知異常是透過資訊儲存、檢索和處理方式產生的感知錯誤而產生的,或者是透過過程中的錯誤導致將選擇問題表述為至少與狹義理性定義不一致的認知任務。本文討論了這些認知異常如何影響經濟行為和測量,以及對經濟分析的影響。

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1998-09-01 工作論文 工作論文 #1022

市場的最優性和自然選擇

摘要 演化論經常被用來證明競爭均衡的基本行為假設。米爾頓·弗里德曼等經濟學家認為,自然選擇有利於利潤最大化的公司,而不是從事其他行為的公司。因此,生產者效率以及帕累托效率在進化的基礎上是合理的。我們在進化一般均衡模型中檢驗這些主張。如果經濟環境不變,獲利的企業就會成長,虧損的企業就會萎縮。在一般均衡模型中,價格會隨著要素需求和產出供給的變化而改變。如果沒有資本市場,當企業只能透…

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1998-09-01 工作論文 工作論文 #1023

為千禧年設計一所大學:聖塔菲研究所的視角

摘要 我從複雜適應性系統的角度來考慮研究型大學,並為未來的大學提供了一些適度的建議——一個以學生為基礎的複雜適應性學習社區,其中反饋中心和跨學科的問題導向中心都發揮著核心作用。

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1998-09-01 工作論文 工作論文 #1021

一種或多種轉錄因子協同調控的基因及其在全真核基因組中的鑑定

摘要 許多真核基因的轉錄是透過轉錄因子(TF)之間的相互作用來調節的。合作性可能是同型的,涉及僅一種轉錄因子與基因調控區域中的多個位點的結合。它也可能是異型的,涉及多個 TF 的結合。兩種類型的協同性都有一個共同點,即各自 TF 的結合位點形成緊密連接的“簇”,結合位點組通常比單獨偶然預期的更緊密地關聯。此特性可用於識別受一個或多個具有已知 DNA 結合特異性的 TF 調節的基…

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1998-09-01 工作論文 工作論文 #1020

論進化生物學和古生物學中機會的雙重性

摘要 隨機性和非隨機性的辨識是演化研究中長期存在的問題。演化生物學和古生物學中的隨機思維鞏固了機率統計概念的使用,但演化研究中的機率概念超越了統計學。二元性一方面源自於統計意義的使用,另一方面源自於更嚴格的演化意義的使用。前者意味著不加區別的抽樣和由於多種原因造成的不可預測性的結合;後者將適應的獨立性和自然選擇所施加的方向性編入法典。通常,這些意義在演化研究中是分開的,根據經驗…

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1998-08-01 工作論文 工作論文 #1038

多樣性和最優性

摘要 在本文中,我們建構了一個能力有限的多樣化問題解決者的通用模型。我們使用這個模型得出兩個主要結果:(1) 一組不同的、有界的問題解決者可以找到困難問題的最佳解決方案,(2) 一組不同能力的問題解決者往往會共同勝過一組高能力的問題解決者,其中問題解決者的能力等於其預期的個人表現。

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1998-08-01 工作論文 工作論文 #1037

團隊中的相互監督:剩餘索取權與互惠的影響

摘要 工作團隊、信用協會、合作夥伴、當地公地情況和居民區中的同事進行監督往往是減輕激勵問題的有效手段。大多數對參與相互監督的動機的解釋要么依賴於小組規模,要么依賴重複交互的福克定理。我們提供了大型團隊成員之間單次互動中相互監控的解釋。我們方法的關鍵要素是,當團隊成員是剩餘索取者時,有些成員會受到互惠規範的激勵,在其他成員逃避責任時懲罰他們。我們為互惠規範的行為相關性提供了證據,…

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1998-08-01 工作論文 工作論文 #1035

群居昆蟲的自我同步與任務完成

摘要 一些作者假設觀察到的蟻群自我同步活動提供了一些適應性優勢,特別是,有人認為任務的實現可能受益於這種有序的時間行為模式(Robinson,1992;Hatcher 等,1992)。在本文中,我們將自同步活動模型(流體神經網路)和勞動分工調節模型(固定閾值模型)結合起來,表明在每個人的平均活動水平相同的情況下,自同步活動模式可能比隨機活動模式更有效地完成任務。

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1998-08-01 工作論文 工作論文 #1034

平行量子計算和量子程式碼

摘要 我們提出了 QNC 的定義,即高效並行類 NC 的量子模擬。我們展示了幾個有用的小工具,並證明各種類型的電路可以並行化到對數深度,包括用於編碼和解碼標準量子糾錯碼的電路,或者更一般地由受控非門、受控 pi 移位和哈達瑪閘組成的任何電路。最後,雖然我們注意到量子傅立葉變換可以並行化到線性深度,但我們推測更簡單的「階梯」電路不能並行化到小於線性深度,並且可以用來證明 QNC …

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1998-08-01 工作論文 工作論文 #1033

沙堆的計算複雜性

摘要 給定阿貝爾沙堆中沙子的初始分佈,在所有可能的雪崩發生後,沙子會鬆弛到什麼最終狀態?在 $d <= 3$ 中,我們證明這個問題是 P 完全的,因此幾乎肯定需要對系統進行明確模擬。我們還表明,確定沙堆狀態是否重複出現的問題在 $d \leq 3$ 中是 P 完全的。在 $d=1$ 中,我們給出了兩種演算法來預測大小為 $n$ 的格子上的沙堆,兩種演算法都比顯式模擬更快:一種是…

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1998-08-01 工作論文 工作論文 #1032

強互惠的演變

摘要 如果一個群體中在遺傳上不相關的成員因相互遵守社會規範而受益,那麼代理人可能會遵守該規範並懲罰違反者,即使這種行為不能以自私、以結果為導向的偏好來證明是合理的。我們稱之為強互惠。我們將其與弱互惠區分開來,即互惠利他主義、針鋒相對、完全契約下的交換以及其他形式的互利合作,這些合作可以用自私的結果導向的偏好來解釋。我們回顧了人類社會中強互惠的存在和重要性的令人信服的證據。然而,…

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1998-08-01 工作論文 工作論文 #1031

論城市的出現

摘要 本文包含一般類別的城市形成模型的描述。個體經濟主體對地點的偏好取決於人口分佈。一個地點的吸引力取決於其人口及其與其他代理人的平均距離的某種組合。經濟變數間接進入。採用這種廣闊的視角可以更深入地了解城市的形成方式以及對其位置和規模的初始條件的敏感性。此外,這一類模型支持城市出現的場景:在不假設智能體希望彼此靠近或居住在一起的情況下,智能體就會聚集到城市。

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1998-08-01 工作論文 工作論文 #1030

不確定性、困難性和複雜性

摘要 在本文中,我正式將不確定性、難度和複雜性定義為問題和環境的測量以及分析範式,並討論了難度和不確定性範式在製度研究中的重要性。

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1998-08-01 工作論文 工作論文 #1029

棄權導致兩黨投票動態出現分歧

摘要 在最近的空間投票模型中平台適應的動態系統模型中,米勒和施塔德勒表明,假設選民效用函數為凹且完全參與,則在平均選民位置處存在全局穩定均衡。在這裡,我們表明,取決於選民和平台之間的距離的棄權可能會導致分歧,導致平均選民平衡不穩定。我們發現多達七個均衡,其中多達四個是平台動態的本地吸引子。

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1998-07-01 工作論文 工作論文 #1046

巢內競爭與親代投資的最佳化分配

摘要 在本文中,我們介紹了一種簡單的巢內競爭生長模型,該模型可以在不可預測的食物條件下,在表現出親代照顧、漸進供應和初始巢產量過剩的物種中最大限度地提高親代適應性。我們認為,兄弟姊妹之間的競爭可能為父母提供一種近似機制,以根據食物條件調整倖存後代的數量或社會物種群體的社會組織。

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1998-07-01 工作論文 工作論文 #1045

社會性昆蟲巢複雜性的起源

摘要 社會性昆蟲:令人印象深刻的建築師和建築商在社會性昆蟲社會(所有螞蟻和白蟻,以及某些種類的蜜蜂和黃蜂都是社會性的)進行的各種各樣的集體活動中,由於個體和集體水平之間存在差異,建築無疑是最壯觀的[1 4]。這種築巢的能力(其中一些可能極其複雜)對於博物學家和科學家來說仍然是一個令人著迷的問題。巢穴複雜性的起源仍然是一個未解之謎。很少有著作涉及對建築行為機制及其調節的分析。圖 …

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1998-07-01 工作論文 工作論文 #1041

使用自組織映射進行圖分區

摘要 具有可變局部拓撲的自組織映射被證明是一種相當好的啟發式方法,可以找到 NP 完全 $k$ 路圖劃分問題的近似解決方案,其中加權圖必須劃分為大小相等的 $k$ 簇,同時最小化簇間邊的總權重。等尺寸約束是透過地圖趨於近似的訓練點分佈來實現的,最小割約束是透過相鄰節點的同時更新來實現的。平均場分析表明,該演算法的複雜度最多為 $0(n^3/ E )$,其中 $n$ 是圖的頂點數…

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1998-07-01 工作論文 工作論文 #1042

蟻群中的群體與大規模招募:接觸率的影響

摘要 在覓食依賴群體和大規模招募的情況下,從理論上研究了接觸率對螞蟻覓食的效率(利用有利可圖的環境的能力)和靈活性(追蹤不斷變化的環境的能力)的影響。結果表明,不同規模的團體可以實現效率和靈活性的結合:(1)大規模招募與低水平的團體招募相結合,(2)聯繫率監管薄弱。這些結果是結合實證工作來討論的。

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1998-07-01 工作論文 工作論文 #1043

社會性昆蟲群體作為複雜的適應系統

摘要 社會性昆蟲是複雜的適應系統,在一系列約束條件下進行自我組織。雖然重要的是要承認社會性昆蟲的全球秩序可能是昆蟲之間內部相互作用的結果,但同樣重要的是要考慮到外部因素和約束,更重要的是,群體及其環境可能透過內部和外部因素之間的相互作用相互影響。這句話的範圍超出了社會性昆蟲的範圍,適用於廣泛的生物系統,包括生態系統。

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1998-07-01 工作論文 工作論文 #1044

用於繪製大圖的自組織映射

摘要 自組織映射 (SOM) 是無監督的競爭性神經網絡,用於將高維資料投影到低維空間。在本文中,我們將展示如何使用 SOM 在平面上繪製圖形。基於 SOM 的圖形繪製方法屬於一般類力導向演算法,允許繪製任意加權圖形。它對於繪製大型圖形特別有效,並且可以用作應用更複雜的方法之前的預處理步驟。

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1998-07-01 工作論文 工作論文 #1039

隨機漫步s, 碎形s and the Origins of Rain森林 多樣性

摘要 雨林因其極其豐富的物種而聞名。在最茂盛的雨林中,每公頃的每一棵樹都是不同的物種。因此,大多數物種都很稀有。使用來自世界不同地區研究的實地數據,我們表明物種豐富的圖通常顯示由 $I$ 個體代表的物種數量 $N s(I)$ 的分佈,其冪律形狀 $N s(I) \procto I^{ \beta}$ 與 $\beta \approx 1.5$。冪律是接近臨界點的系統的特徵(但不…

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1998-07-01 工作論文 工作論文 #1040

真實流感流行中全球混合的證據

摘要 人們對法國流感傳播的時空行為進行了研究,發現一旦報告病例數首次開始增加,即疫情高峰前約 15 至 25 週,跨越整個領土的代數空間相關性(指數 $\alpha = 0.34$)就存在。這一結果令人驚訝,因為人們預計,遠程相關性(如果有的話)僅在最大發生率附近存在,而我們的觀察表明,在觀察到的流行病一開始就存在潛在的非平凡空間結構。觀察到的長期相關性實際上存在於人口的空間分…

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1062

將公司建模為網絡

摘要 本文的目的是提出並分析公司的一般網路模型。此模型可以涵蓋先前幾位研究者的分析,例如 DeCanio 和 Watkins (1977)、Radner (1992, 1993)、Miller (1996)、Van Zandt (1996a、1996b、1997) 以及 Van Zandt 和 Radner (1996)。然而,它比這些例子中的每一個都更廣泛。反過來,該模型可以…

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1060

自動機扮演的蜈蚣的類似動作與合作

摘要 本文分析了羅森塔爾「蜈蚣」的修改版本的演化動力學,其中玩家的策略由有限狀態自動機表示。在所考慮的框架中,實施不同策略所需的自動機在複雜性和成本方面可能有所不同。這是因為玩家必須在不同的資訊集中識別相似的情況和相似的動作。對原始遊戲的這種修改引入了一種不穩定的平衡,在這種平衡中,所有策略都在玩家群體中體現。憑藉不受干擾的複製動力學,系統最終收斂到屬於一系列休息點的某個點,當…

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1061

多維度的不平等與再分配

摘要 在適應性政治家模型下研究了沒有純粹策略均衡的三級再分配博弈。這個模型使我們能夠將「一人一票」的再分配模型與強調政治影響力的模型結合起來,研究不同社會階層何時會形成相互對抗的聯盟,以及這種互動中可能出現哪些類型的再分配政策。對於廣泛的參數規範,我們發現不平等與重新分配呈負相關。

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1059

在具有內生願望的學習模式中合作的傳播

摘要 在本文中,我們在古諾寡占的背景下建立了一個基於願望的空間學習模型,我們希望從中探索導致企業之間合作出現的條件。我們考慮一個由許多相同的雙頭壟斷組成的經濟體;每個雙寡頭都放置在一個圓環的正方形上。雙寡頭是有限理性的代理人,他們採用一個非常簡單的行為規則:如果他們至少賺取平均利潤,他們就不會改變策略;如果他們的利潤低於平均水平,他們就會模仿鄰居所採取的策略。我們考慮了這個簡單…

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1058

廣義勒貝格空間及其在統計學上的應用

摘要 統計需要考慮透過有限度量的分數冪的後驗平均值定義的「理想估計值」。在本文中,我們研究 $L {1/\delta}$,即由有限測度 $\delta$ 次方 $\delta \in (0,1)$ 跨越的線性空間。結果顯示 $L {1/\delta}$ 概括了勒貝格函數空間 $L {1/\delta}(\mu)$,並共享其大部分重要屬性:它是一個一致凸(因此自反)Banach …

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1057

使用大規模平行計算機預測 RNA 鹼基配對機率

摘要 我們提出了 McCaskill 演算法的實現,用於計算大規模平行訊息傳遞架構的 RNA 分子的鹼基對機率。此程序可用於常規折疊超過 10000 個核苷酸的 RNA 序列。討論了完整病毒基因組的應用。

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1056

自動偵測 RNA 病毒基因組中的保守鹼基配對模式

摘要 幾乎所有 RNA 分子——以及大 RNA 分子的幾乎所有子序列——都形成二級結構。因此,二級結構本身的存在並不顯示任何功能意義。事實上,我們可能不會期望病毒基因組或 mRNA 的所有部分都具有保守的二級結構,即使存在顯著水平的序列保守性。我們提出了一種檢測相關 RNA 序列家族中保守 RNA 二級結構的新方法。我們的方法是基於預測所有平衡鹼基配對機率的矩陣和比較序列分析的…

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1055

優化歷元進化搜尋:族群規模獨立理論

摘要 時代動態是自然和人工進化過程中的常見行為,其中人口適應性的長期停滯被突然的創新所打斷。我們使用最新的時代進化定量數學分析來估計達到全局最優的適應度函數評估的平均次數,作為族群規模和突變率的函數。然後用它來導出進化參數的估計和界限,從而最大限度地減少搜尋工作。

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1054

適應性治理:忠誠度的作用

摘要 本文關注縱向企業間關係的治理,即工業、中間產品市場上的買家與其供應商之間的關係。互動的、自適應的買家和供應商網路被視為複雜的自適應系統(Holland and Miller 1991),我們使用電腦模擬對其進行研究。從靜態交易成本經濟角度出發,我們的模型得到了擴展,允許忠誠行為和信任的建立,以及關係的時間和網絡嵌入。本文分析了關係如何隨時間發展:參與者在評估預期獲利能力和…

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1053

不完全市場、借貸限制和外匯風險溢價

摘要 大量文獻表明,貨幣投機的回報具有高度波動性,並且具有可預測的成分,而該成分本身也具有高度波動性和序列相關性。然而,事實證明,透過風險溢價的存在來解釋貨幣投機的回報是很困難的。特別是,具有完整市場和時間可分離偏好的模型會產生幾乎恆定的風險溢價。本文解決了一個由兩個市場不完全的貨幣經濟體組成的模型,其中代理人受到借貸約束。本文研究了這樣的框架是否能夠解釋外匯風險溢酬的波動性和…

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1052

關於動物和人類腦血流、突觸修剪和早期智力發展之間的關係

摘要 對大鼠、靈長類動物和人類的神經生理學和行為觀察表明,流向大腦感覺和認知區域的血量隨著環境刺激和相互作用的程度而增加。這些研究提供了有關大腦突觸結構和活動的早期發育速度和程度以及隨之而來的代謝需求增加的信息,以及一些認知相關的證據。

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1051

工作網絡與持續不平等的動態模型

摘要 本文調查了當地經濟的特性,其中人際關係對於尋找工作非常重要。模型中的互補性在經濟體中人力資本的分佈、社會網絡的特徵和均衡勞動市場動態之間產生了有趣的非線性關係。該模型被證明與自 1970 年以來關於貧窮鄰裡集中度增加的許多典型事實是一致的。我認為,與先前關注人力資本累積的模型相比,這種類型的模型更符合關於鄰裡貧窮的經驗事實。

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1050

因果狀態的熱力學深度:當在奧卡姆池中划船時,淺度是一種美德

摘要 熱力學深度是一種有吸引力但有缺陷的複雜性度量。它取決於系統的一組宏觀狀態,但無論是 Lloyd 和 Pagels 最初的介紹或任何後續工作都沒有考慮如何選擇這些狀態。因此,深度本質上是主觀的。計算力學提供了系統最小的、必要的因果狀態的定義以及尋找它們的過程。我們表明,熱力學深度的增加率或「潛水」是系統的反時香農熵率,因此深度僅測量宏觀隨機性程度,而不測量結構。我們根據因果…

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1049

資訊幾何、貝葉斯推理、理想估計和誤差分解

摘要 在統計學中,有必要研究許多機率分佈之間的關係。資訊幾何闡明了所有分佈空間上的幾何結構。當與貝葉斯決策理論結合時,它產生了「理想估計」的新概念。它們唯一地存在於有限測度的空間中,並且通常是足夠的統計量。任何模型的最佳估計都是透過將理想估計投影到該模型上來給出的。誤差分解定理將估計誤差分解為統計誤差和近似誤差總和。它們可以擴展以產生高階漸近。此外,在資訊幾何中不變定義的某些統…

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1048

組織設計及產租資源的獲取

摘要 在公司基於資源的觀點中,出現了一個動態的故事,其中公司歷史上積累的知識以及嵌入組織慣例和結構中的知識影響公司認識新資源和能力價值的能力。本文探討了企業選擇組織設計以提高其意識和重視產生租金的資源和能力的可能性。開發計算模型是為了研究組織探索其環境以獲取新功能的願望與組織利用現有功能的需要之間的緊張關係。

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1998-06-01 工作論文 工作論文 #1047

Arborscapes:基於群體的多主體生態擾動模型

摘要 本文提出了一種基於代理、物件導向的森林動態生態模型,旨在研究幹擾對多樣性的作用。 Arborscapes 基於 Swarm,這是一個基於代理的軟體平台,為生態建模提供了優勢,包括一套標準化的物件、調度和探針庫,以及繼承、訊息傳遞、封裝和層次結構等架構功能。物件導向的模型比以過程為導向的模型更透明、可移植且更容易修改,因此有望促進計算實驗的協作。 Arborscapes 的…

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1998-05-01 工作論文 工作論文 #1068

使用遺傳演算法鑑定資訊豐富的分子譜成分

摘要 目前的 DNA 分析技術可以使用個體的少量 DNA 對數百個電泳條帶進行評分。試驗實驗中的樣本量通常比分子譜中包含的條帶數小幾個數量級。然而,重要的是透過識別那些包含有用資訊的子集來減少評分帶的數量。可以使用更大尺寸的樣本進一步表徵所識別的資訊成分,從而不會浪費實驗資源。資訊豐富的配置文件組件提高了根據評分帶模式將其成員身份未知的個體分配到其實際組的能力。此類實驗的特點是…

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1998-05-01 工作論文 工作論文 #1067

RNA 的完全次優摺疊和二級結構的穩定性

摘要 提出了一種嚴格產生最小自由能和任意上限之間的所有次優二級結構的演算法。該演算法在最小自由能附近表現得特別好。這使得統計量的有效近似成為可能,例如配分函數或結構多樣性的測量。低能量狀態密度及其相關結構對於從熱力學角度評估基態的定義程度至關重要。我們透過探索鹼基修飾在 tRNA 二級結構中的作用來證明這一點,無論是在「大腸桿菌」的單一序列層級上,還是透過比較人工生成的具有相同…

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1998-05-01 工作論文 工作論文 #1066

一次性生髮中心模型的動力學:對親和力成熟的影響

摘要 在免疫反應期間,與觸發反應的抗原反應的抗體的親和力隨著時間的推移而增加,這種現象稱為親和力成熟。親和力成熟的分子基礎已部分闡明。它涉及抗原刺激的生髮中心 B 細胞內免疫球蛋白 V 區基因的體細胞突變以及隨後選擇的高親和力變體。這種突變和選擇過程非常有效,並產生大量高親和力變體。負責該過程效率的機制尚未被充分理解。開普勒和佩雷爾森提出,存在多輪擴張、突變和選擇,細胞在一輪中…

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1998-05-01 工作論文 工作論文 #1065

化學系統中動態層次結構的自我複製

摘要 在生物系統中,高階超結構似乎以直觀和形式的方式出現。從分子層次的描述開始,我們有:分子、聚合物、超分子結構、細胞器、細胞、組織、器官等,但在這些系統的模型和模擬中,事實證明很難從第一原理產生更高階的湧現結構。我們示範了單體(一級結構)如何組成聚合物(二級結構),而聚合物(二級結構)可以組裝成有序的膠束(三級)結構,而這些結構可以在催化額外兩親分子的形成時進行自我複製。這種…

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1998-05-01 工作論文 工作論文 #1064

重溫標準鍵盤和德沃夏克鍵盤:速度的直接測量

摘要 據稱,德沃夏克鍵盤遠遠優於標準打字機鍵盤。然而,早期關於兩種鍵盤相對優點的研究都沒有提供明確的衡量標準,即允許將結果僅歸因於鍵盤之間的差異。目前的研究首次提供了同一個人使用兩個鍵盤的速度的直接測量。八名經驗豐富的標準鍵盤打字員,其技能範圍從終端高中學員的中位數速度到超過有經驗員工的 97% 速度(每分鐘 45 81 個單字),在兩個鍵盤上鍵入高頻二合字母,導致德沃夏克鍵盤…

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1998-05-01 工作論文 工作論文 #1063

共生智慧:人類互動驅動的分散式網路上的自組織知識

摘要 透過概念性例子和論證,我們認為網路與人類的共生結合將導致人類先前存在的自組織社會結構的顯著增強。智慧分散式資訊系統的獨特能力(相對無損的傳輸和詳細簽名的捕獲)與人類獨特的能力(複雜但有限的系統的處理和分析)的結合將能夠在我們日益複雜的世界中解決基本問題。該能力可能提供個人、組織或政府無法直接實現的解決方案。

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1998-04-01 工作論文 工作論文 #1071

集體選擇與相互知識結構

摘要 複雜系統研究中的一個重要難題是,在什麼條件下,相互作用的主體的資訊聚合會導致穩定或不穩定的集體結果。我們提出了一個思考集體結果的穩定性和不穩定性的整體框架,重點在於相互知識的影響。我們表明,如果一個複雜的聚合選擇系統尊重相互的知識結構,那麼穩定的集體結果的前景就會大大改善。我們的獨立於領域的結果適用於集體選擇,從感知(感知資料的解釋是由感知模組的集合做出的)到社會選擇(群…

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1998-04-01 工作論文 工作論文 #1069

Mechanisms of 湧現的 計算 in 細胞自動機

摘要 我們引入了一類嵌入粒子模型,用於描述在細胞自動機(CA)中觀察到的新興計算策略,這些策略是為執行某些計算任務而進化的。透過將模型的估計性能與其建模的 CA 的實際性能進行比較來評估模型。結果表明,透過緊密的定量一致性,嵌入式粒子框架捕獲了這些進化的 CA 中出現的新興計算的主要資訊處理機制。

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1998-04-01 工作論文 工作論文 #1070

演化的連續性:論轉變的本質

摘要 為了區分連續和不連續的演化變化,需要表型之間的接近關係。這種關係是基於一種表型可透過基因型的變化從另一種表型獲得的機率。這透過計算 tRNA 二級結構的形狀鄰域來舉例說明,並提供 RNA 中不連續形狀變換的表徵。在選擇下複製和突變 RNA 群體的模擬表明,突然的適應性進展大部分(但並非總是)與不連續的形狀轉變一致。這些轉變的本質闡明了中性遺傳漂變在其實現中的關鍵作用。

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1998-03-31 工作論文 工作論文 #1080

交流合作

摘要 通訊在生物、計算、經濟和社會系統的組織和運作中發揮著至關重要的作用。代理通常將他們的行為基於從他人收到的信號,並且也認識到他們發送的信號的重要性。在這裡,我們開發了一個框架來分析自適應系統中通訊的出現。該框架可以研究由智能體組成的系統,這些智能體具有策略性地發送和接收通訊的能力。雖然建模框架非常通用,但我們在這裡關註一個特定的應用,即單次囚徒困境中的合作分析。我們發現,與…

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1998-03-31 工作論文 工作論文 #1079

中性網路上的複製和變異

摘要 RNA 序列折疊成二級結構被視為一張圖譜,為每個序列分配唯一定義的鹼基配對模式。這種映射是不可逆的,因為許多序列折疊成相同的(二級)結構或形狀。地圖的原像稱為中​​性網絡,與形狀唯一相關,反之亦然。隨機圖論用於在序列空間中建立網絡,這些網絡是中性網絡的合適模型,因為它們與中性網絡共享大多數進化相關的屬性。分子準種理論(最簡單的版本)已應用於單峰適應度景觀的複製和突變。透過…

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1998-03-31 工作論文 工作論文 #1078

直方圖蒙特卡羅方法中的誤差估計

摘要 我們研究了蒙特卡羅資料分析的直方圖重新加權方法的誤差來源。我們證明,除了其他地方研究過的標準統計誤差之外,還有另外兩個誤差源,一個是透過重新加權樣本中的相關性產生的,另一個是透過有限長度模擬採樣的有限能量範圍產生的。我們證明,雖然與統計波動相比,前一種校正通常可以忽略不計,但後者可能並非如此,並根據後一種校正的大小給出了判斷直方圖外推有效性範圍的標準。

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1998-03-31 工作論文 工作論文 #1077

博弈論、複雜性與簡單性第三部分:批判與展望

摘要 博弈論、經濟學和物理學在進一步討論博弈解決方案的新方法之前,有必要提醒我們自己馮諾依曼和摩根斯特恩(1944)的最初觀察。首先,我們要認識到,目前還不存在普遍的經濟理論體系。 ……原因是經濟學是一門太難的科學,無法快速建構......只有那些無法理解這個條件的人才可能嘗試建構普遍系統。即使在比經濟學先進得多的科學領域,例如物理學,目前也沒有通用的系統。繼續用物理學來比喻:…

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1998-03-31 工作論文 工作論文 #1076

博弈論、複雜性與簡單性第二部分:問題與應用

摘要 第一部分對博弈論的基本概念進行了解釋性概述。記錄了代表遊戲的不同形式,並討論和說明了各種解決方案。在這裡,我們研究了那些自視為博弈論學家的人和其他利用博弈論的人所採用的截然不同的方法。我們研究了遊戲理論的多種使用和發展方法中的四個最重要的區別。我們認為: 1. 博弈論是數學; 2. 博弈論作為科學; 3. 作為哲學的博弈論;4. 博弈論作為倡導。

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1998-03-31 工作論文 工作論文 #1075

發現非關鍵組織:一維自旋系統中模式的統計力學、資訊理論與計算視圖

摘要 我們比較和對比空間過程中「結構」和「模式」的三種不同但互補的觀點。為了確定性和分析清晰度,我們將所有三種方法應用於最簡單的空間過程類別:具有有限範圍相互作用的一維伊辛自旋系統。這些非關鍵系統非常適合這項研究,因為作為系統參數函數的結構變化比關鍵系統中發現的變化更加微妙,在關鍵系統中,在相變時,許多可觀測值發散,從而使結構變化的檢測變得明顯。這項調查表明,資訊理論和計算力學…

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1998-03-31 工作論文 工作論文 #1074

並行量子計算的一些注意事項

摘要 我們展示了一些可用於為量子演算法設計淺層並行電路的簡單小工具。我們證明,任何完全由非受控閘或對角閘組成的量子電路都可以並行化到對數深度,而由兩者組成的電路則不能。最後,雖然我們注意到量子傅立葉變換可以並行化到線性深度,但我們展示了一個與其相關的簡單量子電路,我們認為它不能並行化到小於線性深度,因此可以用來證明 $QNC < QP$。

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1998-03-31 工作論文 工作論文 #1073

滅絕率的下降和化石記錄的自相似性

摘要 最近,研究顯示顯生宙滅絕強度的功率譜呈現冪律形式,這可能表明滅絕過程的動力學中存在關鍵現象。在本文中,我們使用 Sepkoski 編制的廣泛化石資料庫重現了這些結果,並展示了兩個新結果。首先,我們證明了 Sepkoski 資料庫的冪律指數與先前作者發現的指數有很大不同;其次,我們證明冪律形式可以解釋為顯生宙期間平均滅絕率下降的結果。因此,在這種情況下不需要援引臨界現象來解…

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1998-03-31 工作論文 工作論文 #1072

博弈論、複雜性與簡單性第一部:教程

摘要 遊戲理論至今已有 50 多年的歷史。它的應用和誤用比比皆是。現在它是「受人尊敬的」。爭取晉升的聰明的年輕經濟理論家需要了解代理理論、聲譽理論、新的產業組織、拍賣理論、均衡的改進以及常識問題,並了解博弈論在生物學、政治學、法律甚至人類學中的應用。公眾都知道諸如“零和遊戲”之類的短語。許多對博弈論幾乎一無所知的人都聽過「囚徒困境」。 「戰略」這個詞被賦予了科學的意義。報紙專欄…

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1998-03-01 工作論文 工作論文 #1081

前哥倫布時代北美的公共建築與電力

摘要 考慮到國家級社會,布魯斯·觸發器(Bruce Trigger,1990)將紀念碑描述為一種炫耀性消費形式,炫耀精英們有能力挑戰最省力的原則,而這種原則對於構建社會和經濟組織的其他方面非常重要。然而,我將要討論的史前北美社會通常不被認為是“國家”,這種情況使我們能夠詳細討論比埃及或中美洲可能規模更小的運作過程。這可能需要我們限定觸發器的特徵,至少對於正在考慮的最早的社會來說…

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1998-02-28 工作論文 工作論文 #1084

人工進化系統和生物圈中演化活動的比較

摘要 Bedau 和 Packard [7] 設計了一種量化人工系統中自適應現象的方法。我們使用這種方法來定義兩個統計量:累積演化活動和平均累積演化活動。然後,我們在演化時間尺度上測量兩個人工系統和生物圈中累積演化活動的動態,即平均累積演化活動和多樣性,如化石記錄所示。我們也透過人工模型的選擇性中性類似物來測量這些統計數據。比較這些數據促使我們得出三個結論:(i)進化活動統計確…

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1998-02-28 工作論文 工作論文 #1083

可視化基因型的演化活動

摘要 我們介紹了一種可視化基因型演化活動的方法。根據 Bedau 和 Packard [11] 的提議,我們根據基因型在演化群體中集中的歷史來定義其演化活動。為了可視化這種演化活動,我們將基因型群體中演化活動的分佈作為時間的函數繪製出來。適應性顯著的基因型在這些圖中描繪出一條顯著的線或「波」。這些波的品質顯示了各種進化現象,例如競爭排斥和隨機遺傳漂變。我們將此方法應用於自複製彙…

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1998-02-28 工作論文 工作論文 #1082

長期演化動力學的分類

摘要 我們提出的經驗證據表明,長期演化動力學分為三個不同的類別,取決於適應性演化活動是否不存在(第 1 類)、有界(第 2 類)或無界(第 3 類)。這些類別是使用三個統計數據來定義的:多樣性、新的演化活動(Bedau & Packard,1992)和平均累積演化活動(Bedau 等人,1997)。這三個類別劃分了 Holland 的 Echo 模型(Holland,1992)…

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1998-02-01 工作論文 工作論文 #1090

自動分類元胞自動機

摘要 元胞自動機(CA)中的「滑翔機」動力學,其中相干配置出現並相互作用,提供了簡單系統中自組織的鮮明實例。這種行為被 Wolfram 歸類為第 4 類或複雜行為(而不是有序或混亂),並且是人工生命的原始動機之一。由於滑翔機動力學在 CA 規則空間中相對罕見,因此許多研究都集中在少數已知的複雜規則上。然而,更一般的理論將受益於許多範例,這些範例現在可用於透過所描述的方法找到的 …

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1998-02-01 工作論文 工作論文 #1088

科學知識的各種限制

摘要 任何知識領域都是由限制和連結的複雜互動所構成的。看似限制性的限制實際上可能顯示出解放性。我們討論極限在現實世界、數學理想化以及它們之間的映射中所扮演的角色。我們提出了限制的分類,並建議知識的限制如何以及何時出現為可以推進知識的挑戰。

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1998-02-01 工作論文 工作論文 #1089

不可計算性與難處理性:對物理學重要嗎?

摘要 在過去的六十年裡,數學和理論計算機科學出現了一系列不可能的結果,宣告了不可判定性、不可計算性和棘手性。這些不可能的結果應該引起物理學的關注嗎?討論了其中兩個不可能的結果:不可計算性是否應該引起物理學家的注意?物理學家應該關注棘手性嗎?這些問題的答案受到所使用的抽象計算模型的影響。思考過這個問題的物理學家似乎更喜歡圖靈機模型,但實數模型可能更合適。物理學家是否應該考慮圖靈機…

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1998-02-01 工作論文 工作論文 #1087

自動偵測完整RNA病毒基因組中的保守RNA結構元件

摘要 我們提出了一種檢測相關 RNA 序列家族中保守 RNA 二級結構的新方法。我們的方法是基於熱力學結構預測和系統發育比較的組合。與純粹的系統發育方法相比,我們的演算法可用於大約十個序列的小資料集,有效地利用序列變異性中包含的資訊。該過程僅對與單一保守結構一致的序列部分建構預測。我們的實現產生了合理的共識結構,無需用戶幹預。例如,我們分析了完整的 HIV 1 和丙型肝炎病毒基…

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1998-02-01 工作論文 工作論文 #1086

從複雜系統的角度看認知科學中的「計算與動力學」爭論

摘要 我回顧了認知科學中計算方法和動力學方法之間所謂的對立。我認為計算和動力學概念對於認知的完整解釋性解釋都是必要的,並給出了關於複雜系統的最新研究如何導致計算和動力學解釋風格之間急需的和解的觀點。

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1998-02-01 工作論文 工作論文 #1085

振幅 Spectra of 適應度景觀s

摘要 可以使用由底層配置空間的結構確定的傅立葉變換將適應度景觀分解為基本景觀。從傅立葉變換獲得的振幅頻譜包含有關地形崎嶇程度的資訊。它可用於分類和比較的目的。我們在這裡考慮三種非常不同類型的景觀,使用突變和重組來定義配置空間的拓撲結構。提出了估計幅度譜的可靠程序。該方法基於某些相關函數,這些函數很容易從景觀的實證研究中獲得。

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1998-01-31 工作論文 工作論文 #1091

認知過程中計算的動態實施例

摘要 動力學不足以實現認知,也不能取代大腦行為的訊息處理面向。此外,動力學和計算並不矛盾,而是相當相容的。它們可以被綜合,以便任何動態系統都可以根據其內在的計算組件進行分析。

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1998 已發表論文

摘要 我們探討了空間投票下兩方競爭模型的動態

摘要 我們探討了空間投票下兩方競爭模型的動態。各政黨可以根據選民偏好和反對派平台所施加的投票梯度,逐步調整其平台。這個模型的重點是由這些條件形成的動態系統,特別是我們檢查瞬態路徑的特徵和演化平台的收斂點。我們發現,在機率投票的簡單空間模型中,無論各方的初始平台如何,平台最終都會收斂到一個獨特的、全局穩定的均衡,與選民偏好立場的強度加權平均值相符。這一結果對於選民偏好和政黨行為的…

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1998 已發表論文

蟻群中的群體與大規模招募:接觸率的影響

摘要 在覓食依賴群體和大規模招募的情況下,從理論上研究了接觸率對螞蟻覓食的效率(利用有利可圖的環境的能力)和靈活性(追蹤不斷變化的環境的能力)的影響。結果表明,如果(1)大規模招募與低水平的團體招募相結合,並且(2)聯繫率受到較弱的監管,則可以在各種規模的團體中實現效率和靈活性的結合。這些結果是結合實證工作來討論的。 (C) 1998 年學術出版社。 ※ 此為已發表論文,全文需…

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1998 已發表論文

延遲時間和不存在群體效應

摘要 我們建議不必援引群體效應來解釋白蟻Macrotermes subhyalinus (Rambur) 中不同大小的群體在建造開始時表現出的潛伏時間的差異。提出了一個簡單的替代模型,該模型與實驗數據完全一致。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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1998 已發表論文

滴水的水龍頭有螞蟻

摘要 The formation of droplets of ants is observed under certain experimental conditions. An aggregate forms at the end of a rod, the size of this aggregate fluctuates, and a droplet containin…

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1998 已發表論文

迭代交通模擬的鬆弛準則

摘要 迭代交通微觀模擬透過在微觀模擬和路線規劃器之間迭代來調整旅客路線計畫。在每次迭代中,路線規劃器都會根據前面的微觀模擬來調整個人的路線選擇。根據經驗,此過程會產生良好的結果,但在對現實世界流量進行建模時通常不清楚何時停止迭代過程。本文研究了判斷迭代過程鬆弛的幾個標準,強調了與旅行者決策相關的標準。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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1998-01-01 工作論文 工作論文 #1105

在線性平行時間內執行量子傅立葉變換

摘要 我們展示了一個量子電路,可以在 $(n)$ 深度的 $n$ 量子位元上執行量子傅立葉變換。因此,平行量子電腦可以在線性時間內執行 QFT。我們推測,事實上,這可以減少到 $(log n)$ 深度,這會將 QFT 置於可在對數並行時間內解決的問題的 QNC 類別中。

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1998-01-01 工作論文 工作論文 #1102

螞蟻招募活動的同步

摘要 螞蟻基於招募的覓食的簡單模型說明了這樣的想法:當需要最少數量的活躍個體來建立和維持食物源開發時,同步活動模式可以賦予蟻群更有效地覓食的能力。這個模型可以擴展到涉及招募的其他活動,可能有助於解釋為什麼在幾種螞蟻中觀察到同步爆發。

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1998-01-01 工作論文 工作論文 #1103

昆蟲社會的固定反應閾值和分工規定

摘要 我們基於固定反應閾值的概念,引入了昆蟲社會勞動分工調節的簡單數學模型。具有不同閾值的個體對與任務相關的刺激的反應不同。與高閾值個體相比,低閾值個體參與的刺激程度較低。我們證明這個簡單的模型可以解釋 Wilson(1984)的實驗觀察,將模型擴展到更複雜的情況,探索其屬性,並研究在什麼條件下它可以解釋時間多民族主義。

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1998-01-01 工作論文 工作論文 #1104

基因組定序中的島長度分佈

摘要 我們考慮透過焊接重疊克隆島來建立基因組物理圖譜的一般問題。克隆長度的分佈和重疊檢測的非均勻機率都被考慮在內,後者僅限於馬可夫情況,其中僅需要發展島末端的位置。在固定克隆長度或嚴格重疊準則的特殊情況下獲得島長度分佈的精確結果,在一般情況下獲得平均值和變異數。海洋長度分佈的確定還可以發現島嶼數量和重疊群數量分佈。

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1998-01-01 工作論文 工作論文 #1101

外平面圖的最小循環基

摘要 雙連通外平面圖具有獨特的最小循環基礎,長度為 $2 E V $。它們是唯一具有這種長度的循環基礎的哈密頓圖。

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1998-01-01 工作論文 工作論文 #1100

中性選擇對分子物種演化的影響

摘要 我們引入了一種具有可調中立度的適應度景觀的新演化模型。該模型使我們能夠研究經歷中性演化的分子物種的一般特性。我們發現 RNA 序列結構圖中出現的許多現像也存在於我們的一般模型中。例子是出現佔據基因型空間一小部分的「共同」結構,隨著基因型長度的增加趨於統一,以及滲透中性網絡的形成,其覆蓋基因型空間,使得可以在空間中任何點的小半徑內找到這種網絡的成員。我們也描述了許多新現象,…

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1998-01-01 工作論文 工作論文 #1099

螞蟻墓地組織的相序動力學

摘要 使用元胞自動機模型模擬螞蟻對屍體的聚集,其規則是從實驗中精心推導出來的。從屍體的隨機空間分佈開始,墓地將自身組織成屍體簇。聚類的動力學可以與具有標量守恆序參數的二維理想化磁系統的相序動力學進行比較。特別是,發現了結構因子和團簇生長動力學的標度關係,可以與相序動力學理論預測的進行比較。觀察到的指數與早期相有序動力學中預期的指數一致。

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1998-01-01 工作論文 工作論文 #1098

延遲時間和群體效應的缺失:兩個例子

摘要 我們建議不必援引群體效應來解釋不同規模的群體在白蟻「Macrotermes subhyalinus」(Rambur)的建築啟動過程中以及蜜蜂「Apis mellifera」的各個亞種的攻擊行為啟動過程中表現出的潛伏時間差異。提出了一個簡單的模型,與實驗數據完全一致。

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1998-01-01 工作論文 工作論文 #1097

昆蟲社會的反應閾值強化與分工

摘要 引入了基於可變響應閾值的昆蟲社會分工模型。反應閾值是指對與任務相關的刺激做出反應的可能性。低閾值個體在比高閾值個體更低的刺激水平下執行任務。在個別工人中,執行給定任務會導致相應閾值的降低,而不執行該任務會導致閾值的增加。這種組合的強化過程導致了專門工人的出現,即來自一群最初相同的個體的對與特定任務要求相關的刺激更敏感的工人。提出了由該模型產生的任務專業化動態的預測。也預測…

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1998-01-01 工作論文 工作論文 #1096

使用「智慧型」類螞蟻代理在電信網路中進行路由

摘要 繼 Appleby 和 Stewart (1994) 以及 Schoonderwoerd 等人的最初工作之後,提出了一種基於類螞蟻代理的簡單機制,用於電信網路中的路由和負載平衡。 (1997)。在目前的工作中,代理與 Schoonderwoerd 等人提出的代理非常相似。 (1997),但補充了簡化的動態編程能力,最初由 Guérin (1997) 用更複雜的代理進行實驗…

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1998-01-01 工作論文 工作論文 #1094

簡單代理程式的複雜架構設計

摘要 提出了由簡單代理在 3D 晶格上隨機移動並根據磚塊的局部配置確定性地沉積磚塊而產生的複雜架構。其中一些架構與真正的黃蜂巢架構驚人地相似。但在上述所有可能的演算法空間中,大多數演算法都會產生無結構的形狀。由人工智慧在晶格上生長的可能建築空間,並且能夠根據當地的環境狀態沉積兩種類型的磚塊,是巨大且漫長的探索過程,即使人們將注意力限制在(至少部分地)空間各向同性規則上。為了克服…

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1998-01-01 工作論文 工作論文 #1095

受社會性昆蟲分工模型啟發的自適應任務分配

摘要 社會性昆蟲為我們提供了一個強有力的比喻來創建由簡單互動且通常是移動的代理組成的去中心化系統。社會性昆蟲新興的集體智慧──群體智慧──並不存在於複雜的個體能力中,而是存在於個體之間以及個體與環境之間的互動網絡中。特別是,最近提出的原始群居黃蜂群體的勞動分工模型,基於響應閾值的簡單強化,可以轉化為任務分配的分散自適應演算法。這種演算法的應用是在郵件公司的背景下提出的,但實際上…

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1998-01-01 工作論文 工作論文 #1093

系統依賴選擇、生態回饋與生態系功能結構的出現

摘要 大多數自然選擇模型都假設物質環境保持不變,或以與經歷選擇的生物體的基因頻率變化(以及因此表型分佈的變化)無關的方式波動。在本文中,我們考慮當這個假設不成立時,即當生物體與環境之間的生態回饋包含在演化過程中時會發生什麼。具體來說,我們研究了當表型分佈的變化(由選擇引起)改變環境參數從而反過來改變選擇壓力時發生的不尋常的演化動力學。這個過程,我們稱之為“系統依賴性選擇”,可以…

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1998-01-01 工作論文 工作論文 #1092

經濟成長的新經驗

摘要 我們概述了最近關於跨國成長模式的實證研究。所考慮的新經驗規律與早期的規律不同,例如眾所周知的卡爾多風格化事實。新研究不再將生產函數核算作為分析的核心部分。相反,注意力更直接地轉移到這樣的問題:為什麼有些國家比其他國家成長得更快?我們認為,正是這種焦點的轉變促使我們超越了新古典成長模式。

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1997-12-01 工作論文 工作論文 #1108

人口囚徒困境中的合作區

摘要 囚徒困境(PD)遊戲中合作的出現通常被認為需要重複遊戲(以及諸如以牙還牙之類的策略,涉及先前互動的記憶)或允許合作者和叛逃者區分彼此的特徵(「標籤」)。在人口囚徒困境中,這兩個假設都沒有成立:具有有限視覺的智能體移動到格子上的隨機位置,並針對鄰居採取合作(C)或缺陷(D)的固定文化繼承零記憶策略。代理彼此無法區分——他們是「無標籤的」。代理在 C 與 C 之間或 D 與 …

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1997-12-01 工作論文 工作論文 #1107

地位遊戲第一部分:建模注意事項

摘要 博弈論的許多應用都涉及經濟學,其中假設所研究的個人正在最大化利潤或「效用」或其他一些傳統的「地位」經濟目標。廣泛地說,我們認為地位是一個人在社會中與其他人相比的地位,通常透過「國王」、「醫生」或「頭號重量級競爭者」等頭銜來推斷。社會地位、等級或地位可能會也可能不會被正式授予。因此,大師或智者的地位可能是聲譽和尊重普遍(但不是正式)成長的結果。相較之下,公司總裁或海軍上將的…

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1997-12-01 工作論文 工作論文 #1106

具有擔保貸款或無擔保貸款和破產的隨機無限視野經濟

摘要 討論了貨幣經濟的建模問題,並在無限視野經濟的背景下給出了一些例子,其中有一種或兩種類型的交易者,他們使用法定貨幣購買單一的易腐消費品。考慮了三個實例,所有實例都以法定貨幣進行交易。第一個模型沒有借貸。第二種模式允許借貸,但所有貸款都有擔保。第三種模式有借款和無擔保貸款,並考慮到無法償還債務並破產的債務人的存在。借款和存款是透過外部銀行進行的,儘管在某些情況下可以使用貨幣市…

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1997-11-30 工作論文 工作論文 #1113

自相似性:複雜性的經驗測量

摘要 對於通常被描述為複雜/有生命/智慧的系統,在不同尺度上表現出的時空模式彼此顯著不同。 (例如,根據檢查生物量的空間尺度,人體的生物量分佈看起來非常不同。)相反,非生命/簡單系統(例如氣體、山脈、晶體)中不同尺度的密度模式彼此之間沒有顯著差異。這種自相似性幾乎可以在任何涉及時空密度的現實世界資料集上經驗測量,無論是質量密度、物種密度或符號密度。因此,將系統在不同尺度上的(可…

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1997-11-30 工作論文 工作論文 #1112

蛋白質序列中的相關突變:系統發育與結構效應

摘要 RNA 分子比對序列組的協變分析在闡明 RNA 二級結構以及三級結構的某些方面相對成功[Gutell(1992)]。蛋白質分子比對序列組的共變分析在某些情況下成功地闡明了某些結構和功能連結[Korber(1993)],但一般來說,蛋白質序列中顯示高度共變突變的位點對不一定對應於蛋白質結構中空間上接近的位點[Gobel(1994)]、[Clark(1995)]、Shindy…

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1997-11-30 工作論文 工作論文 #1111

空間自相關、擴散和源匯種群的維持

摘要 族群數量可能受到當地密度相關因素和棲地品質空間變化的調節。我探討了棲息地品質的空間自相關對模型族群生存的影響。擴散被建模為斑塊之間的馬可夫轉換。每個斑塊都被分配了有限的人口成長率。總棲息地面積和平均分散距離對總體族群持續存在有很大影響。空間自相關效應相對較弱,但與離散距離相互作用。結果表明,景觀模式在族群生存中發揮重要作用,但其重要性很大程度上取決於擴散行為。

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1997-11-30 工作論文 工作論文 #1110

北美鳥類繁殖族群動態

摘要 生物族群的動態往往顯得相當複雜,當地豐度呈現相當大的逐年變化。處理生態複雜性的一種方法是將系統減少到一個或幾個物種,為此可以編寫甚至求解有意義的方程式。在這裡,我們透過研究包含 600 多個物種的更大組合的統計特性來探索另一種方法。具體來說,我們對可用的最全面的數據集之一進行了定量分析:北美繁殖鳥類調查,該調查記錄了 31 年來在 3,000 多個調查路線上的年度物種豐度…

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1997-11-30 工作論文 工作論文 #1109

臨界性 and 縮放律 in 演化ary 生態學

摘要 複雜的分形結構在生態系和演化過程的某些特徵中廣泛存在。就其動態而言,這種模式的起源是一個具有挑戰性的問題。這些現象的理論可能對滅絕和多樣化過程等問題或理解複雜生物系統的可預測性具有重要意義。

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1997-10-31 工作論文 工作論文 #1118

RNA 病毒準種模型中的紅皇后動力學、競爭和關鍵點

摘要 最近涉及RNA病毒克隆群體競爭的實驗表明,相對適應性大致相等的病毒株之間的競爭可能導致其中一個物種最終被競爭排除。隨著競爭的及時進行,獲勝者和失敗者都在健康方面表現出了絕對的進步,這與進化論的「紅皇后」假說是一致的。涉及密切相關的進化準種的進一步實驗揭示了高度可預測的非線性行為,表明潛在準種動力學中存在確定性成分。在本文中,我們提出了一個簡單的 RNA 病毒種群模型,該模…

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1997-10-31 工作論文 工作論文 #1117

強相互作用系統複雜性的統計測量

摘要 在最近的研究中,基於機率基礎提出了非線性系統複雜性的新測量,如 LMC 測量 (Phys. Lett. A 209 (1995) 321)。所有這些措施都有一個直觀的考慮:複雜性似乎在自然界中接近不穩定點的地方出現,例如臨界現象的相變點特徵。在這裡,我們討論這些措施及其可靠性,用於檢測由許多相互作用單元組成的複雜系統中接近臨界點的複雜性。分析了二維空間擴展問題(2D Is…

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1997-10-31 工作論文 工作論文 #1116

生物聚合物序列結構圖產生的健身景觀

摘要 適應度景觀是分子演化中的一個重要概念,因為演化適應以及生物分子的體外選擇可以被視為類似爬山的過程。景觀的全局特徵可以透過統計測量來描述,例如相關函數或中性(同等擬合)鄰居的比例。從統計物理學中藉用的簡單的旋轉玻璃狀景觀模型有助於進行詳細的數學分析,但缺乏自然景觀的幾個基本特徵。生物學相關的景觀模型基於這樣的假設:基因型產生表型,表型由其環境評估,從而確定基因型的適應性。在…

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1997-10-31 工作論文 工作論文 #1115

塑造空間:RNA 基因型-表現型繪圖的可能性與可實現性

摘要 了解哪些表現型可以從哪些基因型獲得是理解演化過程的基礎。這種可及性的概念可用於定義表型之間的接近關係,而與它們的相似性無關。由於中性,表現型表示基因型的等價類。因此,表現型之間鄰域關係的定義依賴於基因型空間中基因型等價類之間鄰域關係的統計。將 RNA 序列(基因型)折疊成二級結構(表型)是實現這些概念的理想案例。我們研究了 RNA 序列折疊在多大程度上在最小自由能二級結構…

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1997-10-31 工作論文 工作論文 #1114

隨機布林網路中的階次參數、Lyapunov 指數與控制

摘要 基於布林導數的概念,引入了隨機布林網路 (RBN) 的新階參數近似。使用涉及退火近似的統計參數,允許根據隨機矩陣的統計特性來測量順序參數。使用相同的形式,計算李亞普諾夫指數,從而可以提供透過網路傳播的損害的開始以及它對單次翻轉的敏感度。最後,使用這些措施來估計 RBN 中混沌控制的關鍵邊界。

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1997-10-01 工作論文 工作論文 #1119

政策制定者應該了解哪些關於經濟複雜性的知識?

摘要 引言寫這篇文章有兩個目標。首先是概述日益增長的複雜經濟環境研究背後的主要思想。第二個是建議這些想法可能很重要的公共政策領域。這兩個目標都必然是推測性的。複雜系統的研究,無論是自然系統或社會系統,仍處於起步階段。儘管已經產生了許多見解和合理的猜想,但這項工作的長期重要性仍不清楚。在形式分析中,複雜性所指的事物與單純的「複雜」或「難以分析或解決」完全不同。就我們的目的而言,當…

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1997-09-01 工作論文 工作論文 #1120

不可預測性的根本根源

摘要 在討論不可預測性的根本根源時,我將集中討論理論明確要求的那些不確定性。因此,首先讓我從考慮中消除一些假定的不確定性,這些不確定性源於一些人可能對基本原則抱有的懷疑,或者源於某些我認為是暫時的、可能在不久的將來得到糾正的無知。我假設以下內容:1)量子力學是正確的。量子力學的表述和解釋仍在經歷一些必要的演變,特別是為了以一種舒適的方式適應量子宇宙學,但量子力學的基本特徵始終是…

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1997-09-01 工作論文 工作論文 #1121

使用惰性評估來模擬免疫系統模型中的真實大小的指令集

摘要 我們描述了一種對具有大量獨特 B 細胞和/或 T 細胞克隆的免疫系統進行有效電腦模擬的方法。該方法使用一種稱為惰性評估的實現技術來創建所有克隆都被模擬的錯覺,而實際上只模擬了能夠對模擬中的抗原做出反應的少量克隆。方法之所以有效,是因為抗原通常只能模擬 0.001% 到 0.01% 的克隆,而且許多模擬僅涉及少量不同的抗原。對真實數量的克隆和 10 種不同抗原進行惰性模擬的…

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1997-08-01 工作論文 工作論文 #1128

論波粒二象性的物理現實

摘要 現有的實驗並沒有反駁局域現實量子理論。為了克服標準量子理論的邏輯困難,提出了一種非確定性不可逆局域現實理論,其中波粒二象性是客觀的,而不是互補原理。這兩種理論的統計特徵可以透過現有技術中提出的實驗來區分。 03.65.Bz(發現)、03.75. b(m.w)、05.30. d(q.sm)、05.40.+j(fluct)

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1997-08-01 工作論文 工作論文 #1127

識別基因網路的計算基因組學方法

摘要 描述基因組中所有基因可能相互作用的天文數字是傳統實驗技術不適合的任務。迫切需要快速且便宜的方法來識別相互作用基因的候選基因,這些候選基因可以透過實驗進一步研究。這裡引入這樣的方法用於一類重要的基因交互作用,即透過與特定增強子或沉默子位點結合的轉錄因子(TF)進行轉錄調節。此方法解決了以下問題:基因組中的哪些基因可能受到一個或多個已知 DNA 結合特異性的 TF 的調節?它…

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1997-08-01 工作論文 工作論文 #1125

複雜系統中的因果關係

摘要 涉及許多交互作用變數的系統是自然科學和社會科學的核心。因果語言在此類系統的分析中普遍存在,尤其是當對其行為的洞察轉化為政策決策時。這在經濟學中得到了體現,但隨著用於識別許多疾病遺傳基礎的複雜工具的出現,生物學也越來越多地體現了這一點。這裡有人認為,只有對於變數之間具有線性交互作用的系統,才能有意義地定義因果關係的規律性概念。對於更重要的一類非線性系統,這樣的概念不太可能存…

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1997-08-01 工作論文 工作論文 #1126

從錯誤中學習

摘要 提出了一個沒有經典(赫布)強化的自組織學習的簡單模型。涉及錯誤的突觸連接會受到抑制。該模型在高度適應性、可能是臨界狀態下運行,透過極值動力學達到類似最近的演化模型的狀態。因此,人們可能會認為這種機制是突觸達爾文主義。

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1997-08-01 工作論文 工作論文 #1124

Commuting 細胞自動機

摘要 我們研究兩個元胞自動機可以通勤的代數條件。我們證明,如果任一規則是置換的,即在其最左邊和最右邊的輸入上是一對一的,則另一個規則可以用它來編寫;如果任一規則是群,則另一規則在群中是線性的;如果其中一個是置換且仿射的,即線性至常數,則另一個也必須是仿射的。我們也證明了關於恆等式、冪等(靜止狀態)和零(吸收狀態)存在的一些簡單結果。

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1997-08-01 工作論文 工作論文 #1123

交互博弈:不完全資訊、局部互動、隨機配對的統一分析

摘要 不完全資訊、局部互動和隨機匹配遊戲都有一個共同的結構。類型或玩家與所有類型/玩家集合的各個子集進行互動。類型/玩家的總收益是這些不同互動的收益的累積。本文描述了互動遊戲的一般類別,並展示瞭如何將這三類遊戲中的每一類理解為特殊情況。來自不完整資訊文獻的技術和結果被轉化為這個更通用的框架;作為副產品,可以在多玩家二元動作協調遊戲中給出對不完整資訊穩健的平衡的完整表徵(在 Ka…

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1997-08-01 工作論文 工作論文 #1122

冗餘基因功能與自然選擇

摘要 冗餘基因功能無所不在,它們是生化層面進化創新的潛在重要來源。因此,非常需要了解控制其演化的機制。基因複製顯然是產生冗餘基因的重要機制。然而,由於冗餘提供了針對有害突變的保護作用,因此自然選擇可能涉及產生和維持部分冗餘。儘管已經累積了大量關於冗餘基因的實驗數據,但沒有數據可以闡明選擇在其演化中的作用。作為回答這個問題的第一步,引入了一個概念上簡單的冗餘演化數學模型。其主要結…

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1997-07-01 工作論文 工作論文 #1138

統計複雜度的衡量標準:為什麼?

摘要 我們回顧了過去十五年提出的幾種統計複雜性衡量標準,作為結構或相關性的一般指標。最近,Lòpez Ruiz、Mancini 和 Calbet [Phys.萊特。 A 209 (1995) 321]引入了另一種統計複雜性的度量$C {LMC}$,與其他度量一樣,它滿足在極端有序和無序極限中消失的「邊界條件」。我們檢查了 $C {LMC}$ 的一些性質,發現它既不是密集的也不是…

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1997-07-01 工作論文 工作論文 #1137

從形態發生的經典模型到基於主體的模式形成模型

摘要 關於模式形成的理論工作非常多,但很少實驗結果證實了理論模型的相關性。本文認為,引入並舉例說明的基於主體的模式形成概念可以作為研究自然界模式形成的基礎,特別是因為基於主體的模式形成系統(相對)更容易接受實驗觀察。此外,如果希望設計分散式人工模式形成系統,理解基於代理的模式形成是必要的一步。但是,為了實現這一目標,需要一種基於主體的模式形成理論。該論文表明,它當然可以從現有的…

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1997-07-01 工作論文 工作論文 #1136

精確可解自旋模型中的玻璃態行為

摘要 我們引入了一個簡單的自旋模型,儘管哈密頓量是完全均勻且不具有隨機性的,但該模型在低溫下表現出玻璃態行為;該模型中遍歷性的破壞完全是由於模型的動力學造成的。我們精確地求解模型的平衡配分函數,計算能壘和平衡時間尺度的分佈,並給出低溫下平衡偏離的表達式,作為這些分析計算的擴展。我們還表明,該模型不具有急劇的玻璃化轉變,在隨冷卻速率緩慢下降的溫度下失去平衡。

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1997-07-01 工作論文 工作論文 #1135

催化的分子演化

摘要 在本文中,我們考慮具有獨特基因型 表型關係的催化活性物種的演化動力學。 RNA 分子的摺疊景觀是這種與基本中性特性關係的範例。這種景觀本身是由表型(實現為二級結構)劃分的。每個基因型(表示為序列)都以獨特的方式分配一個結構。映射到特定結構的所有序列的集合被建模為序列空間中的隨機圖(所謂的神經網路)。催化網絡被實現為具有最大出度2和二級結構作為頂點集的隨機有向圖。與確定性描…

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1997-07-01 工作論文 工作論文 #1134

量子自動機與量子語法

摘要 為了研究量子計算,將語言和自動機理論的結構推廣到量子情況可能會有所幫助。為此,我們提出了有限狀態和下推自動機的量子版本,以及常規和上下文無關語法。我們發現了幾個經典定理的類似物,包括泵引理、閉包性質、有理和代數生成函數以及格雷巴赫範式。我們也表明,存在一些並非上下文無關的量子上下文無關語言。

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1997-07-01 工作論文 工作論文 #1133

複製器網路多樣性的演變

摘要 新物種被引入相互作用的複製子網絡中(i)作為網絡成員的突變體或(ii)作為不相關的移民。我們考慮這樣一個系統的元種群動態。在第一種情況下,突變體的出現導致複製網絡緩慢增長,與突變事件數量的對數成正比。令人驚訝的是,透過突變體摻入進化的複製基因總是永久性的,儘管永久性通常是一種非常罕見的現象。在第二種情況下,移民會導致整個網路頻繁崩潰,導致徹底滅絕。在這兩種情況下,個別物種…

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1997-07-01 工作論文 工作論文 #1132

自催化系統中的選擇動力學:透過二元連接複製模板

摘要 在嚴格應用米氏準穩態近似的背景下回顧了自催化二元連接理論,以獲得描述實驗時程數據的明確分析結果。概述了逐步闡明一組最小實驗參數的詳細方案。然後將動力學方程式推廣到任意數量的不同模板之間的自催化和交叉催化的情況,並應用於僅涉及兩個模板的實驗。據觀察,在包含多個模板的系統中,所有物種的共存是常態,因為它們的合成遵循拋物線生長定律。只有在某些嚴格條件下,才會出現指數增長,因此可…

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1997-07-01 工作論文 工作論文 #1131

生物聚合物中的序列冗餘:RNA 和蛋白質結構的研究

摘要 將序列映射到生物聚合物結構上的特徵是冗餘,因為序列的數量超過了結構的數量。冗餘程度取決於結構的概念。詳細考慮了兩類生物聚合物:RNA 分子和蛋白質。序列到結構映射的一般特徵是存在一些常見結構和許多罕見結構。 RNA 結構的冗餘和頻率分佈的後果是形狀空間覆蓋和擴展神經網路的存在。群體透過類似擴散的機制在中性網路上遷移。中性網路對於演化最佳化至關重要,因為它們使族群能夠逃離適…

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1997-07-01 工作論文 工作論文 #1130

複雜系統的大規模仿真,第一部分:概念框架

摘要 在這份工作文件中,我們報告了一種高效能模擬的新方法。這種方法的主要靈感來自複雜系統的概念:具有明確定義的交互規則和非線性湧現宏觀行為的不同元素。我們提供參數和機制來從應用程式中抽像出時間和空間局部性,並將該局部性納入平行架構建模和模擬的完整設計週期中。雖然這裡討論的主要應用領域是物理學,但在動態複雜系統 (DCS) 背景下提出的虛擬粒子 (VIP) 範式也適用於計算密集型…

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1997-07-01 工作論文 工作論文 #1129

殖民地水螅息肉中的非線性振盪 Podocoryne Carnea

摘要 刺胞動物群體雖然是缺乏真正器官的簡單後生動物,但它們都共享一個群體範圍內的生理整合系統,即胃血管系統。胃血管液的循環負責菌落內代謝物的分佈(Crowell,1957;Strehler 和 Crowell,1961;Rees 等,1970)。最近的實驗結果表明,胃腸血管系統的生理狀態是菌落形態和生活史的關鍵決定因素。例如,Blackstone 和 Buss (1992, 1…

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1997-06-01 工作論文 工作論文 #1150

複雜性:哲學家的反思

摘要 有時人們認為哲學家對那些思考複雜系統科學的人沒什麼幫助。然而,有兩個哲學思想對於考慮複雜性的定義似乎至關重要。第一个是“本体论”和“认识论”之间的区别,其中人们认识到现实提供的限制与我们对现实的知识提供的限制之间的差异。第二个涉及心灵哲学中关于“非还原唯物主义”的争论,其中哲学家发现了一种方法来捍卫对涌现现象的非还原解释,即使它们在物质上依赖于较低层次的因果关系。在我的論…

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1997-06-01 工作論文 工作論文 #1148

空間基礎設施的自組織

摘要 本文討論了自組織現象(例如基礎設施的出現和自組織臨界性)在空間經濟中的作用。對一些理論模型進行了討論和回顧。討論了簡單元胞自動機形式的電腦模型,類似於遊戲「生命」和謝林的分離模型。結果表明,在規模收益遞增和運輸成本遞增的框架中,最適性和穩健性之間存在權衡。經濟體系往往朝著利潤更高的大型工廠的方向發展,但很容易受到運輸成本的外部衝擊。

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1997-06-01 工作論文 工作論文 #1149

規模經濟與市佔率不穩定的計算模型

摘要 複製動力學和電腦模擬技術用於建立簡化形式的模型,該模型探索規模(非)經濟動態中體現的公司成本和市場份額之間的負回饋和正回饋過程。在重現規模收益遞減(唯一均衡)和規模收益遞增(多重均衡)的標準均衡結果後,引入了更動態的規模收益公式,其中規模影響的不是成本方向,而是成本降低率。在這裡我們發現,負回饋不會產生市場份額的自我糾正穩定力量,而是會產生不穩定和動盪。透過結合公司成本函…

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1997-06-01 工作論文 工作論文 #1147

極端主義資助、中間派選民和候選人分歧

摘要 在帶有機率投票的一維兩個候選人空間競爭的選舉框架中,特殊利益團體向候選人提供時間表,其中給出了他們將為每個可行的候選人政策位置做出的競選貢獻水平。候選人出於既希望擔任公職又希望看到自己最喜歡的政策立場得到落實的動機,花費捐款來「說服」選民他們所宣布的立場的優點。在均衡狀態下,候選人採取平衡特殊利益所產生的離心力與向心力的政策立場,以趨同於預期中間選民的立場。分析和數值方法…

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1997-06-01 工作論文 工作論文 #1146

有限理性揭示原理

摘要 在本文中,我介紹了「有限理性的揭露原則」。該原則指出,有限理性模型表現出的任何行為都可以實現為具有與野蠻貝葉斯理性一致的偏好和信念的代理人的選擇。該原理提供了一種統一博弈論基礎上的兩個主要研究項目的方法:「決策理論」項目和「有限理性」項目。我透過提供「El Farol」問題的解決方案來說明該原理的工作原理,該問題是一種表現出隨機均衡行為的有限理性的確定性模型。這一統一性表…

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1997-06-01 工作論文 工作論文 #1145

策略交易中的低效延誤

摘要 在重要的公共新聞發布後,有時會出現低效率的交易延遲。本文以一個模型解釋了這些現象,在該模型中,代理商推遲交易,因為他們擔心自己可能會被消息靈通的貿易夥伴利用。在某些條件下,延遲是不可避免的,但貿易全面崩潰是可以避免的。

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1997-06-01 工作論文 工作論文 #1144

贏則留-輸則變:典範賽的基本學習規則

摘要 在本文中,我們研究了演化背景下迭代範式賽局的簡單學習範式。遵循滿足的決策理論概念,我們設計具有一定願望等級的玩家。如果他們的回報低於這個水平,他們就會改變當前的行動;否則,他們就會重複。我們考慮這種贏留 輸轉移原則的隨機概括,即在將其與他們的願望水平進行比較之前,對幾輪遊戲中收到的回報進行平均,並允許策略在比賽過程中調整其願望水平。我們的分析是雙重的。一方面,我們研究這種…

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1997-06-01 工作論文 工作論文 #1143

蒙地卡羅 模擬 of Ice Models

摘要 我們提出了多種蒙特卡羅演算法來模擬冰模型並比較了它們的效率。其中之一是等效三色模型的聚類演算法,其動態指數似乎接近零,這使得它對於臨界冰模型的模擬特別有用。我們使用我們的演算法進行了廣泛的模擬,以確定方冰和 F 模型的一些關鍵指數。

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1997-06-01 工作論文 工作論文 #1142

噬菌體展示的隨機建模和優化

摘要 噬菌體展示、SELEX 和其他組合化學方法已成為尋找與給定標靶具有高親和力的配體的非常流行的方法。儘管取得了成功,但它們仍存在許多誤差和偏差來源,例如物種初始濃度非常低、非特異性結合以及在實驗結束時僅對文庫的一小部分進行採樣。為了了解這些錯誤的相互作用並更好地設計考慮到錯誤的分子搜尋策略,我們設計並分析了高度詳細的噬菌體展示模型。該模型專門設計用於研究每個實驗室步驟的隨機…

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1997-06-01 工作論文 工作論文 #1140

生髮中心的高親和力記憶細胞生產。選擇能達到多遠?

摘要 T 細胞依賴性抗原可引發 B 細胞分化為分泌抗體的漿細胞。或者,在被抗原活化後,B 細胞也可能分化為高親和力記憶細胞。這兩種分化途徑與次級淋巴器官內的不同環境有關。分泌抗體的漿細胞是在 T 細胞區域發育的 B 細胞灶中產生的 (1)。相較之下,生髮中心(CG)是記憶形成的場所。這裡,B 細胞經歷體細胞突變 (2,3) 和基於親和力的選擇 (4,5,6)。這些過程產生的記憶…

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1997-06-01 工作論文 工作論文 #1141

適應性模式和現任者的力量

摘要 投票的空間模型是旨在解釋政治行為的理論基準。然而,學術文獻中越來越多的證據反對空間模型的假設和預測的準確性。空間理論長期以來的一個結論是,現任者總是在選舉中輸給挑戰者。儘管實證結果未能證實這項發現,但政治學仍無法解釋為何理論選舉與實際選舉之間存在如此明顯的差異。在很大程度上,空間理論未能闡明此類問題,是因為它依賴於不切實際的人類認知模型:實質理性。透過假設政治主體擁有完整…

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1997-06-01 工作論文 工作論文 #1139

選民投票率、意識形態候選人和非二次偏好的平台設置

摘要 在中位選民定理的框架下,受意識形態驅動的候選人在與選票最大化的對手競爭時可以完全改變政策。當投票率被允許取決於候選人相對於選民的理想點的相對定位時,這個結果就不必成立。本文建立了一個投票率模型,假設選民因「冷漠」和「疏遠」而棄權,政客在將政綱轉向對手時面臨著一個權衡:與候選人結盟的選民總數增加,但棄權的人數也增加。根據政策空間中選民的分佈,這可能會也可能不會導致投票份額的…

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1997-05-01 工作論文 工作論文 #1162

兄弟姊妹交配的基因-文化協同演化模型

摘要 我們提出了人類兄弟姊妹交配的基因 文化共同演化模型。研究表明,只要近交抑制足夠高,文化(而不是先天)對擇偶偏好的決定可能會進化。在這種共同演化平衡中,由於文化壓力,兄弟姊妹交配被避免。

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1997-05-01 工作論文 工作論文 #1161

長期進化、短期進化與群體遺傳理論

摘要 本文旨在協調定量演化理論中兩種最廣泛使用的方法:精確的群體遺傳分析和純粹的表型分析,通常用群體博弈論或演化穩定策略(ESS)來表示。為此,我們引入長期和短期演化之間的二分法。後者是大多數群體遺傳理論的領域,而前者提供了將群體遺傳學與群體博弈論聯繫起來的範式。從長期演化的角度討論了系統中多位點遺傳中 ESS 的收斂。

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1997-05-01 工作論文 工作論文 #1160

沒有死亡的生命是P-完整的

摘要 我們證明,如果二維或更多維度的元胞自動機支持不斷增長的“梯子”,這些“梯子”可以相互轉動或阻擋,那麼它就可以表達任意布爾電路。那麼,在有限時間內預測 CA 的問題就變成了 P 完全問題,有限配置是否增長到無窮大的問題就變成了 P 困難問題,並且具有周期性背景的初始條件的長期行為是不可判定的。此類包括「沒有死亡的生命」規則,其中,如果恰好有三個相鄰單元處於打開狀態,則單元將…

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1997-05-01 工作論文 工作論文 #1159

有偏見的真核基因調控規則顯示基因組行為接近混亂的邊緣

摘要 控制真核基因活動的控制規則似乎強烈偏向大量的「疏導」輸入。具有觀察到的偏差的網絡集合預測細胞處於轉錄狀態空間中收斂流的有序狀態,固定或關閉的基因的滲透子網絡和閃爍基因的孤立島,擾動後基因活性變化級聯的近冪律分佈,以及基因數量和細胞類型數量之間的平方根關係。

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1997-05-01 工作論文 工作論文 #1158

摘要 使用退火近似來分析固定入度的布林邏輯函數(「考夫曼網路」)的隨機連接網路

摘要 使用退火近似來分析固定入度的布林邏輯函數(「考夫曼網路」)的隨機連接網路。雖然這些網路最初是作為遺傳調控網絡的模型,但透過將它們視為複雜類型的自旋系統而獲得的結論和觀察結果超出了遺傳學的範圍,並且在某些複雜動力系統的建構和控制中具有應用。初步結果顯示了包含偏差和冗餘的網路的特性。

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1997-05-01 工作論文 工作論文 #1157

駕馭非線性環境:混沌環境中決策的實驗研究

摘要 越來越多的證據表明,集體行為,例如社會選擇、價格動態和策略行為,與非線性動態相關,因此具有潛在的不穩定和複雜行為。本文介紹了實驗結果,受試者被置於非線性遊戲環境中,並有可能獲得最佳反應的混沌動力學。我們探索非線性環境中會出現什麼行為,玩家如何在這個複雜的環境中做出選擇,以及什麼策略最成功。我們在玩家的選擇中發現了各種各樣的動態遊戲,從新興的領導者 追隨者平衡到「混亂」的動…

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1997-05-01 工作論文 工作論文 #1155

健身距離相關性分析:一個啟發性的反例

摘要 適應度距離相關性 (FDC) 作為一種匯總統計數據提供,在預測全局優化遺傳演算法的性能方面取得了明顯的成功。在這裡,我們檢查了基於漢明距離的 FDC 的反例,以了解它揭示了 GA 的工作原理。反例是適合全域最佳化的「GA easy」適應度函數,但它顯示適應度和距全局最優的漢明距離之間沒有關係。適應度是一個函數,隨著位元串上 0 和 1 之間切換的次數而下降。測試函數是“G…

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1997-05-01 工作論文 工作論文 #1156

推進社會科學中的模擬藝術

摘要 與歸納和演繹相比,推動社會科學中模擬技術的發展需要認識到模擬作為第三種科學研究方式的獨特價值。本文提供了進行模擬研究的建議,重點在於模擬模型的程式設計、分析結果以及與他人分享結果。特別強調複製他人的模擬,並舉例說明複製過程中涉及的程序和困難。最後,提出了建立模擬社會科學家社群的建議。

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1997-05-01 工作論文 工作論文 #1154

不平等的成員資格理論:思想與意義

摘要 過去十年,經濟學界對不平等問題重新產生了興趣。這種興趣增加的來源很容易辨別。首先,橫斷面薪資不平等的加劇以及市中心貧窮的明顯棘手,使與不平等相關的問題成為公共政策辯論的首要問題。其次,經濟理論的進步提供了新的方法來正式分析經濟參與者的異質群體的屬性,反過來又允許對不平等的許多方面進行嚴格的建模。在本文中,我認為經濟學領域最近的一系列實證和理論進展綜合起來代表了關於不平等本…

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1997-05-01 工作論文 工作論文 #1152

遊戲動態:整體穩定性與個體學習規則

摘要 遊戲中的學習研究包括兩條研究路線:(1)解釋當玩家使用歸納推理時遊戲類別的整體穩定性;(2)解釋實際玩家使用的學習規則。我們透過考慮策略空間分區的穩定性和學習規則來混合方法,其中分區結構的變化意味著遊戲穩定性特徵的變化。我們展示了一組三人遊戲的實驗結果,發現:(1)穩定性是混合策略均衡特徵的函數,(2)由於不同的學習規則意味著不同的穩定性特徵,我們可以憑經驗區分兩類重要的…

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1997-05-01 工作論文 工作論文 #1153

不斷發展的平行計算

摘要 進化被應用於平行數位計算機程式的開發。此環境是包含一組平行電腦程式的共享記憶體虛擬電腦。儘管數位計算機是一個與地球生態截然不同的環境,但演化已被證明在數位環境中有效發揮作用,並顯著提高了並行性。

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1997-05-01 工作論文 工作論文 #1151

關於經濟推理如何促進科學研究的思考

摘要 在本文中,我討論了科學文獻的哲學和社會學中的一系列問題,經濟學風格的推理可能有助於闡明這些問題。我的討論是基於一種特定的觀點,這是現代經濟理論的核心。而且,通常情況下,一個更好的術語可以被稱為社會經濟建模的選擇理論方法。

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1997-04-01 工作論文 工作論文 #1166

禦路遺傳演算法的統計動力學

摘要 亞穩態是一種普遍現象。許多自然和人工的演化過程都會在行為的停滯期和短暫的快速變化期之間交替。在本文中,開發了一種簡單遺傳演算法(GA)動力學的分析模型,該模型確定了導致演化動力學亞穩態的一般機制。遺傳演算法的族群動態是用適應度分佈空間中的流來描述的。透過適應度分佈空間的軌跡是在無限群體的限制下以封閉形式導出的。然後,我們展示了有限族群如何在有限族群規模的「itness e…

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1997-04-01 工作論文 工作論文 #1165

自組織 in 社會 Insects

摘要 自組織最初是在物理和化學背景下引入的,用於描述微觀過程如何在非平衡系統中產生宏觀結構。最近的研究將這一概念擴展到動物行為學,顯示它提供了對動物,特別是社會性昆蟲中各種集體現象的簡明描述。這種描述並不依賴個體的複雜性來解釋在群體層次上出現的複雜時空特徵,而是假設簡單個體之間的相互作用可以產生高度結構化的集體行為。

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1997-04-01 工作論文 工作論文 #1163

白蟻巢穴中柱子、牆壁和皇家房間的出現

摘要 白蟻巢穴中柱子出現的簡單模型(Deneubourg,1977)經過修改,包含了幾個打破原始模型同質性的附加特徵:(1)沿著給定方向驅動信息素分子的對流氣流,(2)特定方向上個體的淨通量,(3)明確定義的自我維護信息素軌跡,以及(4)代表白蟻存在影響的信息素模板。結果表明,在某些條件下,柱子會轉變為牆壁或畫廊或房間,而這種轉變可能不是由白蟻行為的任何變化所驅動的。由於個體層…

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1997-04-01 工作論文 工作論文 #1164

科學理論選擇的形式模型

摘要 自從費耶阿本德和庫恩的經典著作以來,社會因素在科學事業中的作用一直是科學哲學和科學史的主要關注點。特別是,諸如對聲望的渴望或遵守公認觀念的壓力等社會因素的存在,被視為質疑科學是否自然地朝著越來越準確地接近現實的方向發展的理由。在本文中,我們提出了一個結合了私人和社會影響的理論選擇的正式模型。我們提供了社會因素與理論選擇相互作用的表徵。我們的結果表明,社會因素對科學進步的影…

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1997-03-31 工作論文 工作論文 #1168

基因型與表現型:RNA 玩具世界的冒險

摘要 演化創造了動物世界的複雜性,破解演化的語言是理解自然的關鍵。透過將演化動力學視為三個不太複雜的過程的疊加來簡化:族群動態、族群支持動態和基因型 表現型映射。實驗室分析中分子的演化為這三種現象的定量分析提供了一個足夠簡單的系統。 RNA 二級結構等結構的粗粒度概念被用作模型表型。它們為全面分析整個分子演化複雜性提供了一個極佳的工具。從 RNA 基因型到二級結構的映射是高度冗…

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1997-03-31 工作論文 工作論文 #1167

晶格氣體預測是 P 完全的

摘要 我們證明,在有限時間內預測 HPP 或 FHP III 晶格氣體相當於計算任意布林電路的輸出,因此是 P 完整的:也就是說,它與串行計算機在多項式時間內解決的任何其他問題一樣困難。人們普遍認為計算機科學中存在固有的順序問題,而平行處理並不能顯著加速這些問題。除非這是錯誤的,否則即使使用高度並行處理,也不可能比顯式模擬更快地預測晶格氣體。更精確地說,我們無法在平行計算時間 …

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1997-03-01 工作論文 工作論文 #1171

達拉斯/沃斯堡地區簡化微觀模擬的經驗

摘要 我們描述了一個用於城市交通微觀模擬的簡單框架。達拉斯的中型摘錄用於檢查交通流模擬和簡單交叉口模型的元胞自動機方法的不同模擬保真度水平。我們指出了基本運動規則的顆粒結構所產生的問題。

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1997-03-01 工作論文 工作論文 #1172

使用微觀模擬回饋來適應達拉斯的真實交通狀況

摘要 本文提出了一種用於交通模擬的日常重路由鬆弛方法。從為路線設定的初始計劃開始,執行基於路線的微觀模擬。微觀模擬的結果輸入到重新路由器中,重新路由器會重新路由所有行程的一定比例。這種方法使得微觀模擬中的流量模式更加合理。此外,結果表明,本文描述的方法會導致解的強烈振盪。

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1997-03-01 工作論文 工作論文 #1173

量子宇宙學中時間問題的可能解決方案

摘要 我們認為,在經典和量子重力理論中,構型空間和希爾伯特空間可能無法透過任何有限過程來建構。如果是這樣的話,那麼量子宇宙學中的「時間問題」可能是一個偽問題,因為時間從理論中消失的論點依賴於宇宙中任何有限生命都無法實現的構造。我們提出了量子宇宙學理論的另一種表述,其中只需要預測任何給定狀態的振幅即可演化為有限數量的可能的後繼狀態。當宇宙從任何初始狀態演化時,系統的可訪問狀態空間…

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1997-03-01 工作論文 工作論文 #1169

生物學中異速生長法則起源的一般模型

摘要 異速生長比例關係,包括代謝率的 3/4$ 冪定律,這是所有生物體的特徵,源自於描述基本物質如何透過分支管的空間填充分形網絡運輸的通用模型。此模型假設能量耗散最小化,且終端管不隨車身尺寸變化。它提供了哺乳動物循環系統比例關係的完整分析,與數據非常一致。更一般地說,該模型預測脊椎動物心血管和呼吸系統、植物血管系統、昆蟲氣管和其他分佈網絡的結構和功能特性。

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1997-03-01 工作論文 工作論文 #1170

經典自旋系統的新蒙特卡羅演算法

摘要 我們描述了許多最近開發的簇翻轉演算法,用於在臨界溫度附近有效地模擬經典自旋模型。其中包括 Wolff、Swendsen 和 Wang 以及 Niedmereyer 的演算法,以及有限聚類演算法、Kandel 和同事的多重網格方法以及入侵聚類演算法。我們描述了這些演算法在 Ising、Potts 和連續自旋模型中的應用。

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1997-02-28 工作論文 工作論文 #1181

完整基因組中基因家族大小分佈的冪律:生物學解釋

摘要 我們比較了五種細菌(「大腸桿菌」、「流感嗜血桿菌」、「生殖支原體」、「肺炎支原體」和「集胞藻 PCC6803」)、一種古細菌(「賈納斯基甲烷球菌」)、一種真核生物(「釀酒酵母」)、牛痘病毒和噬菌體 T4。基因家族的大小與其頻率的關係顯示出冪律分佈,隨著基因組中基因數量的增加,該分佈往往變得更平坦(具有更大的指數)。冪律分佈通常會以具有邊界約束的乘法隨機過程的極限分佈出現。…

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1997-02-28 工作論文 工作論文 #1180

具有假結的 RNA 結構

摘要 核酸的二級結構是一類特別有趣的接觸結構。許多重要的 RNA 分子含有假結,二級結構的定義明確排除了這些假結。我們在這裡提出了包含「非嵌套」偽結的二級結構的概括。我們也根據交圖的色數來衡量更一般接觸結構的複雜度。我們證明,沒有嵌套偽結的 RNA 結構形成了一類特殊的平面圖。它們的數量和導出的上限,顯示不同結構比序列少。

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1997-02-28 工作論文 工作論文 #1179

對動態現象的科學理解:分析/遞歸/整體關係

摘要 「科學理解」的概念是一種非常受限制的知識形式,需要一些技術和經驗上的共識,並滿足邏輯限制。儘管有這些限制,與動態過程相關的科學知識仍然包含著極其豐富的相互聯繫,涉及不同的形式和理解水平。這種動態知識的多種形式目前在很大程度上未被認識到,將透過最近的具體技術範例來證明。從這些例子可以看出,所發現的理解(關係)都具有整體性特徵。此外,它們的整體品質在每種情況下都是獨一無二的—…

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1997-02-28 工作論文 工作論文 #1178

量子理論與不可逆性

摘要 標準量子理論在數學上與不可逆宏觀理論不相容。提出了另一種不可逆量子理論,它也提供了測量作為物理過程的解釋。它基於這樣的假設:物理世界受單一演化(波傳播)的支配,中間夾雜著隨機不連續性(粒子交互作用)。粒子的時間、空間和同一性是疊加的,而相互作用的類型和數量是混合的。

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1997-02-28 工作論文 工作論文 #1177

關於不可逆輻射過程

摘要 對導致熱輻射的不可逆輻射過程的詳細計算表明,每次吸收和發射光子時都會局部產生熵,這為不可逆量子理論提供了強有力的支持。

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1997-02-28 工作論文 工作論文 #1176

二維圖案的複雜性

摘要 在元胞自動機和迭代地圖等動態系統中,查看系統產生的「語言」或符號序列集通常很有用。有一些完善的分類方案,例如喬姆斯基層次結構,我們可以用它來衡量這些序列集的複雜性,從而衡量產生它們的系統的複雜性。在本文中,我們研究二維或更多維模式的複雜性層次結構的前幾個層次。我們證明了 $d=1$ 中等價的「常規語言」或「本地規則」的幾個定義導致了 $d\geq 2$ 中不同的類別。我們…

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1997-02-28 工作論文 工作論文 #1175

凝膠電泳 Repton 模型的擴散常數

摘要 雷普頓模型是 DNA 在電泳過程中透過凝膠擴散的「蠕動」運動的簡單模型。在本文中,我們表明該模型可以映射到由兩種類型的粒子組成的系統,這些粒子具有在一維晶格上擴散的硬球相互作用。使用這種映射,我們為模型製定了一種有效的蒙特卡羅演算法,該演算法使我們能夠模擬比先前研究的系統規模大兩倍以上的系統。我們的結果證實了先前為模型提出的縮放假設。我們也展示瞭如何使用模型的粒子版本來建…

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1997-02-28 工作論文 工作論文 #1174

複雜的適應與重組空間的結構

摘要 根據達爾文進化論,適應是自發性的遺傳變異和自然選擇的結果。過程的數學模型可以被視為描述代數結構的動力學,而代數結構又由產生遺傳變異(突變和/或重組)的過程定義。複雜自適應系統理論表明,突變和重組引起的代數結構的性質對於理解動力學比微分方程本身更重要。這激發了進化模型數學分析的新方向,其中突變和重組引起的代數特性是人們感興趣的中心。在本文中,我們總結了重組空間代數性質的一些…

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1997-02-01 工作論文 工作論文 #1186

重新發現計算自創生

摘要 本文總結了新電腦模型(人工化學)的一些初步實證結果,該模型表現出自創生組織的自發性出現和持續存在。該模型基於 Varela、Maturana 和 Uribe 最初提出的系統。在進行這種重新實現時,我們發現,Varela 等人的原始描述中沒有記錄的額外相互作用(基於鏈的鍵抑制)對於實現自創生現象至關重要。只有在仔細檢查原始模型早期版本的(未發布的)原始程式碼後,才重新發現了…

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1997-02-01 工作論文 工作論文 #1185

非線性和混沌測試的單盲受控競爭

摘要 人們對測試經濟數據的非線性或混沌性越來越感興趣,但現有結果引起了許多爭議。本文探討了這些經驗困難的原因。我們設計並運行了單盲受控競賽,其中包括五個備受推崇的非線性或混沌測試,以及十個模擬資料系列。資料產生機制包括線性過程、混沌遞歸和非混沌隨機過程;實驗中包括大樣本和小樣本。該資料系列由競賽經理以單盲方式產生,並透過電子郵件發送給實驗參與者,不帶任何識別資訊。每個這樣的參與…

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1997-02-01 工作論文 工作論文 #1184

進化可塑性會進化嗎?

摘要 在受精卵的多細胞生物體發育過程中,亞生物體組織的各個層面都會發生大量的表觀遺傳交互作用。這提出了一種可能性,即表觀遺傳相互作用系統可以在最低水平上補償或「緩衝」作為突變而發生的一些變化,從而穩定突變的表型。這種假設現像被稱為「表觀遺傳穩定性」。它的潛在重要性源自於這樣一個事實:具有遺傳基礎的表型變異是演化的重要先決條件。因此,表觀遺傳穩定性的變化可能會深刻影響可達到的演化…

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1997-02-01 工作論文 工作論文 #1182

晶格上的穩定性與複雜性:基於個體的食物網模型中的物種共存

摘要 食物網穩定性的理論研究通常沒有將空間視為影響物種共存的偶然因素。在這裡,我考慮了空間異質性對基於個體的食物網模型穩定性的重要性。各個個體在細胞網格上擴散並根據一組機率相互作用係數相互作用。模擬在均勻和非均勻晶格上進行。此模型有兩種模式:(1)具有全局相互作用的平均場模式,以及(2)物種在局部鄰域內相互作用的空間局部模式。在不同的模擬中比較了不同網絡連接、相互作用強度和晶格…

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1997-02-01 工作論文 工作論文 #1183

論出現與解釋

摘要 湧現是一種普遍現象,可以用非常普遍的數學方式來定義。這對於研究複雜系統(這裡定義為超結構)的科學合理解釋很有用。要求是在總體框架內考慮觀察機制。定義了湧現的兩個概念,並討論了這些概念的具體例子。

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1997-01-31 工作論文 工作論文 #1191

從交叉反應記憶模型的免疫數據中導出形狀空間參數

摘要 當免疫系統被一種病原體菌株啟動並受到一種相關但不同菌株的攻擊時,就會發生交叉反應記憶反應。交叉反應的大部分性質是由針對初級抗原產生並與次級抗原交叉反應的記憶細胞的數量和分佈決定的。對抗原具有高於閾值親和力的 B 細胞位於形狀空間區域,我們稱之為「刺激球」。在交叉反應反應中,初級和次級抗原的刺激球的交叉點包含交叉反應 B 細胞,因此決定了抗原之間交叉反應的程度。我們推導了不…

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1997-01-31 工作論文 工作論文 #1190

關於資訊和充分性

摘要 任何兩個有限測度之間的資訊偏差不能透過任何統計運算(馬可夫態射)來增加。當且僅當態射足以滿足這兩個測度時,它才是不變的。

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1997-01-31 工作論文 工作論文 #1189

大規模滅絕的模型

摘要 近年來,許多作者提出,宏觀演化過程可能會產生自組織的臨界現象,這可能對生態系統的動態產生重大影響。特別是,有人認為,大規模滅絕可能是透過純粹的生物機制引起的,這是所謂的共同演化雪崩的結果。在本文中,我們首先探討了支持這一結論的經驗證據。此資料中心主要圍繞著滅絕事件和其他數量的大小分佈中冪律函數形式的存在。然後,我們提出了一種新的大規模滅絕數學模型,該模型不依賴共同演化效應…

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1997-01-31 工作論文 工作論文 #1188

黃病毒基因組 3'-非編碼區的二級結構:鹼基配對機率的比較分析

摘要 將完整鹼基配對機率矩陣的預測應用於黃病毒基因組的 3' 非編碼區 (NCR)。這種方法不僅可以識別明確的二級結構元素,還可以識別具有高結構靈活性的區域。黄病毒,其中许多是重要的人类病原体,具有共同的基因组组织,但在功能上重要的 3' NCR 中表现出显着程度的 RNA 序列多样性。我們證明了所有黃病毒共有的二級結構的存在以及反映已建立的分類方案的屬內病毒組的特徵結構特徵。…

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1997-01-31 工作論文 工作論文 #1187

標籤介導的伴侶選擇對不斷演化的群體在重複囚徒困境中的影響

摘要 描述了玩 IPD 的代理的標籤介導的伙伴選擇的簡單模型。代理策略表示為 $(i,q,q)$ 三元組,如 [Nowak 和 May,1992] 所示。標籤表示為 $[0,1]$ 中的任意實數,標籤選擇偏向於具有相似標籤的代理。每個代理商在每一世代中都會扮演其他代理商的一小部分樣本。這些遊戲的累積收益被演化演算法用作適應性度量,該演算法創建了下一代智能體。結果表明,即使是簡單…

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1997 已發表論文

初值問題的Sinc配置法

摘要 使用全域定義的正弦基函數,針對初始值問題 u'(t) = f(t,u(t))、u(0) = 0 開發了一個配置過程。結果表明,該正弦過程以指數速率收斂到解,即 O(M(2) exp( kappa root M)),其中 kappa 0 且在展開中使用 2M 基函數。域 R = ( 無窮大, 無窮大) 和 R(+) = (0, 無窮大) 上的問題用來說明過程的實現和準確性。…

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1997 已發表論文

摘要 A correlation analysis will be applied to subspac

摘要 A correlation analysis will be applied to subspaces of the 適應度景觀 generated by the 同步化 task for one dimensional 細胞自動機. This results in a 隨機 model that can be used to characterize the corre…

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1997 已發表論文

駕駛員策略和交通系統性能

摘要 As increasingly sophisticated routing, navigation and trip planning devices are installed in automobiles, it becomes necessary to consider the likely effects of such devices on overall tr…

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1997 已發表論文

摘要 本文提出了一種用於交通模擬的日常重路由鬆弛方法

摘要 本文提出了一種用於交通模擬的日常重路由鬆弛方法。從路線的初始規劃集開始,執行基於路線的微觀模擬。微觀模擬的結果輸入到重新路由器中,重新路由器會重新路由所有行程的一定比例。這種方法使得微觀模擬中的流量模式更加合理。此外,結果表明,本文描述的方法會導致解的強烈振盪。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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1997 已發表論文

摘要 我們描述了一個用於城市交通微觀模擬的簡單框架

摘要 我們描述了一個用於城市交通微觀模擬的簡單框架。達拉斯的中型摘錄用於檢查交通流模擬的元胞自動機方法和簡單的交叉口模型的不同模擬保真度水平。我們指出了基本運動規則的顆粒結構所產生的問題。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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1997-01-01 工作論文 工作論文 #1198

應用分子演化的模型與搜尋策略

摘要 在短短幾年內,分子多樣性技術徹底改變了研究受體結合、共有序列、遺傳調控機制以及生物化學和化學中許多其他問題的藥物設計和實驗方法。由於可以使用的配體庫龐大且技術快速,應用分子演化方法(例如 SELEX 和噬菌體展示)變得特別流行。這些方法取得了巨大成功,但迄今為止為它們開發的理論工作相當有限。這些方法的成功並非微不足道:正在搜尋的大量序列、單一物種的低濃度以及技術固有的噪音…

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1997-01-01 工作論文 工作論文 #1197

同步CA景觀的相關性分析

摘要 相關分析將應用於由一維元胞自動機的同步任務所產生的適應度景觀的子空間。這產生了一個隨機模型,可用來表徵這些子空間的相關結構。結果表明,兩個子空間都可以透過 AR(2) 模型來表徵,無論是點突變還是交叉。

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1997-01-01 工作論文 工作論文 #1196

具有非關聯閘的電路和表達式

摘要 我們考慮其閘在非關聯代數(例如擬群或迴圈)中執行乘法的電路和表達式。我們定義一類稱為多交換代數,由阿貝爾群的迭代准直積形成。我們證明擬群可以表達任意布林函數當且僅當它不是多交換函數時,在這種情況下它的「表達式求值」和「電路值」問題分別是 NC1 完全和 P 完全。對於一般代數來說,情況並非如此,我們給出一個反例。我們證明,如果代數的 TC0 既是多交換的又具有可解的乘法半…

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1997-01-01 工作論文 工作論文 #1195

計算自創生:原始演算法

摘要 本報告對最初由 Varela、Maturana 和 Uribe (1974) 提出的用於(計算)實現自創生的演算法進行了詳細回顧和重新介紹。該評論是從尋求重新實現該演算法的人的角度出發的。它源自於一個正在進行的項目,旨在使用 Swarm 模擬系統開發此類重新實現。這種重新實現的動機首先是批判性地重新審視該模型化學產生的現象學,其次將其用作內部一致性和清晰度的基礎;然後單獨…

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1997-01-01 工作論文 工作論文 #1194

SCL:群體中的人工化學

摘要 本報告介紹了 SCL (v0.04) 系統。這是使用 Swarm 模擬系統的人工化學的實作。這種化學性質在定性上是基於 Varela、Muturana 和 Uribe (1974) 首次描述的系統。這涉及三種不同的化學物質:底物、催化劑和鏈接,即 SCL。它的設計目的是產生簡單的自創生組織現象。瓦雷拉等人。包括其原始模型的詳細演算法說明;然而,正如 McMullin (1…

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1997-01-01 工作論文 工作論文 #1193

生產、貿易和貨幣的馬可夫模型:理論和人工生命模擬

摘要 本文概括了清瀧 賴特貿易模型,將交易週期視為有限博弈,因此納許定理可用於證明均衡的存在;將經濟視為馬可夫過程,則可使用遍歷定理來證明具有理想性質的均衡的存在(例如,其中存在貨幣)。馬可夫貿易模型還允許我們增加經濟的複雜性,而無需增加模型屬性分析的相應複雜性。該論文還提供了馬可夫經濟的人工生命模擬,顯示貨幣均衡是動態穩定的,不需要代理人進行高水準的學習或資訊處理。

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1997-01-01 工作論文 工作論文 #1192

北威州高速公路網基於路徑的模擬中的個體適應

摘要 透過給予個體駕駛員意圖,即他們想去哪裡的想法,交通模擬變得更加真實。這個想法的一種可能的實現是為每個駕駛員提供一條精確的預先計算的路徑,即該駕駛員想要遵循的一系列道路。本文展示了在現實的道路網路中,如何使用重複模擬,以便駕駛員能夠探索不同的路徑,以及擁塞位置或整個網路等宏觀量如何因此而變化。

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1996-11-30 工作論文 工作論文 #1208

凝膠電泳的 Repton 模型

摘要 我們討論 DNA 瓊脂糖凝膠電泳的雷普頓模型。我們回顧了先前的解析和數值結果,提出了一種用於模型有效模擬的新數值演算法,並提出了模型解析解的新方法。

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1996-11-30 工作論文 工作論文 #1207

中性景觀的光譜表示

摘要 生態景觀的模式通常是不同尺度下不同過程運作的結果。景觀生態學中引入了中性景觀模型,以區分簡單隨機過程結果的模式與更複雜生態過程產生的模式。最近的研究使用了日益複雜的中性模型,其中納入了傳染和對隨機模式的其他約束,以及使用中性景觀作為空間模擬模型的輸入。在這裡,我考慮一個基於光譜變換的通用數學框架,該框架以光譜基函數集表示所有中性景觀模型。考慮分形和多重分形模型,以及具有多…

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1996-11-30 工作論文 工作論文 #1206

當中心細胞回收回中心母細胞時,體細胞突變導致有效的親和力成熟

摘要 儘管大多數突變都是有害的,但體細胞突變和生髮中心 (GC) 內的選擇之間的相互作用會導致高親和力記憶 B 細胞的快速生成。具有大量突變的高親和力 B 細胞是如何在 GC 中產生和保存的,在其高峰期僅含有數千個細胞,一直令人費解。我們開發了一種 GC 內的體細胞突變和 B 細胞擴增模型來解決這個難題。我們表明,抗原選擇的中心細胞經常回收回中心母細胞可以導致有效的親和力成熟。…

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1996-11-30 工作論文 工作論文 #1205

單股 RNA 不同功能類別之間核苷酸鹼基組成的整體相似性

摘要 單股 RNA (ssRNA) 的不同功能類別的數量以及代表它們的序列數量非常多,而且還在持續增加中。在演化背景下組織這些數據至關重要,但傳統的比較序列分析需要識別同源位點。這阻止了不具有位點間序列相似性的不同功能類別的序列之間的比較分析。單一演化譜系內的分析也限制了演化推論,因為共同的祖先混淆了歷史上與生物物理原因所強加的分子結構和功能的特性。在這裡,我們對 ssRNA …

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1996-11-30 工作論文 工作論文 #1204

集體行動的結構與策略:社交網絡中的溝通與協調

摘要 本文考慮了對集體行動的結構性和策略性影響。只有當參與的總人數至少達到她的閾值時,團體中的每個人才願意參與;人們使用社交網絡來交流他們的閾值。結果包括: 派系形成的共同知識對於集體行動來說是足夠的,並且在某種意義上是必要的; 「叛亂分子」(強烈傾向於集體行動的人們)的分散可能有利於集體行動,但過多的分散可能是壞事;經典的「跟風」模型誇大了集體行動的脆弱性。

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1996-11-30 工作論文 工作論文 #1203

大型系統中的相干雜訊、尺度不變性與間歇性

摘要 我們引入了一類新的模型,其中大量「代理」在外部施加的相干雜訊的影響下組織起來。該模型顯示了重組事件,其規模分佈在幾十年內都嚴格遵循冪律,即使在代理彼此不相互作用的情況下也是如此。此外,系統還顯示「餘震」事件,其中大擾動之後有時會發生一系列其他擾動,這些擾動按照 $t^ 1$ 定律分佈。我們也發現系統中代理的壽命具有冪律分佈。我們使用動力學的近似分析處理來解釋所有這些結果,…

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1996-11-30 工作論文 工作論文 #1202

模型生態系中的社區大會

摘要 環境和生物因素調節物種豐度和生態群落的組成。然而,由於觀測的限制和歷史影響,很難證明自然界中社區集會的原理。數值模擬可用於評估假設的機制是否產生自然群落中看到的模式。大多數多物種群落模型都假設族群中所有個體都有類似的行為。在這裡,我們描述了一個基於主體的多物種群落模型,其中各個主體之間的相互作用受到達爾文選擇(Holland 的 Echo 模型)的影響。為了評估模型對進化…

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1996-11-30 工作論文 工作論文 #1200

人工股票市場內生預期下的資產定價

摘要 我們提出了一種基於異質代理的資產定價理論,這些代理不斷地調整他們的期望以適應這些期望共同創造的市場。我們利用聖達菲人工股票市場透過計算探索了這一理論的含義。我們認為,資產市場具有遞歸性質,因為主體的預期是基於他們對其他主體預期的預期而形成的,這排除了透過演繹手段形成預期。相反,交易者不斷假設——不斷地探索——預期模型,根據表現最好的模型進行買入或賣出,並根據它們的表現確認…

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1996-11-30 工作論文 工作論文 #1201

單股 RNA 鹼基組成的適應性演化趨同的證據

摘要 與蛋白質一樣,單股 RNA (ssRNA) 會經歷分子內摺疊,形成複雜的構象,進而決定其代謝功能。我們從 ssRNA 和人工核酶的七個功能類別的系統發育代表性樣本中編制了核苷酸組成數據,除了 G+C 含量外,還表示為 G+A 和 G+U。與已知在生物體內部和生物體之間存在差異的 G+C 含量不同,G+A 和 G+U 含量在與序列相似性和功能無關的 ssRNA 之間受到顯著…

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1996-11-30 工作論文 工作論文 #1199

蛋白質空間中的中性網絡:基於知識的平均力勢的計算研究

摘要 背景:蛋白質空間是透過利用基於知識的平均力勢的逆折疊程序來探索的。結果:電腦模擬表明,折疊成共同形狀的胺基酸序列均勻分佈,形成跨越整個序列空間的擴展滲透網絡。結論:所有檢查的蛋白質結構上都存在很長的中性路徑,顯示存在滲透蛋白質空間的中性​​網絡。對於一些但不是全部限制氨基酸字母表獲得了相同的定性結果。在這方面,蛋白質的序列結構圖似乎與核酸的情況非常相似。

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1996-11-01 工作論文 工作論文 #1211

數學 and 計算 Challenges in 族群 生物學 and 生態系統 Science

摘要 解決生物學問題的數學和計算方法在不久前還屬於邊緣活動,現在被認為提供了一些最強大的工具來了解自然、指導實證工作並提供綜合和分析框架 (1,2)。在生物學的某些領域,例如分子生物學,其出現是最近但引人注目的,例如作為核酸序列分析或大分子結構分析的輔助手段。相較之下,在群體生物學中,數學方法和經驗方法之間的結合已有一個世紀的歷史,具有豐富的傳統和它所提供的見解。例如,統計和隨…

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1996-11-01 工作論文 工作論文 #1209

HIV 感染的目標細胞限制模型和免疫控制模型:比較

摘要 我們開發了 HIV 1 感染臨床潛伏期的各種數學模型,假設 HIV 1 感染受到 HIV 可以感染的細胞的可用性或特定的抗 HIV 細胞免疫反應的限制。前一種模型我們稱為「目標細胞限制」。透過相平面分析比較模型,我們發現它們都屬於捕食者 被捕食者模型類別。在目標細胞限制模型中,病毒是捕食者,以目標細胞獵物為食,而在免疫控制模型中,病毒是由免疫反應捕食者控制的獵物。因為這兩…

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1996-11-01 工作論文 工作論文 #1210

貨幣經濟的預期多樣性

摘要 我們研究了世代重疊的貨幣經濟,其中主體的預期取決於對未來物價水準的向後預測。我們使用離散選擇理論來模擬智能體如何根據過去的預測誤差選擇預測變數。讓可用預測變數的數量趨於無窮大,我們就得到了系統的「大類型限制」。採用大類型限制極大地減少了自由參數的數量,同時保持了期望的多樣性,我們認為這對於建立合理的基於學習的模型是必要的。此模型的動態受到「選擇強度」的強烈影響,而「選擇強…

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1996-10-31 工作論文 工作論文 #1212

隨機結構的演化

摘要 在本文中,我們使用粗粒度水平來研究分子的結構和動力學之間的關係,在粗粒度水平上我們將分子結構視為「隨機結構」。隨機結構由 (i) 一個(隨機)接觸圖和 (ii) 施加在其相鄰頂點上的關係族組成。接觸圖的頂點集只是序列的所有索引的集合,其邊是透過在兩個隨機化過程中(從所有可能的鍵的集合中)挑選二級和三級鍵來獲得的。與邊緣相關的對應關係分別被視為二級鹼基配對規則和三級交互作用…

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1996-10-01 工作論文 工作論文 #1215

含糊不清的治療

摘要 經濟學長期以來一直將決策與優化聯繫在一起。決策者從已知的選擇集 C 中選擇一個動作。所選的動作最大化已知的實值目標函數 $F(\cdot) : C R$。最佳化假設有足夠的知識 $C$ 和 $f(\cdot)$ 來決定最佳操作。假設決策者知道$C$,但不知道$f(\cdot)$。他只知道 F$ 中的 $f(\cdot) \,其中 $F$ 是將 $C$ 映射到 $R$ 的一…

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1996-10-01 工作論文 工作論文 #1213

大規模交通模擬

摘要 大規模微觀(即基於車輛的)交通模擬至少在兩個應用領域對計算速度提出了很高的要求:(i)即時交通預測,以及(ii)長期規劃應用(其中需要在微觀模擬和個人行為的模擬規劃之間重複「循環」)。作為粗略數字,洛杉磯等地區(約 100 萬旅客)的即時模擬將需要遠高於每秒 100 萬次「粒子」(=車輛)更新的計算速度。本文回顧如何在不同的專案中解決這個問題,以及這些方法如何依賴特定問題…

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1996-10-01 工作論文 工作論文 #1214

未知與不可知

摘要 我提出有關科學中未知和不可知的問題。我還簡要地討論了 1996 年新聞中經常出現的兩個主題,這兩個主題可能會與我的主題錯誤地混淆。首先是約翰‧霍根所寫的《科學的終點》一書,其次是對《科學戰爭》編輯們的大騙局。

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1996-09-01 工作論文 工作論文 #1219

透過不穩定極限環的逃逸率的振盪行為

摘要 假設二維動力系統有一個穩定的吸引子,該吸引子被不穩定的極限環包圍。如果系統受到白噪音的加性擾動,則通過極限環的逃逸率將隨著雜訊強度呈指數下降。這種緩慢振盪因素的存在是由於系統的非平衡勢在極限環上是不可微的。我們指出了隨機共振模型的弱噪音極限的含義。

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1996-09-01 工作論文 工作論文 #1218

元胞自動機計算:綜述

摘要 簡介 元胞自動機 (CA) 是分散的、空間擴展的系統,由大量具有局部連接性的簡單相同組件組成。此類系統有潛力以高度的效率和穩健性執行複雜的計算,以及對自然界中複雜系統的行為進行建模。由於這些原因,CA 和相關架構在自然科學、數學和計算機科學領域中得到了廣泛的研究。它們已被用作物理和生物現象的模型,例如流體流動、星系形成、地震和生物模式形成。它們被認為是可以證明形式屬性的數…

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1996-09-01 工作論文 工作論文 #1216

同步CA景觀的結構

摘要 在許多複雜的系統控制情況下,需要尋找解決方案或替代方案。搜尋解決方案可以透過健身景觀的搜尋來建模。了解底層景觀的結構有助於解釋或預測其上實際海洋的各個方面,從而控制生活在景觀上的系統。本文介紹了表徵適應度景觀結構的結果,該結構是透過搜尋元胞自動機而產生的,元胞自動機是複雜系統的簡單數學模型,可以執行某些重要的計算任務(全域同步)。事實證明,這個景觀的結構與迄今為止所看到的…

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1996-09-01 工作論文 工作論文 #1217

具有許多代理商的股票市場中的價格變化

摘要 股票價格發生巨大變化的頻率足以引起人們對現有模型的懷疑,這些模型都無法解釋非高斯統計數據。我們建構了股票市場的簡單模型,並認為巨大的變化可能是由於群體效應,即代理人互相模仿的行為。不同時間尺度上的變化可以以系統化的方式相互關聯,類似於 Mandelbrot 提出的描述真實市場指數的 Levy 穩定分佈。在最簡單、最不切實際的情況下,透過映射到擴散和湮滅粒子的模型來導出變化…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1241

有限資訊交易背後的馬可夫過程

摘要 Gode 和 Sunder (93) 表明,代理人在雙重拍賣中隨機出價和出售(每個代理人都被限制不賠錢)將榨取市場上幾乎 100% 的剩餘。交易過程進一步收斂於競爭均衡。由於代理人的最佳化能力有限,戈德和桑德的結果回應了均衡理論假設經濟代理人超人能力的批評。然而,Gode Sunder 結果是針對部分平衡模型的。因此,在評估其結果的重要性時,有必要詢問代理是否可以擴展到具…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1240

自然理性

摘要 我們提出了一種對經濟系統進行建模的方法,其中結果局部取決於主體對其他主體所做的預測。我們開發了群體遊戲,其中每個代理商自適應地搜尋其環境的良好模型。我們證明,此類系統可以表現出持久的動力學、低複雜性狀態和高複雜性狀態之間的循環振盪以及其他複雜但內生的現象。我們建議將這些「適應性理性」主體視為理性預期的自然延伸,適用於相互一致性不切實際的情況。我們討論我們的工作與有限理性、…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1239

集體誘導計算

摘要 許多自然系統作為社會昆蟲,共同執行複雜的計算。在這些群體中,大量個體以本地方式進行交流,並向最近的鄰居發送訊息。有趣的是,對這些社會的一般觀察表明,個體的計算能力相當有限,這表明在集體內部觀察到的複雜動態是由元素之間的相互作用引起的,並且不是在個體層面上定義的。在本文中,我們使用全局耦合映射(GCM)作為分散式系統的通用理論模型,並使用 Crutchfield 的統計複雜…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1238

經濟景觀中的在地登山

摘要 利潤最大化是困難的。經驗豐富、經驗豐富的管理者對於哪種行動最有可能為特定公司實現利潤最大化存在分歧。另一方面,利潤最大化的經濟模型一般來說很簡單。訓練有素的經濟學家可以輕易地辨別出最大化公司目標函數的行動。全域最大值是唯一且可實現的,因為目標函數被設計為具有此屬性。本文削弱了可分析處理的目標函數的假設。我提出了一種利潤最大化模型,在該模型中,利潤本質上是最大化的。用林德布…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1237

酒吧問題中的混合策略均衡和自適應動力學

摘要 本文著重於一種 N 人協調遊戲,Brian Arthur 稱之為「酒吧問題」。我們研究了混合策略均衡,發現存在一種獨特的純混合策略均衡,其中所有玩家都採用非退化混合策略。我們也研究了一些簡單的動力學,透過進行一些初步的數值實驗,這些動力學可能會使系統進化到平衡。結果表明,在通常的初始條件下,系統將收斂到唯一的混合策略均衡。

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1236

多數投票元胞自動機、Ising 動力學和 P 完備性

摘要 我們研究元胞自動機,其中每個站點的狀態由其鄰近站點的多數投票決定。對於一組有限的初始條件,這些等效於零度溫度下伊辛模型的單自旋翻轉動力學中的非零機率躍遷。我們證明,在三個或更多維度上,這些系統可以模擬 AND 和 OR 閘的布林電路,因此是 P 完備的。也就是說,預測未來的狀態 $t$ 時間步長至少與串行電腦上需要多項式時間的任何其他問題一樣困難。因此,除非在電腦科學中廣…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1235

重新檢視神經元集合模型中的隨機共振

摘要 考慮了最近提出的兩種感覺訊息神經元編碼機制,涉及非週期性時變輸入的隨機共振效應。使用理論論證和數值模擬表明,用於所謂的非週期隨機共振(ASR)場景的相關測量的噪聲增加的非單調行為並不依賴於雙穩態和可激發系統中隨機共振典型的協同效應。相反,訊號緩慢變化的 ASR 更恰當地解釋為雜訊的線性化。因此,在沒有調諧的情況下多神經元隨機共振中「共振曲線」的加寬也可以透過這種線性化來解…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1234

管理變革和利基產品的成功

摘要 本文提出了一個公司準備向消費者偏好隨時間變化且無法直接觀察的市場推出產品的模型。市場研究用於確定生產什麼類型的產品。員工根據市場研究資料所做的決策具有有限理性;因此,組織結構在決策分析中扮演關鍵角色。分析了組織結構和隨機環境的互動對利潤的影響。特別關注利基吸引力產品和大眾吸引力產品的組織規模和獲利能力的選擇。

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1231

摘要 「調查」最普遍的目標是探討是否可能存在一些普遍規律來管理某一類非平衡系統——即自主主體的共同演化自

摘要 「調查」最普遍的目標是探討是否可能存在一些普遍規律來管理某一類非平衡系統——即自主主體的共同演化自我建構群體。第一講討論了“適應度景觀”的一般特徵,即共同進化過程,其中一個“代理”的適應性運動改變了其夥伴的適應度景觀,並試圖表明內生的共同進化過程允許“代理”,每個“代理”適應自己自私的“適應度”,調整其適應度景觀的耦合和堅固性,從而使整個系統達到特定的自組織臨界狀態。第二…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1232

企業家:自信的代理人打破自我確認平衡

摘要 該計畫的目的是開發一個模型來比較和對比企業家的幾種相互競爭的經濟觀點。問題在於那些被冠以「企業家」稱號的代理人與社會其他人的不同之處以及這些差異所導致的結果。根據最近的博弈論研究,企業家的一個自然定義出現了:那些使社會其他人遠離源自於錯誤信念的自我肯定行為的人。我們希望探討實現這種變革的條件,並將其與創業活動的傳統經濟觀點進行比較。此模型中的代理人在嘗試從觀察資料中了解其…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1233

社會經濟行為的統計力學方法

摘要 本文提供了一個統一的架構來解釋經濟學文獻中出現的各種交互作用模型。取自統計力學文獻的形式化顯示涵蓋了許多社會經濟現象,從非婚生到總產出到犯罪。該框架與離散選擇的計量經濟模型有著密切的關係,因此具有使交互模型可估計的潛力。提出了統計力學在社會經濟問題中的許多新應用。

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1229

隨機迭代囚徒困境中的均衡選擇

摘要 最近的大量著作認為,從根本意義上講,科學正在達到極限。這項工作的基本主張是雙重的。首先,有人認為,對於許多研究領域,特別是物理學、化學和生物學,科學提供了本質上準確的自然觀。進化論、相對論和量子力學理論被視為科學成功的主要例子。這些成功的自然理論的進一步進展將是這些現有廣泛理論的衍生。其次,有人認為,在科學探究無法取得巨大經驗成功的領域,根本進步是不可能的。不可驗證性的發…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1230

反覆囚徒困境中互動與學習的定位

摘要 重複囚徒困境中合作的演變取決於博弈的條件。一系列電腦模擬的結果表明,遊戲中合作遊戲的出現受到互動和學習本地化的強烈影響。學習的在地化促進了相互合作,而互動的在地化卻對其產生了模糊的影響。此外,學習的在地化似乎會促進系統中的不平衡行為。

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1227

晶格分子自動機 (LMA):結構分子動力學的物理化學模擬系統

摘要 分子自組裝在生化系統中經常遇到,產生具有明確功能的高階結構。然而,這些過程背後的驅動力尚不清楚。 「晶格分子自動機」(LMA)是一種計算工具,適用於模擬大規模分子系統中的自組織過程。本文介紹了在離散場、元胞自動機環境中發展分子動力學和自組裝所需的基本計算概念:分子物件被編碼為六角晶格上的資料結構。傳播力粒子與動能和位能項一起,定義了相對於指定的分子動力學和力場屬性具有最小…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1228

科學的限制還是認識論的限制?

摘要 最近的大量著作認為,從根本意義上講,科學正在達到極限。這項工作的基本主張是雙重的。首先,有人認為,對於許多研究領域,特別是物理學、化學和生物學,科學提供了本質上準確的自然觀。進化論、相對論和量子力學理論被視為科學成功的主要例子。這些成功的自然理論的進一步進展將是這些現有廣泛理論的衍生。其次,有人認為,在科學探究無法取得巨大經驗成功的領域,根本進步是不可能的。不可驗證性的發…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1224

網路流量作為一種自組織的關鍵現象

摘要 本文概述了解決大型城市交通系統中的複雜性問題和現實工程問題的方法。在此背景下,我們討論設計高效且可控的大都市交通系統的基本問題。

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1225

高階緊急結構的生成

摘要 在複雜系統(特別是自組織系統)的研究中,出現了湧現和高階結構的概念。 [1,2] 中給出了研究它們的框架,其中超結構的概念以直觀和形式的意義出現。但事實證明,在這些系統的形式化中,從第一原理產生更高階的湧現是相當困難的。第一個問題當然是就什麼是高階結構達成一致。眾所周知,二階結構相對容易出現,問題是如何在沒有外界幹擾的情況下進行三階結構。本文的目的是根據[19]和[12]…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1226

熵驅動的分子自組裝過程的模擬與動力學

摘要 分子自組裝經常被發現可以在生化系統中產生更高階的功能結構。其中一個例子是脂質在水溶液中自組裝形成膜、膠束和囊泡,另一個例子是細胞骨架的動態形成和重排。這些過程通常由局部短程力驅動,因此,動力學僅基於局部相互作用。在本文中,我們介紹了一種基於元胞自動機的模擬,即晶格分子自動機,其中代表不同分子實體(如水、親水性和疏水性單體)的資料結構共享六邊形二維晶格上的局部傳播力資訊。此…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1222

進化元胞自動機中的嵌入粒子計算

摘要 在我們的工作中,我們正在研究遺傳演算法(GA)如何進化細胞自動機(CA)來執行需要全局協調的計算。 「進化細胞自動機」框架是研究進化(自然或計算)如何創建執行緊急計算的系統的理想化手段,其中簡單計算的動作,其中具有局部信息和通信的簡單組件的動作引起協調的全局信息處理。

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1223

關於仿真和動態層次結構的註釋

摘要 本文總結了與形式動力系統中產生高階湧現結構相關的一些問題,以及能夠產生高階結構的動力系統的一些形式屬性。

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1221

簡單技能生態的出現:經濟組織的超循環方法

摘要 Buss (1987) 以及 Fontana 和 Buss (1994) 有力地指出,生物學的遺傳學和達爾文進化論的現代綜合取得了令人印象深刻的進步,其代價是忽略了一個關鍵的中間步驟——有機體(或者更一般地說,組織)的存在。遺傳等位基因的分佈是由這些等位基因的表型「攜帶者」的選擇壓力決定的。但表型本身的存在從未被解釋。正如豐塔納和巴斯自己所說:「基於等位基因、個體和群體動…

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1996-08-01 工作論文 工作論文 #1220

有限族群在演化搜尋中引發亞穩定性

摘要 我們引入了一種分析模型,該模型根據適應度分佈空間中的流來預測簡單演化演算法的動態。在無限總體的限制下,運動方程式以封閉形式導出。我們展示了有限的人口如何導致停滯期——「健身時期」——以及快速跳躍——「創新」。此分析透過流的亞穩態固定點識別曆元,並給出曆元適應度水平、持續時間和群體分佈的準確預測。

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1996-07-01 工作論文 工作論文 #1249

動盪的風景:對話

摘要 1996 年 6 月 29 日至 1997 年 1 月 4 日,舊金山探索博物館(著名的科學、藝術和人類感知博物館)展出了「動盪的景觀:塑造我們世界的自然力量」。這個具有里程碑意義的展覽由美國國家科學基金會資助,展出的作品利用自然的力量來捕捉和揭示複雜且看似混亂的自然過程——漩渦、旋轉的沙塵暴、侵蝕的懸崖、雪崩、龍捲風。

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1996-07-01 工作論文 工作論文 #1248

使用統計力學評估 RNA 折疊的可靠性

摘要 我們分析了古細菌、細菌、葉綠體、粒線體和真核生物的 16S 和 16S 樣以及 23S 和 23S 樣核醣體 RNA 的鹼基對機率分佈,正如 RNA 折疊分配函數方法所預測的那樣 (McCaskill, 1990)。透過將鹼基配對機率分佈與比較序列分析(比較結構)預測的結構進行比較,對RNA折疊的可靠性進行定量分析。我們區分了兩個與 RNA 最小自由能結構的可靠性相關的因…

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1996-07-01 工作論文 工作論文 #1247

重組空間的代數理論

摘要 針對重組引起的構型空間結構提出了一種新的數學表示,我們稱之為「P結構」。它由物件對到搜尋空間中所有物件的冪集的映射組成。此映射將可從親代「基因型」獲得的所有重組基因型的集合分配給每對親代「基因型」。結果表明,這種結構允許將健身景觀傅立葉分解為「基本景觀」的疊加。這種分解類似於突變空間上適應度景觀的傅立葉分解。基本景觀是作為為 P 結構定義的拉普拉斯算子的本徵函數而獲得的。…

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1996-07-01 工作論文 工作論文 #1246

景觀與分子演化

摘要 RNA 分子的體外演化被視覺化為健身景觀上的爬山過程,可以從分子特性和功能推導出來。優化過程是由序列到結構映射的高度冗餘決定的:序列比結構多得多,並且折疊成相同結構的序列(幾乎)隨機分佈在序列空間中。這種冗餘的兩個結果對於演化很重要:形狀空間被序列空間中的小連接區域覆蓋以及擴展中性網路的存在。這兩個結果共同解釋了大自然如何透過反覆試驗快速有效地找到複雜優化問題的解決方案,…

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1996-07-01 工作論文 工作論文 #1245

滅絕:壞基因還是弱混沌?

摘要 生命滅絕和多樣化的動態並不是一個由隨機輸入驅動的簡單隨機過程。眾所周知,生物相互作用在人群對物理因素的反應中發揮著非常重要的作用。儘管如此,目前尚不清楚生態規模與宏觀演化規模之間的關係。在本文中,我們建議這兩個層級至少在某種程度上是解耦的。使用大規模演化的簡單模型,我們展示了$n$種生態系如何演化到產生各種規模滅絕的臨界狀態。這種狀態涉及存在高度不可預測性的情況。整體宏觀…

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1996-07-01 工作論文 工作論文 #1243

計算政治經濟學

摘要 在本文中,我們討論了自適應計算建模技術在政治經濟學領域的使用。引言考慮了計算方法的優點。本文的大部分內容描述了兩種計算模型:選舉競爭的空間模型和蒂博特模型。在本文的最後,我們討論了這些新技術的未來。

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1996-07-01 工作論文 工作論文 #1244

淋巴組織中 HIV-1 感染的定量影像分析

摘要 開發了一種定量技術來確定淋巴組織 (LT) 中兩個重要細胞區室中的 HIV 1 病毒負荷。影像分析和原位雜交相結合表明,在感染的症狀前階段,濾泡樹突狀細胞表面的病毒粒子中存在每克LT病毒RNA約10^8$拷貝的大池,以及具有20至200個病毒RNA拷貝的感染細胞10^3$至10^5$(每克)的較小池。發現這些細胞中病毒RNA的濃度遠低於培養中有效感染的細胞,這與免疫或其他…

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1996-07-01 工作論文 工作論文 #1242

簡單一維自旋系統的統計複雜性

摘要 我們提出了由具有有限範圍相互作用的一維自旋系統產生的空間結構的兩個互補測量的精確結果。第一個是過量熵,測量配置中儲存的表觀空間記憶。第二個是統計複雜性,衡量最佳預測配置中的自旋值鏈所需的記憶體量。這些統計數據捕捉了不同的屬性,並且與現有的熱力學定量不同。

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1996-06-01 工作論文 工作論文 #1256

一種有效估計Bagging泛化誤差的方法

摘要 在裝袋[Bre94a]中,人們使用訓練集[Efr79,ET93]的引導複製來嘗試提高學習演算法的效能。透過交叉驗證來估計測試集上產生的泛化誤差的計算要求通常令人望而卻步;對於留一法交叉驗證,需要以 $mv$ 次的順序訓練底層演算法,其中 $m$ 是訓練集的大小,$v$ 是重複次數。本文提出了幾種利用偏差 方差分解 [GBD92、Wol96] 來估計袋裝學習演算法的泛化誤差…

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1996-06-01 工作論文 工作論文 #1253

金融衍生性商品確定性定價的新結果

摘要 蒙特卡羅模擬廣泛用於對複雜的金融工具進行定價。最近的理論結果和廣泛的計算機測試表明,確定性方法在速度和置信度方面可能要優越得多。在本文中,我們在抵押貸款債務 (CMO) 上測試了 Tezuka 提出的廣義 Faure 方法。這需要360度維度的整合。我們得出的結論是,確定性方法大幅擊敗了蒙特卡羅方法。在我們測試過的確定性方法中,廣義 Faure 方法是首選方法。例如,對於…

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1996-06-01 工作論文 工作論文 #1254

從資訊軟體到資訊戰

摘要 在 1986 年的第一次會議上,電腦科學與技術委員會、國家研究委員會確定了六個關鍵的國家問題。我討論了這六個問題在 1986 年出現的情況,以及它們在我 1996 年的視角下的表現。 1986 年,我不想再提出第七個關鍵問題。從八十年代中期開始,我注意到我們的資訊基礎設施容易受到電子或物理攻擊的各種方式。我沒有公開表達這種擔憂,因為我擔心這弊大於利。現在我們的脆弱性受到了…

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1996-06-01 工作論文 工作論文 #1252

博弈論模型中的演化動力學

摘要 討論了許多基於帶有噪音的迭代囚徒困境的進化模型。演化行為的不同面向透過(i)透過改變遊戲的複雜性(迭代遊戲、錯誤、誤解、收益矩陣的選擇)、(ii)透過引入空間維度和(iii)透過修改策略空間和策略的表示來說明。其中一種變體涉及有限迭代博弈,它具有僅背叛策略的獨特納許均衡,並且表明當添加空間維度時,演化通常會避免這種狀態。策略的有限自動機表示也被重新審視,一個模型顯示了囚徒…

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1996-06-01 工作論文 工作論文 #1251

群體模擬系統:用於建構多代理模擬的工具包

摘要 Swarm 是一個用於模擬複雜自適應系統的多智能體軟體平台。在 Swarm 系統中,模擬的基本單位是“群”,即執行一系列操作的代理的集合。 Swarm 支援分層建模方法,代理可以由嵌套結構中的其他代理群組成。 Swarm 提供物件導向的可重複使用元件庫,用於建立模型並分析、顯示和控制這些模型上的實驗。 Swarm 目前提供完整、免費原始碼形式的測試版。它需要 GNU C …

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1996-06-01 工作論文 工作論文 #1250

科學的第二次變形:第二種觀點

摘要 本文是「A First Look at the Second Metamorphosis of Science」(SFI 工作論文 95 01 001 和 CCSR 報告,貝克曼研究所)的延伸,部分基於 1995 年 7 月 21 日在奧地利拉克森堡國際應用系統分析研究所 (IIASA) 所做的講座「科學的第二次變形」。大綱: 1. 引言:科學的三個組成部分:(I) 科學…

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1996-05-01 工作論文 工作論文 #1270

個體學習與社會學習:波動環境中的演化分析

摘要 提出了社會和個體學習的單倍體無性遺傳模型。一種基因型的動物,個別學習者(IL),在當前環境中表現最佳,並且除了由於學習錯誤導致的固定成本外,在該環境中具有最佳適應度。另一種基因型的動物是社會學習者(SL),每隻動物都會複製上一代的隨機個體。然而,社會學習者的表型取決於它所模仿的對象。如果它複製了 IL 或行為正確的 SL,則它具有「正確」的表型,SLC。否則,它的行為是適…

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1996-05-01 工作論文 工作論文 #1268

收益遞增與商業的兩個世界

摘要 我們對市場和企業運作方式的理解是一個多世紀前由少數歐洲經濟學家——英國的阿爾弗雷德·馬歇爾和他在歐洲大陸的一些同時代人傳授給我們的。這種理解完全基於收益遞減的假設:在市場上取得領先的產品或公司最終會遇到限制,從而達到價格和市場份額的可預測均衡。該理論粗略地適用於馬歇爾時代的批量加工、煙囪經濟。它在今天的經濟學教科書中仍然盛行。但在本世紀,西方經濟穩步持續地經歷了從大宗材料…

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1996-05-01 工作論文 工作論文 #1269

經驗蛋白質勢的神經網路表示

摘要 最近,人們對推導和應用基於知識的、經驗的蛋白質潛在功能產生了極大的興趣。這些經驗勢源自於相互作用的、空間相鄰殘基的統計數據,如可以從已知蛋白質晶體結構的資料庫中獲得的。在本文中,我們利用神經網路從判別函數的角度重新定義經驗勢函數。這種方法概括了先前的工作,其中在已知蛋白質結構的資料庫上使用簡單的頻率計數統計。這種概括使我們能夠避免嚴格成對互動的限制。現在,我們不再用頻率計…

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1996-05-01 工作論文 工作論文 #1267

文化演化簡史:階段、主體與修補

摘要 文化系統演化的研究在過去的一個世紀中經歷了一系列的變化。文化演化的研究真正開始於十九世紀兩位最重要的人類學家的著作:劉易斯·亨利·摩根(Lewis Henry Morgan,1877)和愛德華·B·泰勒(Edward B. Tylor,1871、1881)。摩根和泰勒都認識到,世界各地許多不同文化中都存在廣泛的相似模式,並開發了並行類型學來對這些跨文化模式進行分類。摩根和…

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1996-05-01 工作論文 工作論文 #1266

具有中間體的自催化網絡 I:不可逆反應

摘要 考慮一類基於模板依賴性複製和特異性催化的自催化反應網絡。簡單複製動力學的三分子「基本步驟」被分解為兩個連續的不可逆反應。對極端情況、公共資源競爭和超循環式合作回饋進行了詳細分析。儘管擴展網路的動態通常類似於相應的複製器動態,但存在顯著差異。最值得注意的是,合作模型中的內部不動點對於任意數量的物種來說是漸近穩定的,而簡單的複製動力學預測了四個物種和更少物種的漸近穩定固定點以…

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1996-05-01 工作論文 工作論文 #1265

演化中的複雜性是如何產生的?

摘要 生物學中的信息具有與化學和物理學中的信息不同的性質。它以編碼形式出現,並以與資訊科技和電腦科學密切相關的方式進行處理。生物資訊本質上儲存在基因型中,並透過遺傳而不是直接透過表觀遺傳過程傳遞給後代。細胞代謝可以直接解釋為訊息處理。資訊與複雜性密切相關:越複雜的事物需要更多的資訊來建構和操作。對生物現象的任何全面理解都需要用進化論來解釋,正如 Theodosius Dobzh…

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1996-05-01 工作論文 工作論文 #1264

隨機結構中的映射

摘要 隨機結構中的映射是在廣義超立方體 $Q{n \over \alpha}$ 的頂點上定義的。隨機結構由(i)隨機接觸圖和(ii)施加在隨機接觸圖的相鄰頂點上的關係族組成。隨機接觸圖的頂點集合是頂點$V \in Q{n \over \alpha}, {P 1,...,P n}$的所有座標的集合。隨機接觸圖的邊是兩個隨機圖的邊集的並集。第一個是 $2m$ 個頂點 ${P {i …

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1996-05-01 工作論文 工作論文 #1263

各向同性與亞穩態:重新檢視 XY 哈密頓量的景觀

摘要 局部最優的數量是景觀的一個重要特徵。它似乎取決於景觀的成對相關性及其與統計各向同性的偏差。我們使用田中和愛德華的 XY 哈密頓量作為例子來研究堅固性、亞穩態和各向同性之間的關係。

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1996-05-01 工作論文 工作論文 #1262

動態辨識器:模擬電腦的即時語言識別

摘要 繼波拉克之後,我們考慮了一個可以即時識別各種語言的模擬電腦模型。我們透過組合迭代映射將輸入單字編碼為 ${\bf R}^d$ 中的點,然後將不等式應用於結果點以測試語言中的成員資格。每類地圖和不等式,例如具有有理係數的二次函數,都能夠識別特定類別的語言;例如,線性和二次映射可以同時具有堆疊式和佇列式記憶體。我們使用相當於 Vapnik Chervonenkis 維數的方法…

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1996-05-01 工作論文 工作論文 #1260

基因-文化協同演化理論

摘要 考古記錄中出現的石器大約是在兩百五十萬年前。這項觀察的意義不僅在於「能人」和後來的原始人類物種有能力製造石器技術,而且還在於這些技能代代相傳。因此,這些簡單的文物代表了文化的最早證據。事實上,各種脊椎動物社會學習的比較證據表明,文化傳播幾乎肯定早於「能人」相當長的時間。然而,動物的社會學習很少穩定到足以支持資訊從一代累積到下一代的傳統。考古記錄證明了這樣一個事實:至少在過…

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1996-05-01 工作論文 工作論文 #1261

不完美的集體安全與軍備競賽動態:為什麼一點點合作就能產生很大的影響

摘要 本文使用簡單的數學模型來探討安全制度與軍備競賽動態之間的關係。主要焦點是被稱為集體安全的製度,該制度受到廣泛關注。然而,很少有人關注數學,而且據我所知,其中都不涉及動力系統。因此,本文的目的之一是在動態系統背景下將集體安全形式化,這將使我們能夠得出一些意想不到的結果。當然,這種形式化需要對集體安全進行嚴格的定義。也就是說:想像三個國家 $x$、$y$ 和 $z$。 「完美…

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1996-05-01 工作論文 工作論文 #1258

重組演化的群體遺傳學觀點

摘要 最適性論證和修正理論被視為演化重組研究的典範。最適性標準(例如平均適應度最大化)可能與根據修飾基因座重組演化開發的模型的結果一致。然而,修正模型表明,平衡平均適應度在重組率的演化過程中可能會降低,並且並不總是最大化。因此,最優性論證並不能成功預測重組率增加或減少的條件。修飾模型的結果表明,當群體最初接近連鎖不平衡的多態性平衡時,通常傾向於降低重組率。當群體受到定向選擇或有…

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1996-05-01 工作論文 工作論文 #1259

有害突變、可變上位交互作用和重組的演化

摘要 在本文中,我們研究了在反覆出現有害突變的情況下允許重組增加的條件。我們關注 Feldman 等人首先研究的三基因座模型。 (1980),它遵循修飾基因座的動力學,該修飾基因座改變兩個受有害突變影響的基因座之間的重組率。儘管費爾德曼等人。 (1980)指出,如果存在遞減上位性,則可能有利於增加重組,我們表明,只有在選擇的基因座之間存在協同位性時,增加重組率的等位基因才能入侵…

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1996-05-01 工作論文 工作論文 #1257

物件的屏障:從動態系統到有界組織

摘要 自我維持的自然系統包括全球氣候系統、所有生物、許多認知過程以及人類社會制度的多樣性。建構自我維護的人工系統的能力將是非常理想的。然而,奇怪的是,不存在易於識別的科學傳統來試圖理解哪些類別的此類系統是可能的或發現實現它們所需的條件。鑑於這種系統自然而然地普遍存在,以及自我維護作為設計特徵的可取性,任何建立這種傳統的可靠方法都值得認真關注。我們最近開發並實施了一個解決該問題的…

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1996-04-01 工作論文 工作論文 #1274

交易結構的演變

摘要 本文透過研究關於具有相互作用的主體的經濟文獻中的兩個相關線索來回顧貿易結構的演變:一是假設主體之間相互作用的特定拓撲的工作,二是讓隨機機制確定該拓撲的工作。這篇論文回顧了各向同性環境中的互動式離散選擇模型,並提出了在某些程式化的各向異性環境中的擴展,這對經濟學家來說特別有趣。特別是,循環互動模式凸顯了貨幣和信用的作用;樹型設定描述了瓦爾拉斯相互作用。論文提出,隨機拓樸互動…

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1996-04-01 工作論文 工作論文 #1275

粒子跳躍模型與交通流理論

摘要 本文展示了粒子跳躍模型如何適應交通流理論的背景,也就是說,它展示了源自納維 斯托克斯方程式的流體動力學交通流模型與粒子跳躍模型之間的聯繫。在某些情況下,這些聯繫是準確的並且早已建立,但從未在流量理論的背景下被看待。在其他情況下,交通擁堵集群的關鍵行為可以與偏微分方程中的不穩定性進行比較。最後,它展示了所有這些如何導致交通擁堵動態的一致圖景。因此,本文開始建立全面的「動態」…

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1996-04-01 工作論文 工作論文 #1276

生化組織、代謝途徑與演化理論

摘要 生物發生和演化是從初級代謝的代謝圖的普遍性和次級代謝的系統發育特異性的角度來看待的。這種分析是在普遍祖先透過化學反應的分層網絡進化的背景下發展起來的。

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1996-04-01 工作論文 工作論文 #1272

人口遊戲

摘要 在大多數經濟學家看來,總體經濟活動是許多追求不同利益的小型經濟主體相互作用的結果。對某些人來說,這說法是個規範性命題。它立即讓人想起亞當·斯密著名的「看不見的手」比喻,它表達了市場作為資源配置工具的規範優越性。但即使在那些對市場優越性持更為謹慎看法的經濟學家中,方法論個人主義以及對個人主體首要地位的強調也對總體經濟現象的研究產生了巨大影響。例如,它導致宏觀經濟學中那些缺乏…

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1996-04-01 工作論文 工作論文 #1273

複雜環境下的資產價格行為

摘要 本文首先調查了資產報酬中出現的經驗模式。主要模式如下。 (i) 樣本外的報酬很難預測。相關維數較大且不穩定;即,回報是由「複雜」過程產生的。 (ii) 交易量的去趨勢化非常持久;即,自相關函數為正,並且隨著滯後長度的增加而緩慢減少。 (iii) 報酬的波動性也非常持久,波動性的自相關函數與去趨勢交易量的自相關函數非常相似。 (iv) 去趨勢交易量和波動率同時高度相關。 (…

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1996-04-01 工作論文 工作論文 #1271

經濟如何在空間中組織自身:新經濟地理學綜述

摘要 正如矽谷的例子所表明的那樣,位置的經濟分析——經濟的地理——是經濟學的一個子領域,典型的複雜性流行語在其中應用得最為明顯和引人注目。不言而喻,空間經濟是一個具有路徑依賴特徵的自組織系統。在這個領域中,個人決策的相互作用會在總體層面上產生意想不到的緊急行為;它的動態景觀通常是崎嶇不平的,空間經濟的演變通常涉及“間斷平衡”,其中驅動變量的逐漸變化導致最終行為偶爾發生不連續的變…

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1996-03-31 工作論文 工作論文 #1279

被動學習有限自動機

摘要 我們提供了一種透過被動觀察有限自動機行為來推斷有限自動機結構的方法綜述。我們考慮確定性自動機和機率自動機(類似於隱馬可夫模型)。雖然精確地解決一般問題在計算上是困難的,但我們將考慮啟發式演算法,以及易於處理的特殊情況。我們考慮的大多數演算法都是基於建立一棵樹的思想,該樹對我們見過的所有範例進行編碼,然後合併等效節點以產生(接近)最小自動機。

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1996-03-31 工作論文 工作論文 #1278

匿名內源性交互作用的識別

摘要 在社會互動的理論研究中,我們假設一個過程並試圖推論隱含的結果。在推理研究中,我們面臨一個逆邏輯問題。鑑於對結果的觀察和維持的假設,我們試圖推斷產生觀察結果的實際過程。縱觀社會科學的現代發展,對社會互動過程的實證推理問題的分析遠遠落後於我們對這些過程進行理論化的意願和能力。這種不對稱是不幸的。如果我們不問這些替代現實如何在經驗上區分,那麼假設替代現實的理論研究最終是毫無結果…

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1996-03-31 工作論文 工作論文 #1277

演算法獨立性和 RNA 二級結構預測

摘要 系統地研究了基於不同折疊標準(最小自由能(mfe)、動力學折疊(kin)、最大匹配(mm))和不同參數集預測RNA二級結構的演算法。使用兩種鹼基配對字母表:二元 GC 和自然四字母 AUGC 字母表。計算的結構和自由能很大程度上取決於演算法和參數集。統計特性,例如鹼基對的平均數、堆疊的平均數、平均環大小等,對參數集甚至演算法的選擇較不敏感。 RNA二級結構的一些特徵,如結…

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1996-03-01 工作論文 工作論文 #1283

計算未來的不完備性定理

摘要 本文證明,對於任何物理系統,我們無法建立一台能夠將該系統的狀態規格作為輸入,然後在該狀態實際發生之前正確預測其未來狀態的電腦。廣泛地說,這意味著人們無法建造一台可以保證「處理資訊比宇宙更快」的實體電腦。即使人們將注意力限制在預測有限的、純經典的、服從非混沌動力學的系統的狀態,即使人們使用無限快、無限密集的計算機,這個結果仍然成立。

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1996-03-01 工作論文 工作論文 #1282

時間和金錢

摘要 一般均衡是永恆的,沒有外部貨幣,價格體係是零階同質的。一些有限範圍的策略市場博弈模型被考慮以法定貨幣作為資產的初始發行。對於任意有限範圍,解是時間相關的。在無限的視野中,隨著最初發行的法定貨幣作為流動資本處於完全靜止狀態,時間消失,價格水平被確定。

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1996-03-01 工作論文 工作論文 #1281

論現實與模型

摘要 我討論四個世界之間的關係:現實、數學模型、電腦模擬和計算模型。介紹了圖靈機和實數模型這兩種計算模型的優缺點。然後討論了求解數學模型的內在困難(透過其計算複雜性來衡量)。在結論部分,我將考慮蛋白質折疊的例子,並應用我們所學到的知識來提出我們當前知識狀況不一致的一些可能原因。

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1996-03-01 工作論文 工作論文 #1280

物理:向複雜性敞開大門

摘要 在一般大眾,甚至是來自不相關領域的科學家的心目中,物理學主要與極端聯繫在一起:大爆炸和巨額資金;宇宙和亞核尺度;最稀有形式的物質,例如單個被捕獲的原子;或者通過極其精確的測量來探測暗物質、質子衰變、中微子質量等現象,而這些現像很可能根本不存在。

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1996-02-29 工作論文 工作論文 #1286

複雜模擬模型的主動非線性測試 (ANT)

摘要 模擬模型在關鍵科學、政策和管理問題的分析中變得越來越普遍。此類模型提供了一種分析具有大參數空間和非線性相互作用特徵的複雜系統的方法。不幸的是,這些相同的特徵使得使用傳統測試技術來理解此類模型變得極為困難。在這裡,我們展示瞭如何透過簡單、自動、非線性搜尋演算法來測試模型的結構和穩健性,該演算法旨在主動「打破」模型的含義。使用這裡開發的主動非線性測試(ANT),人們可以輕鬆地…

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1996-02-29 工作論文 工作論文 #1285

在史前西南部創造另類文化歷史:考古學中基於主體的建模

摘要 研討會的目的是討論和演示人工社會的建模,並提出其擴展我們對史前西南部知識的潛力。我們的努力是人類學家幾代人提出的關於文化和文化如何演變的更大問題的一部分。對人類社會變遷和文化演化的傳統研究透過史前和組織類型的分類得出了許多關於變化軌蹟的有用概括。然而,越來越明顯的是,有四個基本問題阻礙了一種強大的、統一的理論的發展,以理解人類社會規範、行為和製度在長期內的變化。

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1996-02-29 工作論文 工作論文 #1284

關於 2 臂高斯老虎機和優化

摘要 我們探索具有高斯收益的雙臂老虎機作為最佳化的理論模型。我們從貝葉斯角度闡述問題,並為 1 次拉動和 2 次拉動提供最佳策略。我們提出了參數空間區域,其中貪婪策略被證明是最佳的。我們也將貪婪策略和最優策略與基於遺傳演算法的策略進行了比較。在此過程中,我們修正了文獻中先前關於高斯強盜問題以及針對該問題的遺傳演算法的假設最適性的錯誤。最後,我們提供了一個分析上簡單的老虎機模型,…

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1996-02-01 工作論文 工作論文 #1287

關於標點符號句號的問號

摘要 在最近的出版物(Bergman 等,1995)中,我們使用了 NK 適應景觀模型的二倍體版本(Kauffman 和 Levin 1987;Kaufman 1989)來研究賴特進化平衡理論的性質(賴特 1977 年綜述)。 NK 模型是一種相對簡單的方法,可將大多數早期分析(主要集中在具有兩個峰值的適應度表面)擴展到多個適應度峰值的情況。適應度景觀的崎嶇程度由參數 K 控制…

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1996-01-31 工作論文 工作論文 #1290

考夫曼 N-k 模型的 NP 完整性,一個可調節的穩健適應度景觀

摘要 「適應度景觀」的概念是一個形象化的術語,表示有限圖的頂點到實數的映射,已經出現在包括進化論在內的多個領域。一個特別簡單的適應度景觀的兩個質量相似的版本的計算複雜度存在很大差異。在一個版本中,問題是「全域最優值是否大於給定值 ${\cal V}$?」透過提出實際計算最優值的有效演算法,證明該問題可以在多項式時間內完成。其他版本景觀的相應問題顯示為 ${\cal NP}$ 已…

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1996-01-31 工作論文 工作論文 #1289

圖二分問題中的局部最小值

摘要 我們報告了圖二分問題景觀中局部最小值數量的數值模擬,並根據景觀的相關長度提供了解釋。

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1996-01-31 工作論文 工作論文 #1288

HIV-1 體內動態:病毒粒子清除率、受感染細胞壽命和病毒生成時間

摘要 使用新的數學模型分析從 5 名感染 HIV 1 蛋白酶抑制劑後收集的詳細病毒量數據,估計有效感染細胞的平均壽命為 $2.2$ 天($t {1/2}=1.6$ 天),血漿病毒顆粒的平均壽命為 $0.3$ 天($t {1/2}=0.24$ 天)。 HIV 1 的平均總產量為每天 10.3 美元\乘以 10^9$ 病毒體,這大大高於先前的最低估計值。我們的結果還表明,HIV 1…

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1996 已發表論文

摘要 此評論的目的是強調一些關於螞蟻合作覓食的現有實驗數據與「煽動」決策思想之間的明確對應關係,眾所周知

摘要 此評論的目的是強調一些關於螞蟻合作覓食的現有實驗數據與「煽動」決策思想之間的明確對應關係,眾所周知,大規模招募不如群體和大規模招募的組合靈活(Numaoka,1995)。介紹了一個考慮實驗觀察的簡單模型,並簡要地給出了它的相圖。 ※ 此為已發表論文,全文需透過期刊付費取得

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1996-01-01 工作論文 工作論文 #1292

後生動物的複雜性和演化:有趨勢嗎?

摘要 演化過程中複雜性增加的觀點已被廣泛接受,但最著名的證據卻非常印象主義。在本文中,我提出了一個理解複雜性的方案,為客觀測量提供了概念基礎。該方案還表明複雜性是涵蓋四種獨立類型的複合術語。對於每種類型,我描述了一些已設計的措施,並審查了最大值和平均值趨勢的證據。在整個後生動物中,有充分的證據表明早期顯生宙的趨勢,而且僅在一種複雜性中。對於其他每種類型,已經記錄了一些趨勢,但僅…

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1996-01-01 工作論文 工作論文 #1291

外部極限:尋找科學中的“不可知”

摘要 一、科學中的邏輯障礙 對於任何相信人類思維回答自然和人類事務問題的能力是無限的這一觀點的人來說,遊覽二十世紀的科學必定是一次相當令人沮喪的經歷。本世紀許多最深刻、最詳細的科學成果都是關於什麼「不能」做、什麼「不能」知道的陳述。這類最著名的限制性結果可能是哥德爾不完全定理,它告訴我們,沒有任何演繹推理系統能夠回答有關可以使用系統語言表述的數字的所有問題。簡言之,每一個夠強大…

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1995-12-01 工作論文 工作論文 #1296

遠見、複雜性和策略

摘要 什麼是策略?這個問題的答案應該取決於預見範圍:戰略家認為他能預見多遠、多少。當公司世界的結構正在經歷一連串的快速變化,並且對代理人和工件的身份的解釋具有模糊性時,我們說遠見範圍是複雜的。我們認為,面對複雜的遠見視野,策略應該包括一系列持續的實踐,這些實踐解釋和建構構成公司行為的世界的關係。我們的討論重點是兩種相互交織的策略實踐。第一個是認知:一家公司透過假設誰生活在那裡並…

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1995-12-01 工作論文 工作論文 #1294

貓視網膜中的平行錐體雙極至 On-β 神經節細胞路徑:空間反應、空間混疊與空間方差

摘要 了解視網膜的一個重要問題是尋找不同細胞途徑的候選功能角色及其解剖學和生理學的細節。我們考慮了貓視網膜中三個主要錐體 $\Longrightarrow$ 錐體雙極細胞 $\Longrightarrow$ on $\beta$ 神經節細胞路徑的各種空間特性及其解剖細節的可能作用。這些通路中的視錐雙極細胞具有不同的形態,並且在收斂、發散、密度和突觸權重方面存在適度差異;目前尚不…

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1995-12-01 工作論文 工作論文 #1295

複雜性和同質性

摘要 考慮圖 1 中的兩個物件。哪個比較複雜?物件 A 可能看起來更複雜,因為它包含更多部分。或者 A 可能看起來更簡單,因為它的各個部分大小相同且彼此不相連,而 B 的大小不同且相互嵌套。另一方面,A 中的部件排列可能看起來更複雜,因為它不太規則,更難以預測,而 B 中的部件沿著物件的中線整齊地排列。這裡的問題是複雜性有不同的意義。這兩個物件都很複雜,但意義不同。

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1995-12-01 工作論文 工作論文 #1293

國家空間多樣化的動態

摘要 十九世紀中後期,美洲向西傳播。在我們這個世紀,大規模移民的故事已經在無數民謠和小說中被講述和重述。在現今的經典西部片中,長長的馬車蜿蜒穿過草原,駛向夕陽的場景就是這一幕的縮影。那個時期的人口普查數據證實了這個故事的人口面向:美國人的平均位置——可以說是國家的重點——向西轉移。然而,數據也顯示,在佔據該國中部三分之一地區的兩條寬闊地帶,即中西部各州和山區各州,向東遷移的人口…

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1995-11-01 工作論文 工作論文 #1298

組織的慣例和其他重複行動模式:當代研究問題

摘要 本工作文件報告了 1995 年 8 月 10 日至 13 日在新墨西哥州聖達菲研究所舉行的為期四天的研討會期間討論的主要內容。該研討會致力於探討當前組織慣例和相關概念研究的困難和前景。

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1995-11-01 工作論文 工作論文 #1297

市場組織

摘要 在標準經濟理論中,買家的需求和賣家的供給是透過“看不見的機制”(亞當·斯密的“看不見的手”,瓦爾拉斯的tâtonnement)來匹配的。這種簡化背後的主要想法是,供給和需求在初步階段進行調整,直到達到均衡價格。然後執行出清市場的交易。在現實市場中,價格調整和買賣雙方的配對涉及大量的資訊交換。以往的經驗對於合作夥伴的選擇和接受交易的決定也很重要。所涉及的動態過程可以用認知科…

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1316

摘要 大腦是一台極為複雜的生物計算機,由高度專業化的神經元和神經迴路組成

摘要 大腦是一台極為複雜的生物計算機,由高度專業化的神經元和神經迴路組成。這些神經元在大腦的許多區域(即使不是全部)都以高精度互連。這種精確度或「特異性」是如何實現的?還有許多觀察表明,也存在相當大的「可塑性」。這是如何運作的?在脊椎動物眼腦連接的發育和再生以及靈長類動物皮膚腦連接的發育和再生中都發現了特異性和可塑性。

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1315

生物分子形狀和代數結構

摘要 生物大分子(RNA、DNA 和蛋白質)的形狀可以透過抽象代數結構來表示,只要選擇適當的粗分辨率即可。這些抽象結構,例如部分有序集和置換群,可用於推導生物分子形狀之間的新度量距離,並證明關於序列結構關係的令人驚訝的定理。

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1314

透過詳盡枚舉分析 RNA 序列結構圖

摘要 RNA序列和二級結構之間的全局關係被理解為從序列空間到形狀空間的映射。這些映射是透過對鍊長度高達 30 的所有 GC 和 AU 序列進行詳盡折疊來研究的。 「嘗試」技術用於經濟資料儲存和資訊快速檢索。計算出的結構數據透過詳盡的枚舉進行評估,並用作測試由數學模型和基於統計方法的抽樣得出的分析結果的精確參考。研究了RNA序列到二級結構映射的幾個新概念,其中包括「神經網路」的結…

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1313

透過中性演化探索表型空間

摘要 RNA二級結構摺疊演算法預測具有相同二級結構的RNA序列連接網路的存在。基於 RNA 序列和 RNA 二級結構之間映射的適應度景觀因此有許多中性路徑。在這些健身景觀上的中性行走可以到達幾乎無限數量的二級結構,這些結構是中性路徑的單點突變。這顯示中性演化探索表型空間並且可以發揮適應作用。

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1312

遺傳功能分析

摘要 孟德爾很幸運地提出了遺傳決定論的具體理論,因為他選擇了甜豌豆的性狀,這些性狀的基礎上既不是多基因的,也不是緊密相關的,並且可以訪問他可以完全控制環境的大型數據集。也許他所寫的幾個特徵並沒有產生如此好的整數比率並在早期就被排除在考慮之外,這也許並不奇怪。如果他用的是犀牛而不是甜豌豆,遺傳學的科學可能會有一個完全不同的起點,因為他將無法獲得足夠大或可控的數據集來使他對隱性和顯…

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1311

論具有有限尺寸時鐘的量子計算機的速度

摘要 在先前的工作中,已經詳細研究了具有無限大小時鐘的本地耦合量子計算機的速度。結果之一是費曼量子計算機和馬戈魯斯元胞自動機以恆定速率計算。我們證明,對於具有有限尺寸時鐘的計算機來說,這不再是正確的,並且我們將認為有限尺寸時鐘更適合所考慮的計算機。此外,我們給出了似乎適合有限尺寸計算機的計算速度的替代定義。

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1310

確定兩個資料集是否來自同一分佈

摘要 本文提出了卡方檢定的兩種貝葉斯替代方法,用於確定一對分類資料集是否是從相同的基礎分佈產生的。然後討論了柯爾莫哥洛夫 斯米爾諾夫檢驗的此類替代方法,該檢定通常在資料集由實數組成時使用。

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1309

重新考慮引進的夏威夷鳥類:自組織臨界性的證據?

摘要 在上個世紀,許多鳥類被引入夏威夷群島。數據表明,島嶼群落的物種數量達到一定數量,超過該數量就會發生雪崩。根據 Bak 等人的自組織臨界系統概念,繪製滅絕事件大小的分佈圖近似於冪律。不同物種的引入和滅絕之間的時間長度也表現出冪律縮放。這些結果表明,生態群落的特徵不是明確的平衡,而是對擾動最低限度穩定的詳細平衡,以至於物種的引入可能引發滅絕級聯。

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1308

並行計算機上的 RNA 折疊

摘要 二級結構預測是 RNA 序列分析的標準工具。 RNA 二級結構的預測本質上是非局部的。這使得長序列(超過 4000 個核苷酸)的分析在當今的工作站上變得不可行。超立方型平行計算機的二級結構預測演算法的實現可以有效地計算完整 RNA 病毒基因組的結構,例如 HIV 1 和其他慢病毒。

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1307

漢明色譜法

摘要 多核苷酸序列隨機文庫的合成已成為生物技術的標準程序;與聚合酶鍊式反應 (PCR) [1] 等擴增方法相結合,可以進行選擇實驗,在其中篩選大量序列以獲得所需的功能。如果所需的函數可用於設計選擇約束,則可以將這些基本技術結合到優雅的體外實驗中,該實驗包括選擇和放大所選函數的交替循環。

原文
1995-10-01 工作論文 工作論文 #1306

Bootstrap 與機率論不一致

摘要 本文證明,對於沒有先驗機率分佈的情況,對於某個固定大小的所有伯努利試驗,引導 (BS) 分佈是否等於預測分佈。然後證明,在任何先驗情況下,BS 都不會給出與所有規模試驗的預測分佈相同的前兩個時刻。最後調查 BS 是否能夠得到正確的變異數。

原文
1995-10-01 工作論文 工作論文 #1305

自我複製 RNA 的混沌相互作用

摘要 給出了描述複製生物分子的複雜動力學的一般高階微分方程組。導出了導致拓樸等效系統的一般複製系統的對稱關係和座標變換。在維度 $n=3$ 的 Lotka Volterra 方程式中觀察到的三個混沌吸引子代表一個相同混沌狀態的三個橫截面。此外,廣義三維 Lotak Volterra 模型中的分形環面已「連結」到混沌吸引子之一。在等效的四維催化複製網絡中研究了奇怪的吸引子。分形環…

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1304

演化動力學 and 最佳化

摘要 我們將 RNA 序列的摺疊視為一張圖譜,為每個序列分配鹼基配對模式,稱為二級結構。這些原像可以建構為隨機圖(即「與結構相關的中性網絡」)。透過將二級結構解釋為生物訊息,我們可以製定所謂的「形狀錯誤閾值」作為 Eigen 等人的擴展。單峰景觀中誤差閾值的概念 [5]。類似於 Derrida 和 Peliti [3] 對於平坦景觀的方法,我們研究神經網路上人口的空間分佈。一方…

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1303

容錯和容錯

摘要 大腦眾多顯著的特性之一就是它的容錯能力。在許多情況下,即使大量腦細胞或組織的損失也不會完全廢除大腦功能,這種特性被稱為「優雅退化」。因此,幾乎從神經網路誕生之初就開始研究建構容錯和容錯神經網路的問題也就不足為奇了。

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1302

元胞自動機的計算力學:一個例子

摘要 我們闡述並擴展了計算力學技術,以解釋基本一維元胞自動機規則 54 的時空行為中出現的結構。識別了 CA 的主導正則域,並建立了域過濾器來定位域中的缺陷並對其進行分類。識別了初級粒子並研究了一系列粒子間相互作用。推導了過濾後的時空行為的確定性運動方程式。建立越來越複雜的過濾器是為了有效收集粒子統計數據並識別更高級別的缺陷、粒子相互作用和二級域。我們定義了時空行為凝聚成僅由域…

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1300

RNA 自由能景觀的近似縮放特性

摘要 RNA 自由能景觀透過「時間序列」進行分析,這些「時間序列」是從僅限於偏移集的隨機遊走中獲得的。功率譜、跳躍大小分佈的縮放以及用不同尺度長度測量的曲線長度的縮放被用來描述這些「時間序列」的結構。儘管它們在構造上是靜止的,但我們發現它們的「局部」行為與 AR(1) 和自仿射過程一致。僅限於偏移集的隨機遊走(即,每個步驟的適應度值超過特定閾值的限制)表現出與自由隨機遊走基本相…

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1301

社會互動的離散選擇 I:理論

摘要 本文分析了個體效用表現出社會互動效應時的整體行為結果。我們研究個人選擇的廣義邏輯模型,其中包含反映個人在非合作決策環境中遵循他人行為的願望的術語。大數定律就是在這樣的環境中產生的。當社會互動超過特定門檻時,這些模型中的多重均衡就會存在,相當於平均選擇行為存在多種自洽。也研究了這些多重平衡的局部穩定性。社會規劃者決定個人選擇集的經濟屬性。此外,該模型也被證明非常適合解釋許多…

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1995-10-01 工作論文 工作論文 #1299

管理碎片化景觀:宏觀方法

摘要 人們普遍認為棲息地破碎化是造成生物多樣性喪失的主要原因。在破碎的景觀中,維持棲息地的連結性是保護規劃中的重要考量。在本文中,我們開發了在多個尺度上量化棲息地連通性的方法,並根據棲息地斑塊對連結性的貢獻分配保護優先順序。透過將棲息地馬賽克表示為數學“圖”,我們表明滲濾理論可用於根據經驗景觀資料量化多個尺度的連通性。我們的結果表明,景觀的連通性高度依賴於尺度,在特徵距離處表現…

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1995-09-01 工作論文 工作論文 #1324

Non-Abelian 細胞自動機

摘要 我們證明了各種各樣的非線性元胞自動機可以寫成線性元胞自動機的“半直積”,並且這些 CA 可以在並行時間 ${\cal O}(\log^2t)$ 內進行預測。此類別包括任何 CA,其規則在寫為代數時是可解群。我們還表明,透過對換向器水平的歸納,可以在並行時間 ${\cal O}(\log t)$ 中預測基於冪零群的 CA。

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1995-09-01 工作論文 工作論文 #1323

非線性 時間序列, 複雜性 Theory, and Finance

摘要 本文描述了金融領域近期一系列工作的統計方面,這些工作與「非線性」、「長期依賴性」、「肥尾」、「混沌理論」和「複雜性理論」相關。我們將提供相當長的介紹,以便為讀者提供路線圖,我們將標明詳細討論每個問題的章節標題,或者如果本文未涉及該問題,則提供參考文獻。在開始之前,讓我們簡要概述一下將在本文中發揮作用的一些近期「流行」主題。布魯塞爾學派、斯圖加特學派、聖達菲研究所等複雜性理…

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1995-09-01 工作論文 工作論文 #1322

摘要 模擬未來 $t$ 時間步長的元胞自動機 (CA) 需要 $t^2$ 序列計算步驟或 $t$ 平行計

摘要 模擬未來 $t$ 時間步長的元胞自動機 (CA) 需要 $t^2$ 序列計算步驟或 $t$ 平行計算步驟。然而,某些基於阿貝爾群的 CA(例如加法 mod 2)被稱為線性,因為它們遵循疊加原理。這使得它們可以在序列時間 ${\cal O} (t)[1]$ 或平行時間 ${\cal O} (\log t)$ 中有效地進行預測。在本文中,我們透過研究具有各種代數結構的 CA …

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1995-09-01 工作論文 工作論文 #1321

求解費曼量子計算機的薛丁格方程

摘要 費曼已經證明,一個封閉的、局部相互作用的量子系統能夠執行確定性計算。對於此類計算機的兩個有限尺寸版本,薛丁格方程式透過解析求解。推導出計算機根據測量產生最終結果的機率。

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1995-09-01 工作論文 工作論文 #1320

實數遞歸理論與連續時間計算

摘要 我們定義了實數上的遞歸函數的情況,類似於自然數上的經典遞歸函數,對應於連續時間運行的概念模擬計算機。事實證明,這個類別非常大,並且包含許多傳統意義上無法計算的函數。我們根據尋零運算子 $\mu$ 的使用次數將此類函數分層為層次結構。最低層是微分代數的連續函數,可由香農的通用模擬計算機計算。在更高的層次上,功能變得越來越不連續和複雜。我們將這種$\mu$ 層次結構與經典遞歸…

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1995-09-01 工作論文 工作論文 #1319

元胞自動機塊變換的代數性質

摘要 透過將多個站點組合在一起,一個元胞自動機可以轉換為另一個具有更多狀態和更小的鄰域的元胞自動機;如果鄰域只有兩個站點,我們可以將生成的 CA 規則視為二元運算。我們證明,如果阻塞規則滿足廣泛代數類的恆等式,那麼底層規則必須具有本質上相同的結構,並且必須僅依賴其最左邊和最右邊的輸入;粗略地說,塊的變換不能將非線性規則變成線性規則。

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1995-09-01 工作論文 工作論文 #1317

p-自旋模型的局部最小值

摘要 報告了 $p$ = 3、4、5 和 6 的 $p$ 自旋哈密頓量的局部最優數量的數值估計。這些數據可以透過哈密頓量的「相關長度」的簡單估計來解釋。

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1995-09-01 工作論文 工作論文 #1318

複雜系統中的模型錯誤指定測試、模型建置和可預測性

摘要 在本文中,我們表明,透過使用簡單變數的函數(例如時間滯後)作為複雜時間序列的重建空間中的方向可以實現顯著的優勢。首先,我們表明,當候選模型用作重建空間中的方向之一時,可以建立更敏感的模型規格測試。這自然會導致基於條件機率構建的錯誤指定測試,即使其他強大的方法(例如應用於殘差序列的 BDS 測試)失敗,也可以揭示錯誤指定的模型。其次,我們表明,透過使用資訊標準來確定與重建空…

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1995-08-01 工作論文 工作論文 #1326

關於偏差加方差

摘要 本文提出了對熟悉的二次損失偏差加方差公式的貝葉斯「修正」。然後討論監督學習的其他一些特定於損失函數的方面。最後提出了適用於對數損失的偏差加方差公式的版本。

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1995-08-01 工作論文 工作論文 #1325

群體模型中的模式形成與功能

摘要 我們探索了一類被稱為群體的簡化模型,其靈感來自社會性昆蟲的集體行為。我們對模型進行了平均場穩定性分析和數值模擬。模型中二階相變附近出現了幾種有趣的行為類型,包括穩定交通流線的形成以及記憶體重構和引導。除了提供對某些類別的生物行為的理解之外,這些模型還與物理科學中的許多模式形成過程具有普遍的相似性。

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1342

具有翻譯功能的自催化網絡

摘要 我們考慮自催化反應網絡的動力學,其中複製和催化作用通過翻譯步驟分開。我們發現這種系統的行為與二階複製子方程式密切相關,該方程式描述了自催化反應網絡的動力學,其中複製子也充當催化劑。事實上,定性動力學似乎幾乎完全由複製步驟的二階反應速率來描述。對於兩個物種,我們恢復了複製方程式的定性動力學。然而,較大的網路顯示出一些偏差。與複製方程式情況相反,由三個相互作用的物種組成的超循…

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1340

估計可預測性:冗餘和替代資料方法

摘要 提出了一種基於資訊理論泛函冗餘和代理資料技術的時間序列理論可預測性估計方法。為所選模型和預測範圍設計的冗餘以位數評估模型輸入(例如,序列的滯後版本)和模型輸出(即,由模型輸入的預測範圍滯後的序列)之間的資訊量。然而,該值受到冗餘估計的方法和精度的影響,因此它(a)通過最大可能的冗餘(由所使用的精度給出)進行歸一化,以及(b)與從兩種類型的替代數據獲得的冗餘進行比較,以獲得…

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1339

組合圖譜的通用屬性:RNA 二級結構的中性網絡

摘要 隨機圖論用於模擬 RNA 分子序列和二級結構之間的關係。折疊成相同結構的序列形成中性網絡,如果中性最近鄰的比例超過閾值,則中性網絡滲透序列空間。任意兩種不同結構的網路幾乎相互接觸,並且折疊成幾乎所有「公共」結構的序列都可以在序列空間中任意位置的小球中找到。將隨機圖論的結果與折疊大樣本 RNA 序列所獲得的數據進行比較。差異可以透過 RNA 分子結構來解釋。

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1338

完整 HIV-1 RNA 中的鹼基配對機率

摘要 我們使用 McCaskill 引入的配分函數方法計算了全長 HIV 1 基因組二級結構的鹼基對機率分佈(McCaskill 1990)。透過分析鹼基對機率的完整分佈而不是有限數量的二級結構,我們獲得了有關 HIV 1 二級結構的更完整和可靠的資訊。我們引入了將機率分佈中的信息壓縮為序列中每個核苷酸一個值的方法。使用這些方法,我們將二級結構表示為鹼基對機率的加權平均值,並且…

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1336

社會複雜適應性系統:夏威夷的一些例子

摘要 過去十年發展的複雜自適應系統理論被應用於古代夏威夷政體的演變。複雜自適應系統 (CAS) 由許多獨立的部分或「代理」組成,這些部分或「代理」不斷進行非線性相互作用。 CAS 的複雜性從遵循簡單局部規則的代理互動中異質地顯現出來。夏威夷政體等社會文化 CAS 的演變是由等級制和異質制的相互作用產生的;非線性變化和有序穩定性;以及自組織、適應和機會。

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1337

鄰裡回饋、內生分層與所得不平等

摘要 本文探討了內生鄰裡形成與鄰裡內正向回饋效應交互作用的經濟體中橫斷面所得分配的演變。在我們研究的經濟體中,成年人的經濟成功取決於一個人成長所在社區的家庭特徵。這些回饋有兩種形式。首先,社區的稅基影響後代的教育投入程度。其次,教育投資相對於後代收入的生產力受到社區收入分配的影響,反映了榜樣或勞動市場連結效應等因素。內生分層(定義為具有相似收入的家庭選擇形成共同社區的傾向)的條…

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1334

金屬新物理:沒有費米液體的費米表面

摘要 大約 40 年來,幾乎所有金屬中的電子現像都可以用通用理論框架來解釋,人們可以將其稱為重正化自由粒子理論、費米液體理論或“AGD”,以有關該主題的最著名的書籍命名。幾年前我得出的結論是,在許多最有趣的案例中,這個理論基本上是失敗的。在其歷史的前 20 年,直到 70 年代中期,它為我們提供了很好的服務;但隨後,當我們開始關注最有趣(或最異常)的案例時,越來越多有關我們主題…

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1335

金屬電子理論的「標準模型」有多大用處?

摘要 在二十世紀的前幾十年,隨著相對論和量子力學的發現,我們對物理世界的看法發生瞭如此徹底的顛覆,這使得許多外行、物理學史學家、甚至物理學家認為,此後的一切都只是結果的結果。依照這種觀點,不可能出現像毛主席那樣的「不斷革命」。我非常不同意這個觀點。我將美國體育格言作為我的座右銘:「一切都還沒結束,一切才算結束。」當然,基本粒子標準模型的概念結構,及其隱藏的對稱性和對稱性破缺、漸…

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1333

健身景觀的隨機場模型

摘要 在許多情況下,透過分配大量隨機參數來獲得適應度景觀作為隨機場的特定實例。這種類型的模型通常可以透過其協方差矩陣來很好地表徵。我們根據傅立葉級數展開來表徵有限圖上的各向同性隨機場,並研究隨機場模型的協方差矩陣與從該隨機場建構的各個景觀的相關結構之間的關係。我們的形式主義建議透過具有相同相關結構的隨機場模型來近似具有已知自相關函數的景觀。

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1332

檢測多元時間序列中的非線性

摘要 我們提出了對非線性測試的多個同時測量變數的時間序列的擴展,它將冗餘線性冗餘方法與替代資料技術結合。對於多個變量,可以定義各種類型的冗餘,以便測試變數(群組)之間的特定依賴結構。使用多元替代資料檢定多元線性隨機過程的原假設。使用線性冗餘是為了避免由於不完美的替代項而導致的虛假結果。使用兩種類型的數值產生的多元序列(線性和非線性)以及來自氣象學和生理學的實驗多元資料來展示該方…

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1331

偏析畸變和異宿循環

摘要 分離扭曲者是擾亂雜合基因型減數分裂分離的遺傳元件。因此,這種效應通常被稱為減數分裂驅動。驅動染色體會摧毀它的伴侶,前提是後者不能抵抗「殺手」。減數分裂驅動系統的動態行為通常由不同基因位點的幾個等位基因的相互作用決定。相應的基因是“超級自私的”,因為它們強迫自己在種群中傳播,卻沒有對攜帶它們的生物體的健康做出積極貢獻。在這項工作中,我們僅考慮具有兩個或三個基因座、一兩個「殺…

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1330

適應度景觀的正則逼近

摘要 我們提出了一種將適應度景觀近似為「基本」景觀的疊加的方法。給定相關景觀的相關函數,我們表明可以計算 P 元交互作用的貢獻相對幅度。我們展示了 RNA 自由能景觀的應用。

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1329

景觀及其相關函數

摘要 適應度景觀是分子演化中的重要概念。物理學和組合優化中景觀的許多重要例子,廣泛用作分子進化和適應模擬中的模型景觀,都是“基本的”,即它們是圖拉普拉斯算子的本徵函數(最多可達加性常數)。結果表明,基本景觀的特徵在於它們的相關函數。相關函數又由底層配置空間的幾何形狀和基本景觀的最近鄰相關性唯一確定。這裡研究兩種類型的相關函數:沿著景觀上的隨機遊走採樣的時間序列的相關性以及相對於…

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1328

調整模擬模型:案例研究與結果

摘要 本文提出了一個過程的概念和方法,我們稱之為「計算模型的對齊」或簡稱「對接」。需要對齊來確定兩個模型是否可以產生相同的結果,這反過來又是關鍵實驗和測試一個模型是否可以包含另一個模型的基礎。我們使用阿克塞爾羅德建立的文化傳播模型作為目標來說明我們的概念和方法。為了進行比較,我們使用 Epstein 和 Axtell 開發的 Sugarscape 模型。這兩種模型在許多方面都有…

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1995-07-01 工作論文 工作論文 #1327

時間不對稱波動足以進行生物能量轉換

摘要 最近許多試圖了解生物系統中能量轉換的廣泛原理的嘗試都集中在相關棘輪上,即從時間相關的波動中提取功的系統[1 6]。相關棘輪是類似麥克斯韋惡魔的“資訊引擎”,它透過使用系統資訊來“選擇”那些有助於引擎運行的波動來提取功[8]。此資訊只有在惡魔與浴不平衡時才能獲得[9],可用於調整現有的能量,但在熱浴中則無法取得。像這樣的過程,在非平衡浴中儲存的能量以增加熵為代價轉化為功,被…

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1995-06-01 工作論文 工作論文 #1346

組合最佳化中的臨界性和平行性

摘要 我們證明了組合最佳化問題中相變的存在。對於許多這樣的問題,隨著局部搜尋演算法的並行化,解決方案的品質首先會提高,然後急劇下降,不比隨機搜尋好。這種轉變可以使用有限尺寸縮放(一種借用統計物理學的技術)成功地表徵。我們展示了一系列廣義自旋玻璃模型和旅行商問題的結果。我們確定臨界指數,研究噪音的影響,並討論相變存在的條件。

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1995-06-01 工作論文 工作論文 #1347

培育競爭策略

摘要 我們對不對稱競爭的策略影響感興趣。先前的工作(Carpenter、Cooper、Hanssens & Midgley [CCHM] 1988)估計了「無競爭反應」和「最適競爭反應」極端情況下非對稱市場份額模型的納許均衡價格和廣告支出。然而,在這兩種競爭場景中製定行銷計劃都存在三個重要的限制。首先,這種「靜態」的單期策略無法深入了解主要製造商和零售商在一段時間內採取的行動。…

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1995-06-01 工作論文 工作論文 #1345

不斷發展的資訊處理組織

摘要 資訊處理資源的組織是經濟、組織和計算理論的中心問題。 Radner (1992) 和其他人最近的工作發展了一個簡單的理論框架和一些關於此類系統行為的有用的正式數學結果。在這裡,我們遵循一種互補的計算方法,使我們能夠探討有關協調的影響和組織面臨的各種外生條件的問題。我們發現組織表現出“自由秩序”,也就是說,給定一個簡單的結構框架和一套標準操作程序,即使是隨機生成的組織也意味…

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1995-06-01 工作論文 工作論文 #1344

多價配體與細胞的結合:細胞和受體密度的影響

摘要 我們研究多價配體與細胞表面受體的平衡結合特性。與大多數先前的研究(假設配體濃度遠大於受體濃度)相反,我們在廣泛但生理相關的範圍內檢查了細胞密度和每個細胞的受體數量(即受體濃度)對結合特性的影響。在「過量受體狀態」中,受體濃度的體積遠大於配體濃度,配體在盡可能多的位點結合,這由交聯親和常數和配體的化合價決定。因此配體往往在許多位點結合。在「過量配體狀態」中,配體濃度遠大於受…

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1995-06-01 工作論文 工作論文 #1343

物理學家免疫學

摘要 免疫系统是一个由细胞和分子组成的复杂系统,可以为我们提供针对病原生物的基本防御。与神经系统一样,免疫系统执行模式识别任务,学习并保留其所对抗的抗原的记忆。免疫系统包含超过 $10^7$ 的不同细胞克隆,它们通过细胞间接触和分子分泌进行交流。執行學習和記憶等複雜任務涉及免疫系統大量組件之間的協作,因此人們對使用統計物理學的方法和概念感興趣。此外,免疫反应随时间发展,其时间演…

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1995-05-01 工作論文 工作論文 #1353

破碎的遍歷性和崎嶇景觀的幾何形狀

摘要 我們研究了特定隨機遊走模型中破壞遍歷性(BE)的性質和機制,該模型對應於一維和高維隨機勢表面上的擴散。使用嚴格的結果和非嚴格的方法,我們確認了標準 BE 圖的幾個方面,並表明其他方面適用於一維,但需要在更高維度進行修改。後面這些方麵包括這樣的概念:在固定溫度下,限制勢壘隨時間呈對數增加,「組件」必然是取決於觀測時間尺度的狀態空間的有界區域,並且系統不斷地重新訪問先前遍歷的…

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1995-05-01 工作論文 工作論文 #1352

多主體動力學中的集群波動性

摘要 大型分散式多代理系統的特點是大量代理試圖在不可預測的環境中存取有限的資源。這些系統中的代理程式不斷地切換策略,以便伺機發現其效用的改進。我們分析了策略切換引起的均衡波動,並發現了一種新現象的存在。它由打破固定點的突然爆發的活動組成,並且是由於與整體穩定性一致的有效隨機遊走所致。這種聚集性波動之後是放鬆到固定點,但策略組合與之前不同。對於智能體探索策略以尋求局部改進的系統來…

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1995-05-01 工作論文 工作論文 #1351

風景的衡量標準

摘要 健身景觀的結構仍然是一個不明確的概念。本文介紹了一種統計適應度景觀分析,可用於多種適應度景觀。該分析的結果是一個統計模型,連同一些表示該模型的解釋和預測價值的統計數據,可以作為景觀結構的衡量標準。該分析基於稱為 Box Jenkins 方法的統計時間序列分析,該方法除其他外,還估計由景觀上隨機行走生成的時間序列適應度值的自相關性。根據這些估計,可以得出景觀長度的相關性。

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1995-05-01 工作論文 工作論文 #1350

演化ary 演算法s, 適應度景觀s and Search

摘要 開發了一種適合考慮演化和其他搜尋演算法的新適應度景觀模型,並研究了其後果。回答“什麼是景觀?”、“景觀有用嗎?”和“是什麼讓景觀難以搜尋?”提供。此模型使得為採用多個算子的演算法建構景觀成為可能,包括作用於或產生多個個體的算子。它也結合了算子轉換機率。採用該模型的後果包括使用多個運算符進行搜尋的演算法的「一個運算符,一個景觀」視圖。對交叉景觀和爬山演算法的研究說明了交叉在…

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1995-05-01 工作論文 工作論文 #1349

是什麼讓優化問題變得困難?

摘要 我們解決了這樣一個問題:「無論使用何種演算法,某些類別的組合最佳化問題本質上是否比其他問題更難,或只能相對於特定演算法來評估難度?」我們為特定最佳化演算法提供特定最佳化問題的難度衡量。然後,我們提出兩個與演算法無關的量,它們使用此度量來為我們的問題提供答案。在第一個中,我們對當前最佳化問題的所有可能演算法的硬度進行平均。我們證明,根據這個量,優化問題之間沒有區別,從這個意…

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1995-05-01 工作論文 工作論文 #1348

透過非平衡動力學聚焦控制電壓依賴性生物分子

摘要 我們表明,透過應用正確類型的外部電壓波動,電壓敏感大分子可以很大機率聚焦到所需的動力學亞狀態。作為說明,我們考慮由二分電壓波動驅動的 Shaker $K^+$ 通道的八狀態模型。該技術可能為電壓敏感離子通道動力學的研究提供強大的新工具。

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1995-04-01 工作論文 工作論文 #1358

連線和金融網路關閉

摘要 連接性是網路中連接數量的度量。這裡適用於因機構間違約而導致的金融網絡關閉。自 1797 年弗朗西斯·巴林爵士提出“太大而不能倒”、“最後貸款人”和“系統性風險”等“最後貸款人”概念以來,量化方法的必要性就被掩蓋了。隨著場外機構間合約市場的增加,尤其是銀行間外匯市場的增加,人們對因違約而解除付款的後果的興趣也隨之增加。迄今為止,已經發表了一篇關於支付系統違約影響的論文,該論…

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1995-04-01 工作論文 工作論文 #1356

當優化不是最佳:聚合和資訊傳播

摘要 在資訊傳播的背景下,代理在兩個競爭產品之間順序進行選擇,並根據從先前採用者樣本中獲得的資訊做出決策。每個產品獲得的市場份額不僅取決於產品之間性能的真實差異,還取決於每個代理商抽樣的先前採用者的數量以及代理商使用樣本資訊來指導其產品選擇的方式。我們重點介紹這些依賴項的一些令人驚訝的功能。首先,代理程式作為貝葉斯優化器並不是社會最優的。事實上,我們表明,簡單的經驗法則總是會導…

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1995-04-01 工作論文 工作論文 #1357

蒂伯特模型中政治體制的比較

摘要 在本文中,我們建構了Tiebout競賽的計算模型。我們表明,蒂布特競爭是強制效率的結果,使得制度安排變得不重要,這一觀點並不排除政治制度在對公民進行分類的能力方面可能存在差異的可能性。特別是,在單一地點表現不佳的機構,在有多個地點時可能表現更好,因為它們可以改善排序。我們證明,模擬退火(一種離散非線性搜尋演算法)的見解可以解釋這種改進。

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1995-04-01 工作論文 工作論文 #1354

帶有噪音健身測量的自適應步行

摘要 自適應行走是一種用於搜尋可能解決方案的空間(例如不​​同分子的空間)的最佳化技術。目標是找到空間(分子)中某個屬性(通常稱為「適合度」)最佳或接近最佳的點,例如其與給定受體結合的能力。自適應行走是一種強大的技術,因為它能夠並行搜尋空間的許多部分。然而,測量中的錯誤將導致自適應行走的錯誤。較高適應度的突變分子可以被忽略,或較低適應度的突變體可以接受。為了檢查測量誤差對自適應…

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1995-04-01 工作論文 工作論文 #1355

應用分子演化的搜尋策略

摘要 藥物發現的新方法是基於 DNA、RNA、勝肽或小分子的高多樣性文庫的生成。在此類庫中搜尋有用的分子是高維度分子適應性景觀的最佳化問題。我們利用類似旋轉玻璃的模型(NK 模型)來分析基於池化、突變、重組和選擇性爬山的搜尋策略。我們的結果表明,在大多數分子景觀中,合併後進行重組和/或爬山可以找到比單獨合併更好的候選分子。我們的結果指出了評估分子適應性景觀結構並改進當前模型的新…

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1995-03-31 工作論文 工作論文 #1361

遺傳算子的層次交叉與機率圖

摘要 討論了簡單交叉模型的時間演化。該模型的變體在相空間中具有改進的探索行為,是作為標準單點和多點交叉操作的子集而導出的。該模型在平坦健身情況下進行了解析求解。數值模擬比較了不同遺傳算子的相空間探索方式。在非平坦適應度景觀的情況下,演化方程式的數值解指出了估計早熟收斂的方法。

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1995-03-31 工作論文 工作論文 #1360

「科學知識」沒有可證明的限制

摘要 J. F. Traub 和 H. Wozniakowski 在一篇關於無法精確解決但可以用平均意義計算的問題的文章中提出了一個挑戰:“我們認為現在是加大賭注並嘗試證明存在無法回答的科學問題的時候了。換句話說,我們希望建立一個物理哥德爾定理。”出於這個想法,在聖達菲研究所(1994 年 5 月 24 日舉辦了一個 F.主持,題為「科學知識的限制」。這次研討會的參與者包括生物…

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1995-03-31 工作論文 工作論文 #1359

模擬理論的要素

摘要 人工生命和更廣泛的複雜系統領域沒有統一的理論框架,儘管這些領域的大多數理論工作都是基於模擬。這主要是由於經典數學框架的代表性能力不足以描述具有複雜內部狀態的相互作用對象的離散動力系統。與微分方程的計算或數值分析不同,模擬沒有完善的概念和數學基礎。模擬是建模和計算的一種有爭議的獨特結合。然而,模擬也有資格作為系統表示的一個單獨種類,具有自己的動機、特徵和意義。這項工作概述了…

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1995-03-01 工作論文 工作論文 #1363

文化的趨同與穩定:局部趨同與全球兩極化

摘要 儘管存在趨同的趨勢,但個人和群體之間在信念、態度、行為以及所謂「文化」的許多其他方面仍然存在差異。所提出的模型將文化表示為一組特徵,每個特徵都有一組替代特徵。演員被安排在固定地點。基本前提是,演員與鄰居越相似,演員就越有可能採用鄰居的特徵之一。與先前一次只處理一種文化特徵的社會影響或文化變革模型不同,所提出的模型考慮了不同文化特徵之間的相互作用。該模型說明了局部趨同如何在…

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1995-03-01 工作論文 工作論文 #1364

通往隨機性的理性途徑

摘要 我們引入了自適應理性均衡(A.R.E.)的概念,其中主體的決策是基於對內生變數未來值的預測,而內生變數的實際值則由均衡決定。預測變數是從有限集合中選擇的。每個預測變數都是過去觀察結果的函數,並附有公開的績效衡量標準。代理使用離散選擇模型,並根據效能度量對預測器做出理性選擇。這導致預測變數選擇的動態性與內生變數的動態性耦合。當至少有一個「穩定」預測變數(例如,理性或長記憶預…

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1995-03-01 工作論文 工作論文 #1365

人口結構、適應面以及平衡變化過程中的聯繫

摘要 賴特首先提出了這樣的想法:隨機遺傳漂變和經典的群體行為選擇可能以某種方式結合起來,使種群能夠在複雜的適應性表面中找到最高峰。他的理論假設族群規模龐大但結構合理,其中交配在空間上是局部的。如果基因流夠低,且亞群(群)夠小,它們將受到遺傳漂變的影響。遙遠的群落獨立漂移,允許對適應性表面進行許多獨立的搜尋。一個已經轉移到更高高峰的部落可以透過移民,導致其餘的部落轉移到更高的高峰…

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1995-03-01 工作論文 工作論文 #1366

更快評估金融衍生性商品

摘要 高維積分通常用蒙特卡羅演算法求解,儘管理論表明低差異演算法有時更優越。我們報告了數值測試,比較了金融衍生性商品評估中的低差異演算法和蒙特卡羅演算法。測試是在抵押貸款債務 (CMO) 上進行的,其公式為 10 個維度高達 360 的積分的計算。我們測試了兩種低差異演算法(Sobol 和 Halton)和兩種隨機演算法(經典蒙特卡羅和與對立變數結合的蒙特卡羅)。我們得出的結論…

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1995-03-01 工作論文 工作論文 #1362

記憶的出現:遠離平衡的分類

摘要 大腦是一個極為複雜的動力系統。記憶、學習、意志和意識等認知功能似乎是從稀疏連接到複雜網路的數十億個神經元的活動中出現的高級屬性。網路到底是什麼原因導致這種情況發生呢?我認為湧現的基本水平是網路對其可能的分散式活化模式空間進行分類的能力。狀態空間不僅僅按吸引子分類。分類也發生在遠離平衡的情況下,在導致吸引子週期的長瞬態中,為混沌動力學發揮了作用。網路將其狀態空間自組織成“吸…

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1995-02-28 工作論文 工作論文 #1371

擔保貸款的策略市場博弈

摘要 我們在市場經濟模型中研究策略性、競爭性博弈的平穩馬可夫均衡,其中包括一種非耐用商品、法定貨幣、透過中央銀行或貨幣市場的借貸以及一系列代理。這些人使用法定貨幣來抵銷其商品禀賦的隨機波動,不允許借入超過其償還能力的資金(擔保貸款),並最大化商品消費的預期折現效用。他們的整體最優行動動態地決定每個時期的借貸價格和/或利率。在均衡狀態下,禀賦和財富水準的隨機波動相互抵消,價格和利…

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1995-02-28 工作論文 工作論文 #1370

邁向風景理論

摘要 自 Sewall Wright 的開創性論文 [145] 以來,進化適應優化動態背後的適應度景觀概念已被證明是演化理論中最強大的概念之一。這個想法隱含的是排列在抽象度量空間中的基因型集合,每個基因型與可以透過單一突變達到的其他基因型相鄰,以及分配給每個基因型的值。這種結構絕不限於生物演化。無序系統的哈密頓量,例如自旋玻璃 [14, 88],和組合最佳化問題的成本函數 [5…

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1995-02-28 工作論文 工作論文 #1369

約瑟夫森結中非平衡漲落所引起的現象

摘要 我們表明,某種類型的非平衡電流波動可以在超導隧道結中產生“淨”電壓。這是由波動引起的跨結超導有序參數相位差淨變化率的結果。針對平均電壓導出了各種精確表達式,並在某些限制下以及透過數值模擬進行了明確評估。這些現像是由於電流雜訊的光譜特性的不對稱性所造成的,這應該是自然界中非平衡波動的一個相當普遍的特徵。

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1995-02-28 工作論文 工作論文 #1368

群體如何建構認知地圖

摘要 群居昆蟲透過信息素的鋪設和追蹤過程來建構常規交通的路徑和網路。這些模式構成了腦科學中所謂的認知圖。主要差異在於昆蟲將空間記憶寫入環境中,而哺乳類的認知圖則位於大腦內部。這種類比不僅僅是一種詩意的意象,而且可以透過與海馬體認知圖建構相關的神經過程的直接比較來進一步證明其合理性。我們透過分析和數值模擬研究了一系列類昆蟲媒介中軌跡和網絡的形成。這些代理以簡單的方式相互作用,這是…

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1995-02-28 工作論文 工作論文 #1367

球狀星團核心振盪的混沌

摘要 我們開發了具有普遍適用性的技術,用於搜尋非均勻採樣時間序列資料中的低維混沌行為。這是透過對一個具體例子的分析來完成的,即。球狀星團演化中塌縮後的核心振盪。使用福克 普朗克模型的模擬數據(包括三體相互作用中形成的雙星的能量輸入),我們提供了導致低維混沌吸引子的分叉序列的證據。我們展示了在三個維度上重建的吸引子的狀態空間肖像,並計算每個維度的相關維度。對於 $N s 1.5 …

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1995-02-01 工作論文 工作論文 #1385

搜尋沒有免費午餐定理

摘要 我們證明,當對所有可能的成本函數進行平均時,所有搜尋成本函數極端值的演算法的效能完全相同。特別是,如果演算法 A 在某些成本函數上優於演算法 B,那麼寬鬆地說,一定存在與 B 優於 A 的許多其他函數一樣的情況。從這裡開始,我們分析了搜尋問題的許多其他先驗特徵,例如其幾何形狀和資訊理論方面。這種分析使我們能夠得出用於評估特定搜尋演算法效能的數學基準。我們還研究了搜尋問題的…

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1995-02-01 工作論文 工作論文 #1383

摘要 自組織臨界性(以下簡稱 SOC)描述了大量多樣的現象學資料和理論工作

摘要 自組織臨界性(以下簡稱 SOC)描述了大量多樣的現象學資料和理論工作。與許多此類包羅萬象的術語一樣,其當前的含義已經遠遠超出了該術語最初可能具有的任何精確含義。本章將嘗試闡明 SOC 背後的基本概念,描述一些相關的實驗和理論發現,並指出未來可能的研究方向。我將選擇採用的功能重點是對自然界中廣泛的模式形成類別的理解和描述。 SOC 的最初動機來自於遞歸數學。迭代地圖產生了迷…

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1995-02-01 工作論文 工作論文 #1384

技術進化和適應性組織

摘要 生物變化很大程度上是一個適應性演化的故事。適應生物體在其內部組織和與環境的相互作用中都面臨著相互衝突的限制。這些相互衝突的限制通常意味著找到「最佳解決方案」非常困難,並且在可能性空間中存在許多替代的局部最優折衷解決方案。大約六十年來,生物學家將這種適應性演化描述為在崎嶇、多峰、多山的「健身景觀」上跨越基因型空間尋找「健身高峰」。

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1995-02-01 工作論文 工作論文 #1380

使用神經網路和統計方法預測蛋白質二級結構

摘要 比較了神經網路方法和貝葉斯統計方法,用於預測給定蛋白質一級序列的蛋白質二級結構。貝葉斯方法做出了非物理假設,即蛋白質中每個位置出現氨基酸的機率與其他位置出現的氨基酸無關。然而,我們發現貝葉斯方法的預測準確性僅略低於迄今為止所使用的最複雜方法的準確性。我們介紹了神經網路方法與貝葉斯統計方法的關係,並表明,原則上,神經方法提供了相當大的能力,儘管顯然它對於這個問題並不是特別有…

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1995-02-01 工作論文 工作論文 #1381

利用神經網路和資訊理論確定真核蛋白質編碼區

摘要 我們先前的工作將神經網路技術應用於區分取自內含子「與」外顯子的開放閱讀框(ORF)序列的問題。此方法計算指定長度的 ORF 中的密碼子頻率,然後使用 DNA 片段的密碼子頻率表示來訓練神經網路(本質上是具有 S 形或「軟階躍函數」輸出的感知器)來執行這種區分。訓練後,網路被應用於不相交的「預測」資料集以評估準確性。我們先前的工作得出的準確率為 98.4%,超過了當時文獻中…

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1995-02-01 工作論文 工作論文 #1382

神經網路和其他機器學習演算法在 DNA 序列分析中的應用

摘要 在本文中,我們報告了簡單神經網路和簡單機器學習方法在 DNA 序列分析中的兩個問題的應用的初步定量結果。我們考慮的兩個問題是:(1)確定原核和真核生物DNA序列片段是否被翻譯成蛋白質。據報導,原核 DNA(大腸桿菌)的準確度為 99.4%,真核生物 DNA(已知在肝臟中表達的「智人」基因)的準確度為 98.4%。 (2)確定含有二核苷酸「AG」或「GT」的真核生物DNA序…

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1995-02-01 工作論文 工作論文 #1376

用於模型選擇的噪音敏感度特徵

摘要 我們提出了一種計算學習演算法的「噪音敏感度特徵」的方法,該方法基於對訓練資料的各個部分的類別的輸出進行加擾。此簽章可用於指示分類器的複雜性和資料的複雜性之間的良好(或不良)匹配,從而提高分類演算法的預測準確性。使用雜訊敏感度簽章與避免過度訓練的其他方案明顯不同,例如僅使用部分訓練資料的交叉驗證,或不具有資料自適應能力的各種懲罰函數。噪音敏感性簽名方法使用所有訓練數據,並且…

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1995-02-01 工作論文 工作論文 #1377

用於確定蛋白質特異性和結合位點多重比對的神經網絡

摘要 我們使用特異性的定量定義來開發神經網絡,用於識別未對齊 DNA 片段集合中的常見蛋白質結合位點。我們證明了當採用結合能和基因組的簡單模型時,最大化比對位點資訊內容的方法的等效性。網路方法包含了這些簡單的模型,並且能夠處理更複雜的模型。這是使用大腸桿菌基因組的馬可夫模型和近似配分函數的取樣方法來證明的。吉布斯抽樣的變體有助於避免局部最小值。

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1995-02-01 工作論文 工作論文 #1378

HIV-1 V3 環突變的協變:資訊理論分析

摘要 1 型人類免疫缺陷病毒 (HIV 1) 包膜蛋白的 V3 環是一個高度可變的區域,在功能和免疫學上都很重要。我們使用了一種稱為互資訊(共變的測量)的資訊理論量,利用 V3 區的可用胺基酸序列來量化環中突變之間的依賴性。某些位點對,包括序列上的非連續位點,不具有獨立突變,但透過相互資訊測量顯示出相當大的、統計上顯著的共變突變。這種相互依賴性可能會對站點之間的結構或功能關係產…

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1995-02-01 工作論文 工作論文 #1379

摘要 我們報告了聖達菲研究所的持續研究項目,該項目將複雜系統方法應用於計算分子生物學

摘要 我們報告了聖達菲研究所的持續研究項目,該項目將複雜系統方法應用於計算分子生物學。這裡強調兩個面向:(1)使用共同演化的自適應神經網路來確定可預測的蛋白質結構分類,以及(2)使用資訊理論來闡明蛋白質的結構和功能。介紹了這兩個主題的當前研究狀況的“快照”,代表了聖達菲研究所遺傳數據和序列分析項目中兩個主要研究方向的現狀。

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1995-02-01 工作論文 工作論文 #1374

使用自適應網路定義高度可預測的蛋白質二級結構類別

摘要 我們提出了一種自適應神經網路方法,可以確定「新」的蛋白質二級結構類別,與傳統的分類相比,這些蛋白質二級結構從局部胺基酸序列中可預測性明顯更高。從一級序列準確預測傳統二級結構類別、α螺旋、β鍊和捲曲長期以來一直是計算分子生物學中的一個重要問題,具有許多影響,包括多序列比對、蛋白質功能重要區域的預測以及從一級序列預測三級結構。這裡介紹的演算法使用自適應網路同時檢查序列和結構資…

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1995-02-01 工作論文 工作論文 #1375

使用不良訓練資料進行更好的預測

摘要 我們展示瞭如何隨機擾亂訓練資料各個部分的類別的輸出來提高分類演算法的預測準確性。我們提出了一種計算學習演算法「噪音敏感度特徵」的方法,該方法基於對輸出類別的加擾。此簽章可用於指示分類器的複雜性和資料的複雜性之間的良好匹配。使用雜訊敏感度簽章與避免過度訓練的其他方案明顯不同,例如僅使用部分訓練資料的交叉驗證,或不具有資料自適應能力的各種懲罰函數。噪音敏感性簽名方法使用所有訓…

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1995-02-01 工作論文 工作論文 #1372

SSC 的平行非神經觸發追蹤器

摘要 超導超級對撞機(SSC)是一個有望開啟極高能粒子物理學前景的重大計畫。當SSC運行時,數據將以驚人的速度產生。目前估計,從提議的矽探測器系統中輸出的原始數據的速度為 2.5 x 10^{16}$ 位元/秒。顯然,儲存所有事件以供以後離線處理是完全不切實際的。觸發器的層次結構僅在滿足日益具體的標準的事件上觸發,計劃從大量資訊中剔除有趣的事件。每個事件都由一系列孤立的「撞擊」…

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1995-02-01 工作論文 工作論文 #1373

吉布斯和貝葉斯最優泛化器的訓練外誤差

摘要 在本文中,我們分析了貝葉斯最優和吉布斯學習演算法的平均訓練集外行為。我們透過利用「細化」的概念來做到這一點,它涉及機率分佈之間的關係。對於非均勻採樣分佈,兩種學習演算法的預期訓練集外誤差可能會隨著訓練集大小的增加而增加。然而,我們在本文中表明,對於均勻採樣和任一演算法,預期誤差是訓練集大小的非增函數。對於均勻取樣分佈,我們也描述了貝葉斯最優演算法的預期誤差保持恆定的先驗特…

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1995-01-31 工作論文 工作論文 #1392

遺傳 演算法s and 啟發式 Search

摘要 遺傳演算法(GA)和啟發式搜尋在結構上是相似的。考慮 GA 中的適應度函數與 AI 的啟發式函數之間的關係,可以證明對應的強度及其實際後果。透過檢查適應度函數近似 AI 理想的程度,定義了 GA 搜尋難度的測量並將其應用於先前研究的問題。該測量在預測 GA 表現方面的成功 (1) 說明了從啟發式搜尋的角度看待演化搜尋的潛在優勢,(2) 似乎是回答 GA 社群中許多研究主題…

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1995-01-31 工作論文 工作論文 #1391

適應度距離相關性作為遺傳演算法問題難度的量測

摘要 引入了搜尋難度的衡量標準「適應距離相關性」(FDC),並研究了其作為遺傳演算法(GA)性能預測因子的能力。這種相關性的符號和大小可用於預測 GA 在全局最大值已知的許多問題上的表現。 FDC可以用來正確地將簡單的欺騙性問題和簡單和困難的非欺騙性問題分類為困難,它可以用來指示格雷編碼何時會比二進制編碼更好,當應用於範圍廣泛的明顯難度的問題時,它會產生預期的答案,並且它也與在…

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1995-01-31 工作論文 工作論文 #1390

交叉、宏突變和基於群體的搜索

摘要 遺傳演算法(GA)維護一個個體群體,其明確目的是透過當代個體之間的資訊交流來提高表現。這是透過使用交叉算子在遺傳演算法中實現的。如果交叉對於這種交換不是一種有用的方法,那麼平均而言,遺傳演算法的性能不應比各種不基於群體的簡單演算法更好。提出了一種測試交叉對於特定問題的有用性的簡單方法。這使得可以識別交叉顯然有用但實際上產生的收益僅等於(或小於)通過宏突變且無種群獲得的收益…

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1995-01-31 工作論文 工作論文 #1389

一位操作員,一種景觀

摘要 在進化計算領域,「景觀」一詞的使用正在迅速增加,但在許多情況下,它的定義仍然很差(如果有的話)。之所以會出現這種情況,可能是因為每個人都立即掌握了圖像,並且不會提出那些不太令人回味的術語所提出的問題。本文提出了新景觀模型的重要結果。該模型足夠通用,可以涵蓋電腦科學家所謂的搜尋的大部分內容,儘管它不限於領域或觀點。結果是搜尋演算法的「單算子、單景觀」視圖,這對於透過使用多個…

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1995-01-31 工作論文 工作論文 #1388

貝葉斯對證據程序有何看法

摘要 設定超參數的「證據」過程本質上與 ML II 和廣義最大似然的技術相同。然而,與那些舊技術不同的是,證據程序已被證明(並使用)為分層貝葉斯計算的近似值。我們用幾個例子來探討這個理由的有效性。然後,對於許多不同的量,我們得出證據程序的答案與分層貝葉斯答案之間差異的上限和(通常很大)下限。我們也涉及諸如證據程序和最大似然之間的密切關係,以及透過不設定超參數值的「第一原理」論證…

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1995-01-31 工作論文 工作論文 #1387

優化隨機和多重適應度函數

摘要 當適應度函數產生的值具有隨機成分時,如何最佳化它?如何同時優化多個健身標準?這些問題對於實驗環境中進化計算的許多應用都很重要。提出這些問題的解決方案,並討論它們出現的情況,例如建模和遺傳編程。也提供了控制理論的詳細數值範例。在此過程中,我們發現基於群體的搜尋演算法非常適合此類問題。

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1995-01-31 工作論文 工作論文 #1386

用於程式發現的混合交叉搜尋技術

摘要 在本文中,我們解決了遺傳編程定義的程序發現問題。我們有兩個主要成果:首先,透過將分層交叉算子與兩種傳統的單點搜尋演算法(模擬退火和隨機迭代爬山)結合,我們用比遺傳程式設計更少的適應度評估和更大的成功機率解決了一些問題。其次,我們將遺傳編程與少數個體以固定的世代間隔進行爬山的簡單方案相結合,成功地增強了遺傳編程。新的爬山組件有兩種產生候選解決方案的選項:突變或交叉。當它使用…

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1995-01-01 工作論文 工作論文 #1398

科學的第二次變形初探

摘要 大約在 1570 年至 1790 年期間,科學的第一次變形將科學的運作基礎(主要是亞里斯多德時代的遺產)轉變為現代形式。這些新基礎包括 (1) 物理實驗的使用和 (2) 涉及微分方程的數學模型的使用。這種轉變很大程度上歸功於布拉赫、開普勒、伽利略、牛頓、萊布尼茨、歐拉和拉格朗日。這些操作方法伴隨著幾種哲學態度和信念的發展。一種態度(一種隱含的但有效的心態)源於對實驗和數學…

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1995-01-01 工作論文 工作論文 #1397

HIV-1 感染中血漿病毒粒子和 CD4 淋巴細胞的快速週轉

摘要 迄今為止,在 HIV 1 發病機制的觀察性研究中,病毒量增加已被證明與 CD4 淋巴細胞耗竭和疾病進展相關 [1 9]。然而,關於體內病毒和 CD4 淋巴細胞更新動力學的資訊相對較少。在這項介入性研究中,我們對 20 名感染患者施用了 HIV 1 蛋白酶抑制劑 ABT 538 [10,11],以擾亂病毒產生和清除之間的平衡。對血漿病毒血症和 CD4 淋巴細胞計數的後續變化…

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1995-01-01 工作論文 工作論文 #1396

不斷演化的全域同步元胞自動機

摘要 演化過程如何與去中心化的分散式系統相互作用,以產生全球協調的行為?使用遺傳演算法(GA)來進化細胞自動機(CA),我們證明了自發性同步的演化(一種緊急協調)利用了底層介質形成嵌入粒子的潛力。這些粒子(通常是同步區域之間的相位缺陷)是透過進化過程設計的,以解決全局相位中的挫折。我們詳細描述了 GA 發現的典型解決方案,根據嵌入粒子及其相互作用描述了所發現的同步演算法。我們也…

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1995-01-01 工作論文 工作論文 #1395

訓練外集誤差和學習演算法之間的先驗區別

摘要 本文使用訓練外集(OTS)誤差來研究學習演算法之間的無假設關係。寬鬆地說,對於任何兩個演算法 A 和 B,對於零一損失等損失函數,A 的預期 OTS 誤差低於 B 的目標(或目標的先驗)數量相同,反之亦然。特別是,如果 A 是交叉驗證且 B 是「反交叉驗證」(選擇具有最大交叉驗證誤差的泛化器),則情況如此。另一方面,對於零一以外的損失函數(例如二次損失),演算法之間存在先…

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1995-01-01 工作論文 工作論文 #1394

選擇與行動

摘要 在本文中,我們認為理性選擇(RC)為經濟行為理論提供了不充分的基礎。在足夠廣泛地定義 RC 以涵蓋大部分有限理性文獻以及新古典最佳化理論之後,我們提出了反對 RC 的三個主要論點。第一個是認知:經濟參與者是他們所做工作的專家,而專業知識背後的認知過程與 RC 不一致,無論是描述性的、規定性的還是積極的。第二個論點始於這樣的觀察:經濟行為是在主體之間的關係中並透過主體之間的…

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1995-01-01 工作論文 工作論文 #1393

RNA的演化動力學和中性理論

摘要 了解基因型和表型之間的關係對於理解演化動力學至關重要。 RNA 是一個極為簡單但極具啟發性的案例:基因型(序列)和表型(結構)是單一分子的不同面向。鑑於 RNA 序列在體外成功進化以優化複製率 [1, 2] 或執行識別 [3, 4] 以及催化任務 [5 8],通用 RNA 折疊特性對選擇動態的影響值得關注。我們研究了一組複製和突變 RNA 序列的電腦模型,這些序列受到二級…

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1994-11-01 工作論文 工作論文 #1405

荷蘭皇家道路功能描述

摘要 本說明包含對 John Holland 的 Royal Road 函數的描述,該函數於 1993 年 7 月在第五屆國際遺傳演算法會議上提出,並於 1993 年 8 月發佈到 Internet 遺傳演算法郵件列表中 [2]。

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1994-11-01 工作論文 工作論文 #1404

兩種難度衡量標準

摘要 本文討論了在離散域上定義的函數的難度測量,並演示了形式化難度概念如何提高我們對經濟現象的理解。本文的主要目的有四個:為在幾個離散變數上定義的函數引入兩種難度度量,利用這些度量來解釋搜尋演算法的效能,將這些度量與現有的難度度量進行對比,最後,(初步)將這些度量應用於經濟問題,即企業的組織結構。我們選擇這個應用程式是因為它固有的困難,並且還沒有證明它可以使用標準技術處理。儘管…

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1994-11-01 工作論文 工作論文 #1403

群體模擬系統與基於個體的建模

摘要 Swarm 是一個模擬環境,可促進涉及大量代理在動態環境中行為和互動的模擬的開發和實驗。不同學科的研究人員進行的許多電腦模擬都基於非常相似的計算基礎。這些研究人員經常投入大量精力來開發支援他們的模擬的基本平台。 Swarm 模擬系統的原型是為了提供建構這些模擬的通用工具而開發的。 Swarm 系統提供了一個框架,讓人們只編寫描述其特定問題細節的程式碼,然後輕鬆存取使用者介…

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1994-11-01 工作論文 工作論文 #1402

使用 Echo 建模複雜的自適應系統

摘要 複雜自適應系統 (CAS) 由許多相互作用和適應的組件組成。 Echo 是一種計算 CAS 模型,其中不斷進化的智能體位於資源有限的環境中。 Echo 中物種概念的不同觀點與相對物種豐度的生物實驗進行了比較,特別是與普雷斯頓的「規範」對數常態分佈進行比較。

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1994-11-01 工作論文 工作論文 #1400

建立描述 T 細胞增殖的一般功能

摘要 我們提出了一個新函數來描述 T 細胞對抗原呈現細胞上的勝肽作出反應的增殖率。該模型透過允許 T 細胞真正的最大增殖率來改進我們的早期模型。這是透過簡單地改變變數來實現的,顯著放寬了傳統準穩態假設的條件。我們的新模型與先前的模型具有相同的“生態”特性。因此,模型中的自然競爭允許在抗原持續刺激的情況下調節 T 細胞群的大小。一個重要特徵是競爭性排除識別具有不同親和力的相同勝肽…

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1994-11-01 工作論文 工作論文 #1401

受時間依賴性突變影響的群體的建模和優化

摘要 很明顯,許多生物體具有根據環境條件調節其突變率的能力。因此,尋找最佳突變率的問題必須替換為尋找最佳突變方案的問題。我們表明,這項任務無法用標準的人口動態模型來完成。然後,我們為經歷時間依賴性突變的族群開發了一個「混合」模型,該模型將族群成長視為確定性的,但將新變異體首次出現的時間視為隨機的。我們證明混合模型與蒙特卡羅模擬非常吻合。從這個模型中,我們得到了一個確定性近似,即…

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1994-11-01 工作論文 工作論文 #1399

部分相關景觀上的蛋白質演化

摘要 我們將崎嶇地形上的早期蛋白質演化模型(Macken, C.A., & Perelson, A.S., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86, 6191 [1989])擴展到地形表現出不同程度的相關性(即平滑度)的情況。相關性是透過假設蛋白質由一組獨立的區塊或結構域組成,並且一個區塊中的突變影響該區塊單獨對蛋白質整體適應性的貢獻而引入的。我們研究此類景…

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1994-10-01 工作論文 工作論文 #1411

摘要 我喜歡透過選定的特定例子來了解科學

摘要 我喜歡透過選定的特定例子來了解科學。然後考慮黏性不可壓縮流體流過圓柱體的(二維)流動,或等效地「流過圓」。如果我們想像流體是無界的,則該問題由單一無量綱參數來表徵,即雷諾數 $Re$,它是無限大處的流體速度 $U$ 乘以圓柱體半徑 $R$ 除以流體黏度 $\nu$。想像一系列問題,$Re$ 的固定值逐漸升高。對於略大於 10 的 $Re$,在圓柱體附近會形成薄薄的“邊界層…

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1994-10-01 工作論文 工作論文 #1409

癲癇腦電圖中低維度混沌的證據

摘要 替代資料方法的變體應用於癲癇發作患者的腦電圖 (EEG) 記錄的單一時間序列。時間序列是尖峰和波複合體的近週期性模式。替代資料集是透過打亂各個尖峰和波週期而產生的,並且對應於原假設,即原始資料的周期間變異性不存在確定性結構。使用自相關、相關維度和李亞普諾夫指數的估計值作為判別統計量,可以正式和非正式地評估連續尖峰和波模式之間動態相關性的證據。

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1994-10-01 工作論文 工作論文 #1410

模型和格言

摘要 我們都知道,偉大的富有想像力的文學可以在許多不同的層面上閱讀——莎士比亞可以同時創作扣人心弦的情節、敏感的人物刻畫、都鐸王朝的宣傳,以及對命運和社會責任的哲學反思。我將對我們在聖達菲生產的科學模型提出類似的主張。我的基本訊息是,雖然這些模型主要針對某個特定的經驗世界(可能是物理、化學、生物、社會或經濟),但在另一個層面上,它們可以帶來關於「其他」經驗世界的新見解,包括我們…

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1994-10-01 工作論文 工作論文 #1408

正常人類腦電圖的非線性:循環與隨機性,而非混沌

摘要 使用識別非線性和混沌的方法分析了五名健康志願者的兩小時警覺性和睡眠腦電圖記錄,該方法將冗餘 線性冗餘方法與替代數據技術相結合。然而,腦電圖中檢測到了非線性成分,這與低維混沌的假設不一致。提出了一種使用將非線性確定性振盪與隨機性合併的過程的解釋。考慮到這些結果,對定量腦電圖分析中基於維度和相關混沌的演算法的使用進行了批判性討論。

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1994-10-01 工作論文 工作論文 #1406

摘要 提出了一種識別時間序列非線性和混沌的方法

摘要 提出了一種識別時間序列非線性和混沌的方法。使用結合冗餘和替代數據技術的程序來測試非線性。在對所研究的數據的非線性特徵進行積極識別之後,由於邊際冗餘與生成數據的動力系統的柯爾莫哥洛夫 西奈熵有直接關係,可以透過邊際冗餘方法來評估潛在混沌動力學的可能存在。

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1994-10-01 工作論文 工作論文 #1407

可再生資源枯竭的簡單模型

摘要 一個簡單的微分方程系統描述了可再生資源的動態,透過柯布 道格拉斯生產函數與資源收穫投資的資本耦合。該系統可以模擬在開放條件下運作的漁業。資本超支導致資源嚴重耗竭。我們研究生物和經濟機制對資源消耗幅度的影響,例如資源承載能力的存在、價格的作用以及勞動力最低消費的可能性。我們定義了一個脆弱性的概念,它將資源枯竭與動態變數與均衡的初始距離連結起來。本文推導了適用於生物經濟系統微…

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1994-09-01 工作論文 工作論文 #1416

摘要 在本文中,针对自复制并行计算模型描述了进化与熵之间的关系

摘要 在本文中,针对自复制并行计算模型描述了进化与熵之间的关系。正如最近所表明的 [5],某些类型的并行计算的性能可以通过类似于自然选择进化的过程来提高。本文討論的工作探討了演化在平行程序群體中操縱指令序列熵的過程,以努力發現並行性的更有效用途。

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1994-09-01 工作論文 工作論文 #1415

單倍體和二倍體重組的演化

摘要 在群體遺傳理論中,大多數重組演化的分析和數值研究都集中在二倍體遺傳學。然而,在遺傳演算法 (GA) 的基礎和應用研究中,位串通常被視為單倍體基因型。本文將單倍體重組修飾因子的演化動力學分析結果與二倍體的結果進行了比較。新的分析工作解決了等位基因的進化問題,該等位基因控制著兩個受定向選擇的基因座之間的重組率。結果表明,單倍體和二倍體中重組修飾因子的命運以複雜的方式由基因座之…

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1994-09-01 工作論文 工作論文 #1414

晶格聚合物自動機

摘要 我們提出了一種新型的分子動力學和自組裝模擬,即晶格聚合物自動機(LPA)。在 LPA 中,包括電磁力在內的所有相互作用都被分解並透過傳播粒子「光子」進行交流。單體 單體鍵力、分子排除體積力、較長範圍的分子間力、聚合物 溶劑交互作用都可以用傳播粒子來建模。 LPA 方法與標準方法、蒙特卡羅格子方法和分子動力學模擬有顯著不同。一方面,LPA 比蒙特卡羅方法更真實,因為它產生單…

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1994-09-01 工作論文 工作論文 #1413

神經活動波和神經元的相對不應狀態

摘要 速度為 10 至 90 公分/秒的神經活動波已被來自海馬切片的微電極和電極網格記錄下來(Miles 等人,1988 年,Novak 和 Wheeler 1989),而來自皮質表面的速度為 20 至 30 公分/秒(Rosenbluth 和 Cannon 1942)。這些波有多種形式,例如行波(Haglund et al. 1992,Petsche and Sterc 19…

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1994-09-01 工作論文 工作論文 #1412

景觀的規範逼近

摘要 相關函數是(適應度)景觀的重要特徵。我們使用景觀的傅立葉展開式來表徵高度對稱圖上所有可能的自相關函數的集合,以及此類圖上的各向同性隨機場。然後提出了一種規範近似程序,允許用具有相同相關結構的統計模型取代經驗景觀。該過程利用基本景觀來滿足亥姆霍茲方程式的模擬。我們展示了隨機能量模型、考夫曼 NK 模型、旅行商問題和 RNA 自由能景觀的一些應用。

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1994-08-01 工作論文 工作論文 #1418

湧現、自組織與社會互動:社會系統中的喚醒依賴結構

摘要 在過去的幾十年裡,基於模擬的複雜系統理論研究重新激發了人們對新興現象的科學和哲學興趣。在演化生物學和認知科學等領域,模擬過程中獲得的計算結果揭示了自然系統如何運作的驚喜,通常是透過揭示系統組織以前未被識別的特徵。理論上出乎意料的是,這種模式可以被理解為「自下而上」出現的(Seidenberg 1993;Casti 1994,154ff)。也就是說,它們是根據主持系統元素互…

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1994-08-01 工作論文 工作論文 #1417

具有局部哈密頓量的量子圖靈機

摘要 通用的、確定性的圖靈機可以實現為封閉的、局部相互作用的量子晶格系統。因此,關於僅具有局域相互作用的量子系統的長期動力學的許多問題是無法判定的。此外,如果計算在本文描述的量子機上執行,則每個圖靈可計算函數都是任意可並行的。

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1994-07-01 工作論文 工作論文 #1421

透過大規模平行計算機上的系統資料探索進行非線性時間序列預測

摘要 在本文中,我們描述了大規模平行處理(MPP)在時間序列分析問題的應用。時間序列問題涉及數字序列(例如,股票市場的每日收盤價、腦電波活動的腦電圖模式,或如本文所討論的一組運動方程式的時間值)。通常感興趣的問題是僅使用過去的值來預測序列中的某些未來值。利用 MPP 超級電腦的強大功能,我們描述了快速有效地對時間序列問題進行探索性資料分析的技術。

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1994-07-01 工作論文 工作論文 #1419

天氣記錄中的非線性測試

摘要 使用冗餘和替代數據技術,對大氣表面壓力、溫度和 500 hPa 等壓水平的位勢高度的每日記錄進行了非線性測試,這是確定性混沌的必要條件。雖然溫度和位勢高度的時間序列與相應的等譜線性隨機過程難以區分,但在壓力記錄的動態中檢測到顯著的非線性分量;然而,沒有明顯的低維混沌的具體特徵。

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1994-07-01 工作論文 工作論文 #1420

時間不對稱波動足以運行相關棘輪

摘要 最近許多試圖了解生物系統中能量轉換的廣泛原理的嘗試都集中在相關棘輪上,即從時間上相關的波動中提取功的系統[1,2,3,4,5,6]。相關棘輪是類似麥克斯韋惡魔的“資訊引擎”,它透過使用系統資訊來“選擇”那些有助於引擎運行的波動來提取功[7]。此資訊只有在惡魔與浴不平衡的情況下才能取得[8],可用於調整現有的能量,但在熱浴中則無法取得。像這樣的過程,在非平衡浴中儲存的能量以…

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1994-06-01 工作論文 工作論文 #1433

計算機中的自我與非自我歧視

摘要 保護電腦系統的問題一般可以被視為學習區分「自我」和「他人」的問題。我們描述了一種基於免疫系統中 T 細胞生成的變化檢測方法。數學分析揭示了系統的計算成本,初步實驗說明如何將此方法應用於電腦病毒問題。

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1994-06-01 工作論文 工作論文 #1432

愛因斯坦和外面的世界

摘要 註:這是七場講座中第二講的草稿,總標題為:“心智與世界:從牛頓、愛因斯坦和達爾文到心智原理”,羅傑·N·謝潑德 (Roger N. Shepard) 於 1994 年 10 月和 11 月在哈佛大學舉行的威廉·詹姆斯·詹姆斯講座中發表。

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1994-06-01 工作論文 工作論文 #1431

牛頓與感知的世界

摘要 註:這是七場講座中第一場講座的草稿,總標題為:“心智與世界:從牛頓、愛因斯坦和達爾文到心智原理”,羅傑·N·謝潑德 (Roger N. Shepard) 於 1994 年 10 月和 11 月在哈佛大學舉行的威廉·詹姆斯中發表。

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1994-06-01 工作論文 工作論文 #1430

不斷發展的科學基礎

摘要 世界是一個動態的地方,科學基礎上發生的許多演化活動都是為了回應理解自然界動態過程的願望。這些變化都是技術性的,需要仔細檢查我們的資訊來源及其可能的相互關係,並探索可應用於所有科學工作的新的統一概念。這是一個很大的主題,本文僅給出其中一些初步變化的結構輪廓,試圖闡明「理解」動態系統的各種方法之間的關係。更具體地說,該方法將是一個「自下而上」的組織,從產生科學資訊的最基本操作…

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1994-06-01 工作論文 工作論文 #1429

科學中的簡單和複雜模型

摘要 簡單模型可以勝過複雜模型的主張是在一般系統理論基礎上進行研究的。在對術語「簡單」、「複雜」和「執行」在系統術語中的含義進行了深入討論之後,結論是該主張「可能」是正確的。

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1994-06-01 工作論文 工作論文 #1428

隨機化學

摘要 利用高多樣性分子庫進行藥物發現現在正成為核心重要且正在發展的技術(Ballivet 和 Kauffman 1986、1989、1990、Geysen 等人 1987)。在過去的十年中,人們的努力主要集中在兩種方法上:第一種是“遺傳”,基於 DNA、RNA 和肽或多肽的高多樣性文庫的生成,通過合成或多或少隨機的 DNA 或 RNA 克隆到表達載體中,例如相顯示文庫(Scot…

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1994-06-01 工作論文 工作論文 #1427

混亂邊緣的交通

摘要 我們使用人類駕駛行為的非常簡單的描述來模擬交通。封閉系統中最大車輛流量的狀態顯示出近臨界行為,因此行程時間的可預測性急劇下降。由於先進交通管理系統(ATMS)傾向於將交通系統的大部分部分推向最大流量狀態,因此我們認為,整個交通系統將被推向更接近臨界點,從而使預測變得更加困難。簡化交通網絡的模擬支持了我們的論點。

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1994-06-01 工作論文 工作論文 #1426

透過劃分來協調共同演化問題的解決

摘要 在許多設定中都會出現具有許多相互衝突的約束的系統最佳化。常見的最佳化過程旨在提高整個系統的效能。我們證明,協同演化問題解決(將系統劃分為子系統,每個子系統都進行自私優化)可以提高集體湧現屬性的效能。最優劃分的系統通常處於從有序到混亂的過渡階段。

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1994-06-01 工作論文 工作論文 #1425

不斷進化的多細胞人工生命

摘要 在本文中,我們描述了許多實驗,其中多細胞進化的想法應用於人工生態中的數位生物。個體有機體是共享記憶體虛擬計算機中的平行程序,其中自然選擇的進化被證明會導致並行性水平的提高。

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1994-06-01 工作論文 工作論文 #1424

用於表徵複雜時間序列的粗粒度熵率

摘要 提出了一種基於資訊理論泛函(冗餘)的時間序列來估計粗粒度熵率(CER)的方法。 CER 是規律性和可預測性的相對度量,對於動力系統產生的數據,它們與 Kolmogorov Sinai 熵相關。然而,所研究資料的確定性動態起源並不是使用 CER 的必要條件,因為熵率也可以為隨機過程定義。 CER 對資料動態變化的敏感度是透過確定性、混沌和隨機過程產生的數值產生的時間序列來測…

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1994-06-01 工作論文 工作論文 #1423

價值與資訊(麥克斯韋妖的利潤最大化策略)

摘要 拉格朗日未定乘數方法在物理學和經濟學的應用顯示這兩個學科之間存在一些相似之處。透過利用 E. T. Jaynes 在資訊理論方面的工作,熱力學中長期存在的麥克斯韋妖問題可以轉化為資訊和能量是雙重概念的約束優化問題。溫度作為訊息的能量價格出現。這種解決麥克斯韋妖問題的方法突顯了布里奇曼討論的經濟特徵。它還表明,在任何受昂貴資訊約束的最佳化問題中都應該存在溫度(或資訊價格)的…

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1994-06-01 工作論文 工作論文 #1422

太空投票下自適應各方的動態

摘要 我們探討了空間投票下兩方競爭模型的動態。各政黨可以根據選民偏好和反對派平台所施加的投票梯度,「逐步」調整其平台。該模型的重點是由這些條件形成的動態系統;特別是,我們研究了瞬態路徑的特徵和不斷發展的平台的收斂點。我們發現,在機率投票的簡單空間模型中,無論各方的初始平台如何,平台最終都會收斂到一個獨特的、全局穩定的均衡,與選民偏好立場的強度加權平均值相符。即使我們允許簡單的跨…

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1994-05-01 工作論文 工作論文 #1436

為什麼要平衡?關於某些矩陣博弈的非合作均衡的註解

摘要 幾年前,勞埃德‧沙普利 (Lloyd Shapley) 提出,表 1 所示的 3 x 3 矩陣賽局具有獨特的混合策略非合作均衡,其產生的收益比任何一個參與者透過公開先行所期望獲得的收益都要差。表 1 中的遊戲有一個獨特的混合策略 NE,每個玩家的策略為 (1/3, 1/3, 1/3),預期收益為 1/3 4 + 1/3 5 = 3,如果一個玩家先移動,他可以預期 4,而另…

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1994-05-01 工作論文 工作論文 #1435

稀疏自催化網路的持久性

摘要 催化網絡的一些全局動力學特性,特別是持久性,與表示微分方程的有向圖密切相關。可以證明,對於每個具有哈密頓電路的有向圖,都可以選擇速率常數,以使系統是永久的。另一方面,人們可以找到圖的屬性,例如可還原性或端點的存在,這些屬性與持久性不相容。

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1994-05-01 工作論文 工作論文 #1434

具有相互作用主體的經濟體

摘要 本文討論的經濟模型中,主體之間直接相互作用,而不是像標準一般均衡模型那樣透過價格體系。這表明微觀和宏觀行為之間的關係與標準模型中的關係有很大不同,並且可能出現的聚合現像很豐富。考慮的模型包括具有全局交互的模型,其中所有智能體都可以相互交互,以及智能體只能與其直接鄰居交互的模型。靜態模型和動態模型都被考慮,後者包括演化經濟模型類別。

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1994-04-01 工作論文 工作論文 #1444

RNA二級結構的組合學

摘要 多核苷酸的二級結構可以被視為一類平面頂點標記圖。我們建構遞歸公式,枚舉這些圖的各種子類別以及某些結構元素(子圖)。推導出一階漸近,並計算和討論它們對鹼基配對邏輯的依賴性。

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1994-04-01 工作論文 工作論文 #1443

涉及污染的經濟選擇的動態

摘要 涉及污染的經濟選擇,就像涉及公共資源的經濟選擇一樣,與行為者之間合作的出現有關。由於污染在空間中傳播,經濟選擇的時間動態與污染的空間動態耦合在一起。我們從 Arthur 和 Lane (1993) 提出的描述訊息傳染的代理內部表徵的簡單描述開始。本文中進行的模擬使我們能夠討論代理同意為無污染設備支付的最高價格,作為代理的污染、資訊傳播和記憶特性的函數。我們也描述了選擇、市…

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1994-04-01 工作論文 工作論文 #1442

一維元胞自動機的複雜性:滑翔機、吸引力盆和 Z 參數

摘要 離散動力系統變化模式的複雜性是什麼意思?複雜的一維 CA 規則支持交互週期性配置的出現——滑翔機、滑翔機槍和由交互子滑翔機組成的「複合」滑翔機——在週期性背景的靜止狀態下演化。本文基於許多範例研究了一維 CA 中的滑翔機及其相互作用。複雜規則的吸引場盆地通常由少數具有長瞬態(相互作用滑翔機)的盆地組成,這些盆地植根於短吸引子週期(非相互作用滑翔機,或無滑翔機的背景)。對於…

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1994-04-01 工作論文 工作論文 #1441

接住棒球:運用神經網路的強化學習視角

摘要 在棒球擊球手擊出飛球後不久,外野手必須決定是向前還是向後跑去接球。判斷飛球是一項艱鉅的任務,尤其是當守場員位於球軌跡平面時。文獻中存在幾種替代假設,這些假設識別了守場員可用的不同感知特徵,這些特徵可以提供關於球著陸點位置的有用線索。最近的一項實驗心理學研究表明,為了攔截球,守場員必須跑動,使得 $\tan\phi$ 相對於時間的二重導數接近於零 $d^2(\tan\phi…

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1994-04-01 工作論文 工作論文 #1440

針對 I-O 函數而非權重的貝葉斯反向傳播

摘要 反向傳播的傳統貝葉斯論證是它找到 MAP 權重向量。如本文所示,要找出 MAP i o 函數,必須在反向傳播上新增一項修正項。該術語偏向於具有較小描述長度的 i o 函數,並且特別支持(某些類型)特徵選擇、修剪和權重共享。這可以被視為支持這些技術的先驗論點。

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1994-04-01 工作論文 工作論文 #1439

使用構建塊函數研究遺傳編程的構建塊假設

摘要 本文提出了建構塊函數,即定義了高適應度的顯式模式的函數(簡稱 BB 函數),這對於研究遺傳編程(GP)搜尋的特徵非常有用。我們認為透過對這些函數進行實驗可以回答的一個猜想是,當發現主要部分解時,GP 是否能夠使它們的數量增加,並且 GP 交叉能夠將它們組合成越來越大的子解並最終找到解?這些功能還應該提供對 GP 交叉和 GP 基因型增長作用的更詳細方面的見解。

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1994-04-01 工作論文 工作論文 #1438

使用分層可變長度表示的程序搜尋:遺傳編程、模擬退火和爬山

摘要 本文透過證明可以使用不同的搜尋策略和與其互補的運算子來獲得解決方案,強調了層次可變長度表示對於程式歸納的一般價值。它對遺傳編程 (GP) 與模擬退火 (SA) 和隨機迭代爬山 (SIHC) 進行了比較。所有三種搜尋演算法都採用分層可變長度表示來表示最近因 GP 範式而受到關注的程式 [K 92]。我們試驗了三個 GP 交叉算子和一個為 SA 和 SIHC 開發的新的分層可…

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1994-04-01 工作論文 工作論文 #1437

高效率的電腦形態發生:圖解演示

摘要 本文說明人工形態發生可以是一種計算高效率的技術。人工形態發生可以將圖語法發展成模組化人工神經網路(ANN),由更簡單的子網路組合而成。遺傳演算法用於演化編碼語法,為簡化的六足機器人生成人工神經網路。遺傳演算法可以自動將問題分解為子問題,產生用於解決子問題的子人工神經網絡,並實例化該子人工神經網絡的副本以構建解決問題的更高級別的人工神經網絡。我們用描述形態發生並說明人工神經…

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1994-03-31 工作論文 工作論文 #1446

使用多個同時測量的變數產生時間序列的替代數據

摘要 我們提出了用於產生代理資料的相位隨機傅立葉變換演算法的多元時間序列的擴展。此類替代資料集不僅必須模擬原始資料集中每個變數的自相關性,還必須模擬所有變數之間的互相關性。此方法既適用於模擬範例(洛倫茲方程式的三個分量),也適用於來自多通道腦電圖的資料。 PACS 編號:05.45+b、02.50.SK、02.70.Lq、87.80.+s

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1994-03-31 工作論文 工作論文 #1445

論量子計算的速度

摘要 費曼和馬戈盧斯已經證明,一個封閉的、局部相互作用的量子系統能夠執行確定性計算。費曼的系統以串列方式進行計算。馬戈盧斯能夠擴​​展費曼的想法,以獲得元胞自動機的量子描述,即平行計算的模型。在這篇文章中,建立了一種新型的量子計算速度限制。得出兩台計算機的平均速度(“每秒指令數”)的上限。人們期望元胞自動機的計算速度與其單元的數量 $k$ 成正比。然而,在這種情況下,平均速度的…

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1994-03-01 工作論文 工作論文 #1453

The 演化 of 湧現的 計算

摘要 一個簡單的演化過程可以發現分散空間擴展系統中緊急資訊處理的複雜方法。一種用於分析嵌入在模式形成系統中的基於粒子的邏輯的新技術闡明了由此產生的緊急計算的機制。了解全局協調計算如何在進化中出現對於科學理解自然資訊處理和設計新形式的平行計算系統都很重要。

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1994-03-01 工作論文 工作論文 #1452

去中心化經濟中的自組織市場

摘要 分散貿易模式是透過生產某種商品的公司和反覆希望購買該商品的消費者來模擬的。消費者“貨比三家”,而企業則可以透過發送訊息訊號和提供良好的服務來吸引潛在客戶的注意。我們結合使用遺傳演算法和分類器系統,將每個個體單獨建模為「機器」。研究的問題是:這些個體代理人在多大程度上創造了交易機會?有關這些機會的資訊如何在經濟中傳播?這些機會在多大程度上被放棄了?換句話說,自組織市場是如何…

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1994-03-01 工作論文 工作論文 #1451

有什麼新鮮事嗎?考慮出現

摘要 這篇簡短的文章回顧了一種定義並檢測非線性過程中複雜性出現的方法。 It is, in fact, a synopsis of Reference [1] that leaves out the technical details in an attempt to clarify the motivations behind the approach.解決的核心難題是,當我…

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1994-03-01 工作論文 工作論文 #1450

摘要 進化如何在由僅限於局部互動的簡單組件組成的系統中產生複雜的緊急計算

摘要 進化如何在由僅限於局部互動的簡單組件組成的系統中產生複雜的緊急計算?為了模擬這樣的過程,我們使用遺傳演算法(GA)來進化細胞自動機,執行需要全域協調資訊處理的計算任務。在大多數運行中,演化出一類相對簡單的策略,但在運行的子集上,發現了許多相當複雜的策略。我們從時空中「粒子」執行的資訊處理角度分析了這些策略背後的湧現邏輯,並詳細描述了這些策略的 GA 演化的世代進程。我們的…

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1994-03-01 工作論文 工作論文 #1449

湧現計算:計算動力學與歸納法

摘要 定義結構和檢測自然界複雜性的出現本質上是主觀的,但也是必不可少的科學活動。儘管存在困難,但可以根據模型建立觀察者如何從測量推斷非線性過程中嵌入的計算能力來分析這些問題。觀察者對環境中什麼是有序的、什麼是隨機的以及什麼是複雜的概念直接取決於其計算資源:原始測量數據量、內存量以及可用於估計和推理的時間。然而,環境中結構的發現更關鍵和微妙地取決於這些資源的組織方式。這個範例可能…

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1994-03-01 工作論文 工作論文 #1447

歸納推理、有限理性與條形問題

摘要 本文利用現代心理學認為,身為人類,在複雜或不明確的經濟決策環境中,我們使用的不是演繹推理,而是歸納推理。也就是說,在這種情況下,我們會提出各種可行的假設或心智模型,根據最可信的假設或心理模型採取行動,如果假設不再有效,則用新的假設替換它們。歸納推理導致了一個豐富的心理世界,在這個世界中,一個主體的假設或心智模型在由其他主體的假設或心智模型形成的環境中相互競爭生存——一個既…

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1994-03-01 工作論文 工作論文 #1448

逆向投資者和波動性聚類

摘要 我們引入了由交互自適應代理系統產生的經濟時間序列中波動性聚類的新起源。每個代理都被分配了固定預測變數集合的隨機子集。在每個時間步,每個代理都會根據分配的預測變數產生一個動作。有些代理人是逆向投資者,即他們的行為與預測者建議的自然行為不一致。表現不佳的代理將被替換。在每個時間步,訊號值僅由代理對時間序列的當前歷史記錄的累積動作產生。我們從數字上觀察到,在剔除表現不佳者所引發…

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1994-02-01 工作論文 工作論文 #1458

論學習的演變

摘要 學習常被認為是一種使個體能夠在其一生中適應環境變化的機制(Levins,1968;Stephens,1991)。這些研究通常以「絕對固定性論證」為出發點。也就是說,在絕對固定的環境中,個體應該形成一種遺傳上固定的行為模式(假設一些成本與學習有關)。另一方面,在絕對不可預測的環境中,環境的過去和現在狀態無法提供有關未來的信息,因此沒有什麼可學習的,並且假設計算有一定成本,也…

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1994-02-01 工作論文 工作論文 #1457

小型自催化反應網絡的動力學 II:複製、突變和催化

摘要 突变被引入自催化反应网络中。所得的微分方程式既不是複製器類型,也不能直接轉換為線性方程式。討論了低維動力系統的範例 $n= 2、3$ 和 $4$ 並提供了完整的定性分析。從具有頻率獨立複製率的簡單複製突變動力學已知的錯誤閾值也出現在這裡。閾值在這裡顯示為類似於一階相變的超臨界或亞臨界分岔,而不是協作轉變或高階相變。

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1994-02-01 工作論文 工作論文 #1456

基因編程構建模組假說的令人不安的方面

摘要 在本文中,我們嚴格製定了遺傳編程(GP)的模式定理。這涉及定義模式、模式順序、定義長度以及考慮可變長度和 GP 表示的非同源性質。 GP 模式定理和 GP 構建塊的相關概念用於構建一個可測試的假設說明,說明 GP 如何透過分層組合構建塊進行搜尋。由於構建塊需要具有一致的高於平均水平的適應度和緊湊性,並且由於 GP 模式定理中表示緊湊性的術語是隨機變量,因此所提出的 GP …

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1994-02-01 工作論文 工作論文 #1455

風景模型

摘要 在進化計算領域,「景觀」一詞的使用正在迅速增加,但在許多情況下,它的定義仍然很差(如果有的話)。之所以會出現這種情況,可能是因為每個人都立即掌握了圖像,並且不會提出那些不太令人回味的術語所提出的問題。本文提出了一個足夠通用的景觀模型,足以涵蓋電腦科學家所謂的搜尋的大部分內容,儘管該模型不限於領域或觀點。它與採用某種形式交叉的演算法尤其相關,因此與遺傳演算法和演化計算家族的…

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1994-02-01 工作論文 工作論文 #1454

波動環境中的個體適應行為模型

摘要 研究使用未來環境的條件機率和有關過去環境的資訊的個別行為策略。環境是隨機的和馬可夫的。個體利用可用的資訊為下一個環境狀態做準備,以提高其適應性。適應性取決於實際環境與個人準備的環境之間的差異。研究了每個環境時期個體的適應度的加法和乘法組合。找到了一種半最優策略,考慮到個體可用的環境資訊的深度,該策略可以最大化個體的適應度。模型中可以包括隨機變化的個體對環境參數的感知的適應…

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1994-01-31 工作論文 工作論文 #1462

(反)穩定點和擴展系統的動力學

摘要 探討了穩定(零梯度)點和元胞自動機動力學之間的關係。穩定點的數量和性質都在一定程度上影響規則的複雜性類別和穩定性,以及滑翔機等時空結構的存在。

原文
1994-01-31 工作論文 工作論文 #1461

鎖相振盪器陣列的雜訊脆弱性

摘要 研究了雜訊對一組$N$全域耦合振盪器同相的影響;這些離散時間圖與約瑟夫森結振盪器串聯陣列的連續時間運動方程式相關。我們研究了大 $N$ 限制下吸引盆的幾何特性,以及該幾何形狀對系統擺脫相踢模式的平均時間的影響。我們的主要結果是,即使$N\rightarrow\infty$,吸引子盆也保持有限半徑的盒形“核心”,並且大$N$陣列的同相吸引子比異相吸引子更不容易受到噪聲影響。

原文
1994-01-31 工作論文 工作論文 #1460

遺傳編程中進化性的演變

摘要 「進化性」的概念——一個群體產生比現有的更適合的變體的能力——是在應用於遺傳演算法時發展起來的。對遺傳程式設計動力學的理論分析預測了一種新穎的、新興的選擇現象的存在:可進化性的演化。這是由於程式內程式碼區塊的激增而產生的,這些程式碼區塊在添加到程式中時更有可能提高適應性。然後選擇可以塑造進化程序表示方式的變化方面。我們分析了程式內程式碼擴散的模型來說明這種效果。數學和概念…

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1994-01-31 工作論文 工作論文 #1459

透過選擇性基因組生長演化出更好的表徵

摘要 選擇如何表示遺傳演算法 (GA) 的搜尋空間對於 GA 的效能至關重要。表示通常是手工設計的,並在 GA 運行期間固定。這裡描述了一種新方法,其中表示(即基因)的自由度逐漸增加。新基因的表型效應是從不同功能效應的空間中隨機抽取的。只保留那些最初增加適應性的基因。在基因組建構過程中這種選擇所產生的基因型 表現型圖譜可以實現更好的適應。 NK 景觀模型說明了這種效果。由此產生…

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1993-12-01 工作論文 工作論文 #1466

突變對自催化反應網絡的影響

摘要 研究了一類特殊的常微分方程(ODE),描述了催化、模板誘導和錯誤的複製。 ODE 可以分為負責正確複製的複製器部分和負責所有錯誤複製過程的突變項。所有物種的集合被分為具有催化活性的“可行”物種和包含所有其他物種的錯誤尾部。忽略可行物種之間的相互突變和錯誤尾部的回流可以對自催化網絡進行廣泛的分析。如果突變率夠小,則擾動方法是可行的,顯示突變總體上簡化了動力系統的定性行為。特…

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1993-12-01 工作論文 工作論文 #1465

使用冗餘測試非線性:定量和定性方面

摘要 基於資訊理論泛函(冗餘、線性和非線性形式)描述了一種測試時間序列非線性的方法,該方法允許對仔細資料的動態特性進行定性評估,或在結合替代資料技術後進行定量評估。分析了線性和非線性水平上定量和定性測試的相互作用,並證明了這種組合方法針對虛假非線性檢測的穩健性。

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1993-12-01 工作論文 工作論文 #1463

合作:進化機器中的幽靈

摘要 新達爾文主義和競爭問題。新達爾文進化論可以用公式「適應=變異+遺傳+選擇」來簡潔地描述。這裡的「變異」是指每個生物體都有其父母遺傳給它的不同的遺傳特徵,而「遺傳」是指這些遺傳特徵可以遺傳給生物體自己的後代。自從孟德爾關於基因遺傳的開創性工作以來,演化生物學界對這兩個過程幾乎沒有爭議。但神秘的「選擇」過程卻並非如此,大自然會偏愛某些人而忽略其他人。

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1993-11-01 工作論文 工作論文 #1471

進化元胞自動機來執行計算:機制與障礙

摘要 我們展示了實驗結果,其中使用遺傳演算法來進化細胞自動機(CA)以執行特定的計算任務——一維密度分類。我們詳細研究了 GA 在該任務中產生行為的演化機制以及 GA 面臨的障礙。特別是,我們確定了四個“創新時代”,其中 GA 發現了解決問題的新 CA 策略,描述了這些策略如何在 CA 規則表中實施,並確定了其發現背後的 GA 機制。這些時代的特點是 GA 打破了任務的對稱性。…

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1993-11-01 工作論文 工作論文 #1470

景觀的複雜最佳化問題和生物聚合物結構

摘要 複製分析、類病毒和 RNA 病毒中 RNA 分子的演化可以被視為「適應」環境的適應過程。因此,演化的動態與底層景觀的結構緊密相關。景觀的全局特徵可以透過統計量測來描述,例如最優數量、行走長度和相關函數。此類景觀上準種的演化表現出三種動態狀態,取決於複製保真度:在「本地化閾值」之上,族群以(局部)最優值為中心。在定位和「分散閾值」之間,群體仍然以共識序列為中心,但會隨時間而…

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1993-11-01 工作論文 工作論文 #1469

作為世界反映的感知認知普遍性

摘要 支配宇宙的原則的普遍性、不變性和優雅性可以反映在該宇宙中進化的心靈原則中——前提是心靈原則是根據適合表示生物學上重要的物體及其屬性的抽象空間來製定的。 (1)物體的「位置」和「運動」在由三維空間的歐幾里德群和每個物體的對稱群共同確定的六維流形中表示為點和連接測地路徑時,以幾何上最充分和最簡單的方式保存了它們的「形狀」。 (2)當表示為三維向量空間中的點時,物體的「顏色」達…

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1993-11-01 工作論文 工作論文 #1467

新政治行為體出現的典範

摘要 新的政治行為體如何從較小的政治行為體的聚集中產生?本文所提出的仿真模型提供了一個答案。從最廣泛的角度來看,這項工作可以被視為透過「自下而上」過程來研究新興組織的一部分。在這種「自下而上」的過程中,小單元根據本地定義的規則進行交互,其結果是系統的新興屬性,例如形成新的組織層級。因此,本工作是複雜自適應系統「Santa Fe」方法的典型(Stein,1989;Fontana,…

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1993-11-01 工作論文 工作論文 #1468

On the 演化 of 複雜性

摘要 人們通常理所當然地認為,隨著系統隨著時間的推移而發展,它們往往會變得更加複雜。但人們對可能導致演化有利於隨著時間的推移而增加複雜性的機制知之甚少。本文提出了三種隨著系統發展而複雜性趨於增加的方法。在共同演化系統中,它可能會透過「物種」多樣性的增加而增長:在某些情況下,新物種可能會提供更多的生態位,從而以穩定的螺旋式上升召喚更多的新物種。在單一系統中,它可能會隨著結構複雜性…

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1993-10-31 工作論文 工作論文 #1472

遺傳演算法和人工生命

摘要 遺傳演算法是演化的計算模型,在許多人工生命模型中發揮核心作用。我們回顧了遺傳演算法在人工生命中的研究歷史和當前範圍,並使用遺傳演算法來研究學習和演化如何相互作用以及對生態系統、免疫系統、認知系統和社會系統進行建模的範例。我們也概述了遺傳演算法在人工生命研究中的一些懸而未決的問題和未來方向。

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1993-10-01 工作論文 工作論文 #1480

模型免疫網路的容量

摘要 透過數值模擬計算和測試模型免疫網路的容量,即可以接種疫苗的不同抗原的數量,而不會失去任何記憶。我們也調查了因抗原過多而導致的記憶喪失和疫苗接種失敗的情況。計算是針對兩種不同的增殖策略進行的,一種意味著所有抗原特異性克隆,第二種則更加節儉。

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1993-10-01 工作論文 工作論文 #1479

自適應代理的合理性

摘要 經濟學中的新古典模型著重於完美理性主體互動時所產生的均衡。這種方法為經濟學研究打開了強大的數學工具的大門,例如不動點定理和相關技術,而我們目前對經濟過程的大部分理解都是這種數學的直接結果。儘管取得了這些進步,但實際的經濟過程仍然表現出完美理性模型未預見的複雜性。對當代經濟動態的理解取決於對非均衡過程的理解,例如創新、新興組織、基於部分知識的投機和預期引起的變化等等。換句話…

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1993-10-01 工作論文 工作論文 #1478

如果「磁帶播放兩次」會保存什麼?

摘要 我們開發了一種抽象化學,在基於 lambda 演算的建模平台中實現,並認為以下特徵是這種特定化學抽象的通用特徵,因此如果“磁帶運行兩次”,預計會重新出現:(i)自我複制對象的超循環出現,(ii)如果自我複製受到抑制,自我維護就會出現,以及(iii)自我維護一旦建立,可以合併成更高的自我維護。

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1993-10-01 工作論文 工作論文 #1477

超越數位自然主義

摘要 人工生命的成功取決於它是否有助於解決生物學的概念問題。生物學可以被視為組織轉變的科學。然而,生物學缺乏組織理論。我們以此作為人工生命必須應對的挑戰的例子。

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1993-10-01 工作論文 工作論文 #1476

關於奧卡姆剃刀的貝葉斯「奧卡姆因素」論證

摘要 本文討論了涉及奧卡姆因素的貝葉斯第一原理「證明」奧卡姆剃刀的一些問題。儘管如果模型能夠表達許多函數,則模型的後驗確實會由於奧卡姆因素而減少,但這種現像不一定與奧卡姆剃刀有任何關係。本文透過(i)對奧卡姆因素效應暗示奧卡姆剃刀的論點進行「反證法」來證明這一點; (ii) 提出另一種貝葉斯方法,該方法明確不會導致奧卡姆剃刀效應;最後(iii)通過將奧卡姆因素論證視為奧卡姆剃刀…

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1993-10-01 工作論文 工作論文 #1475

關鍵計算、相變與分層學習

摘要 對動力系統中混沌的各種途徑的研究表明,在混沌開始時會發生大量的計算。乍一看,這並不奇怪,因為統計力學將這些視為具有無限時間相關性的相變。用計算術語來說,處於臨界狀態的過程,就像這裡考慮的混沌開始時的過程一樣,具有無限的記憶。然而,儲存容量只是資訊處理的一部分。可用的非線性運算集以及記憶體的組織方式是資訊處理和複雜性定量測量的更重要的決定因素。例如,有一個普遍的理論表明複雜…

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1993-10-01 工作論文 工作論文 #1474

標籤(標籤)對社交互動的影響

摘要 與聖塔菲研究所的許多研究人員一樣,我在過去幾年中將大部分時間投入複雜自適應系統的研究中。以經濟、生態系統、免疫系統和中樞神經系統為代表的這些系統儘管存在明顯差異,但都有很多共同點。它們都涉及大量不同的、互動的代理,這些代理在互動時學習,並且在所有情況下,它們都會引起人們高度關注的緊急聚合行為。因為,複雜的自適應系統首先是「社會」系統,如果我們能夠制定管理此類系統動態的一般…

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1993-10-01 工作論文 工作論文 #1473

複雜自適應系統的創新:一些數學草圖

摘要 在二十世紀,創新對資本、勞動力和生產力的所在地產生了革命性的影響——我們只需看看飛機或電腦所產生的變化就可以說服自己這一點。儘管創新具有影響力,人們普遍認為創新將在二十一世紀的經濟中發揮更大的作用,但我們對其機制和後果的理論理解充其量仍然是零碎的。部分問題在於,創新產生了永恆的新穎性,而這正是均衡的對立面。當創新成為主要因素時,均衡趨勢就會一再受挫。因此,我們一些最強大的…

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1993-09-01 工作論文 工作論文 #1486

摘要 本文探討了「共同知識」在互動知識論和博弈論中的意義,特別強調推測、賭博、求同存異和協調

摘要 本文探討了「共同知識」在互動知識論和博弈論中的意義,特別強調推測、賭博、求同存異和協調。也分析了近似常識的意思。近似常識以三種方式定義:作為知識的知識...知識的知識,迭代$N$次;作為$p$ 常識;以及弱的$p$ 常識。最後,當主體具有有限理性時,我們將檢驗常識的意義。

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1993-09-01 工作論文 工作論文 #1485

T 細胞疫苗接種模型的逆向工程

摘要 建構了一類最小模型,可以展示與預防和治療自體免疫疾病的 T 細胞接種相關的幾種顯著現象。該模型由兩個群體大小的微分方程、效應器 $E$(導致疾病)和相互作用的調節器群體 $R$ 組成。在這些模型中,正常狀態、疫苗接種和疾病是透過微分方程的穩定穩態來確定。因此,模型可以適應多種發現,例如疫苗接種或疾病的誘導,這取決於效應接種物的大小。疾病的自發性獲得和自發性治癒等特徵要求擴…

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1993-09-01 工作論文 工作論文 #1484

協調貝葉斯分析和非貝葉斯分析

摘要 本文試圖透過更廣泛的形式主義來協調貝葉斯和非貝葉斯的統計推論方法。特別是,本文試圖表明,當人們擴展傳統的貝葉斯分析以區分真相與對真相的猜測時,人們會獲得更廣闊的視角,從而允許包含非貝葉斯形式主義。除此之外,這一觀點表明,儘管非貝葉斯技術存在缺陷,但它們也有可能表現良好。

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1993-09-01 工作論文 工作論文 #1483

「適者生存」:邁向生物組織理論

摘要 進化論的形式結構是基於等位基因、個體和群體的動態。因此,該理論必須假設這些實體先前存在。這個存在問題在近一個世紀前就已被認識到,當時 DeVries(1904)指出,「自然選擇可以解釋適者生存,但不能解釋適者的到來。」存在問題的核心是確定生物組織在個體發育和系統發育中如何產生。我們基於化學的兩個抽象概念發展了一種最小的生物組織理論。該理論是使用$\lambda$ 演算來表…

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1993-09-01 工作論文 工作論文 #1482

純粹線性的通用計算現場計算機

摘要 根據 MacLennan (1987) 的定義,現場電腦是一個(空間)連續極限神經網路。本文研究了其動力學也是連續極限的現場計算機,由純線性積分微分方程控制。此類系統既可以作為研究神經網路的手段,也可以作為認知處理的模式。正如本文所證明的,此類系統在計算上是通用的。用於從純線性系統獲得這種普遍非線性行為的「技巧」與非線性宏觀物理從薛丁格方程式的純線性微觀物理產生的方式非常…

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1993-09-01 工作論文 工作論文 #1481

致穆雷蓋爾曼 (Murray Gell-Mann) 的備忘錄:關於:史前西南部複雜性的併發症

摘要 (摘自給默里·蓋爾曼的備忘錄)親愛的默里:您會記得,在喬治·古默曼和您組織的聖達菲研究所(SFI)會議上,我是受委託寫一篇關於“西南史前史的歷史進程”的論文的小組成員。 This mandate was, I fear, confusing.考古學家並不總是清楚歷史學家在做什麼,作為美索不達米亞歷史文明的學生,「沒有文字就沒有歷史」這句格言似乎沒有問題。一些考古學家稱自己…

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1993-08-01 工作論文 工作論文 #1491

愛滋病幹擾病毒治療缺陷模型:DIV 生存條件

摘要 已提出使用乾擾 HIV 1 複製的基因工程缺陷幹擾病毒 (DIV) 來治療 HIV 1 感染和愛滋病。建議的干擾病毒旨在重複感染 HIV 1 感染的細胞,其攜帶的核酶可切割 HIV 1 RNA 中編碼病毒包膜蛋白的保守區域。因此,HIV 1感染細胞的DIV感染應減少或消除這些細胞的病毒產生。這種治療策略的成功將取決於 DIV 和 HIV 1 的細胞間相互作用,以及體內 H…

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1993-08-01 工作論文 工作論文 #1490

Th1/Th2 交叉調節

摘要 我們提出並分析了調節性細胞激素幹擾素 $\gamma$ (IFN $\gamma$) 和白細胞介素 10 (IL 10) 在免疫反應期間交叉調節 Th1 和 Th2 輔助細胞亞群的模型。 Th1細胞分泌的IFN $\gamma$可以抑制Th2細胞的增生。 Inerleukin 10 由 Th2 细胞分泌,抑制 Th1 细胞产生细胞因子。我們的模型基於這些特性,顯示反應預計…

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1993-08-01 工作論文 工作論文 #1489

人工智慧的方法

摘要 人工智慧(AI)領域的目標是開發能夠在複雜環境中像人類一樣感知、推理、溝通和行動的機器,甚至可能比人類更好。儘管該領域已經生產了一些具有這些能力基礎的實用機器,但人們普遍認為最終目標仍然遙遠。正因如此,關於人工智慧的最佳方法是什麼,存在著許多討論和爭論——最好的方法是為實現最終目標奠定核心基礎,最好的方法是產生實際有用的短期結果。因此,在過去三十五年左右的時間裡出現了許多…

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1993-08-01 工作論文 工作論文 #1488

時間序列的未來

摘要 在整個科學研究中,測量的時間序列是表徵觀測系統和預測其未來行為的基礎。許多新技術(例如狀態空間重建和神經網路)有望提供解決這些非常古老的問題的傳統方法所無法提供的見解。然而,在實踐中,這些新技術的應用受到其結果的不可靠性以及難以將其性能與成熟演算法的性能聯繫起來的阻礙。本章報導了聖達菲研究所舉辦的一場競賽,來自一系列相關學科的參與者將各種時間序列分析工具應用於一小組常見資…

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1993-08-01 工作論文 工作論文 #1487

德國基礎研究的前景與發展領域

摘要 基礎研究不再只限於象牙塔,也不再只限於少數有興趣的人。用於基礎研究的資金是巨大的。德國國家科學基金會(DFG)的年度預算超過 15 億德國馬克(10 億美元)。對 Max Planck Gesellschaft (MPG) 的支持處於同一水平(12 億德國馬克)。德國聯邦科學技術部 (BMFT) 用於基礎研究的支出超過 35 億德國馬克,相當於其年度預算的 40% 左右(…

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1993-07-01 工作論文 工作論文 #1496

估計有限樣本集的機率分佈函數;第二部分:互資訊、卡方、協方差和其他統計的貝葉斯估計量

摘要 本文是關於從機率分佈的有限樣本集估計機率分佈函數的問題的系列文章中的第二篇。在第一篇論文中,介紹了機率分佈函數的貝葉斯估計量,討論了貝葉斯估計量的最優性質,推導了香農熵的貝葉斯估計量和頻率計數估計量並進行了圖形對比。在本文中,透過推導統計和資訊理論中其他幾個感興趣的函數的貝葉斯估計量,擴展了第一篇論文的分析。這些函數是互資訊(的冪),用於獨立性、方差、協方差和平均值檢定的…

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1993-07-01 工作論文 工作論文 #1494

從序列到形狀再回傳:RNA 二級結構的案例研究

摘要 RNA 折疊被視為將二級結構分配給序列的圖譜。在固定鍊長度下,序列的數量遠遠超過結構的數量。結構的頻率高度不均勻:我們發現常見的結構相對較少,而罕見的結構則有許多。使用逆折疊演算法,我們表明共享相同結構的序列在序列空間上隨機分佈。所有常見的結構都可以透過許多遠小於鍊長的突變從任意序列存取。進化優化只需搜尋所有序列的一小部分即可找到合適的目標結構,因此很難錯過它。序列空間由…

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1993-07-01 工作論文 工作論文 #1495

估計有限樣本集的機率分佈函數;第一部分:貝葉斯估計量和香農熵

摘要 本文是關於從機率分佈的有限樣本集估計機率分佈函數問題的兩篇論文中的第一篇。本文提出了這個問題的貝葉斯分析,討論了貝葉斯估計量的最優性質,並作為形式主義的一個例子,導出了香農熵函數矩的貝葉斯估計量的封閉形式表達式。給出了將貝葉斯估計器與香農熵的頻率計數估計器進行比較的數值結果。

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1993-07-01 工作論文 工作論文 #1493

RNA二級結構的快速摺疊與比較

摘要 提出了用於計算和比較 RNA 二級結構的計算機代碼,即“維也納 RNA 包”,該代碼基於動態編程演算法,旨在預測具有最小自由能的結構以及計算平衡配分函數和鹼基配對機率。引入了一種針對 RNA 反向折疊問題的有效啟發式方法。此外,我們還提供了緊湊且高效的程序,用於基於樹編輯和比對來比較 RNA 二級結構。所有電腦程式碼均以“ANSI C”編寫。它們包括在具有分散式記憶體的平…

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1993-07-01 工作論文 工作論文 #1492

複製方程式建模的免疫網絡

摘要 為了評估獨特型網路在免疫系統運作中的作用,已經制定了許多數學模型。在這裡,我們檢查一類 B 細胞模型,其中細胞增殖由非負、單峰、對稱響應函數 $f(h)$ 控制,其中字段 $h$ 總結了網絡對單一克隆的影響。我們證明,透過轉換為相對濃度,B 細胞網絡方程式可以轉化為與複製器方程式非常相似的形式。然後我們證明,當網路中的克隆總數守恆時,網路的動態可以用複製器方程式的動態表示…

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1993-06-01 工作論文 工作論文 #1509

RNA 熔解動力學統計

摘要 我們提出並研究了 RNA 二級結構熔化的簡單動力學模型的行為,假設這些結構是已知的。然後將此模型用作圖譜,將結構相關的解鏈(或重折疊)總體速率常數分配給序列。這在固定長度的序列空間上產生了反應速率或活化能的「景觀」。我們研究這些活化能的分佈和相關結構。

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1993-06-01 工作論文 工作論文 #1508

觀察的複雜性與觀察的複雜性

摘要 測量過程所引入的失真可能會對觀察者推斷其環境結構的能力產生嚴重影響。幾個例子說明了經典確定性過程中無限複雜性和不可約不確定性的出現。在這個過程中,我們回顧了複雜性的幾個概念和通用解決方案(分層機器重構)的方法。

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1993-06-01 工作論文 工作論文 #1507

遺傳演算法何時會超越爬山演算法?

摘要 在本文中,我們回顧了一些先前發表的實驗結果,其中簡單的爬山演算法——隨機突變爬山(RMHC)——在簡單的「Royal Road」函數上顯著優於遺傳演算法。我們首先對 RMHC 進行分析,然後對「理想化」遺傳演算法 (IGA) 進行分析,該演算法明顯比 RMHC 快。我們分離出允許這種加速的 IGA 特徵,並討論如何將這些特徵合併到真實的 GA 和適應度景觀中,使 GA 更…

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1993-06-01 工作論文 工作論文 #1506

生物學家網路資源指南

摘要 最近,每周大约有 300,000 篇文章通过 Usenet 在全世界传播(Anonymous 1993)。該流量包括每天約 40 兆位元組的公告、問題和答案、建議和程序代碼、參考資料、激烈的辯論以及各種格式的數據。現在網路上有近百萬台註冊計算機,因此有數以千萬計的用戶;據估計,有 700 萬人在 65,000 台承載 Usenet 的計算機上擁有帳戶,近 200 萬人至少…

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1993-06-01 工作論文 工作論文 #1505

群體、相變和集體智慧;以及群體和其他空間擴展的複雜系統的非平衡統計場論

摘要 (論文 1)提出了大量局部作用生物體集體行為的空間擴展模型,其中生物體在空間中的局部細胞之間概率性地移動,但權重取決於局部形態發生物質或形態發生素。形態發生素又會受到生物體通過的影響。形態發生素的演化以及相應的生物體流動構成了群體的集體行為。這些模型具有各種類型的相變和自組織特性,這些特性由雜訊等級和其他參數控制。然後將模型應用於螞蟻在格子上移動的具體情況。螞蟻的局部行為…

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1993-06-01 工作論文 工作論文 #1504

在不斷變化的混沌環境中的預測與適應

摘要 我們描述了正在進行的電腦模擬自適應預測代理響應不斷變化的混沌環境以及相互之間的工作。我們的模擬旨在量化適應並揭示複雜自適應系統的簡單可計算模型的共同適應。我們首先考慮暴露在混亂環境中的單一智能體建模、控制和預測該環境的未來狀態的能力。然後,我們引入第二個代理,它試圖對混沌環境和第一個代理進行建模和控制,從而修改該代理可以識別模式和進行控制的程度。兩個預測代理人之間的競爭可…

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1993-06-01 工作論文 工作論文 #1503

相關景觀上的線性算子

摘要 在這篇文章中,我們考慮了一類「平均算子」對各向同性適應度景觀的影響。導出了平均景觀相關函數的明確表達式。建立了透過隨機能量模型的迭代平滑獲得的一類新的可調節崎嶇景觀。某些景觀(其中包括謝林頓 柯克帕特里克模型)的相關結構在此處考慮的所有平均算子的作用下保持不變。

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1993-06-01 工作論文 工作論文 #1502

動力學、運算與「混沌邊緣」:重新審視

摘要 在本文中,我們回顧了先前的工作並提出了有關動力系統理論與計算之間關係的新工作。我們特別回顧了 Langton [22] 和 Packard [29] 關於元胞自動機(CA)動態行為和運算能力之間關係的工作。我們展示了與[29]中描述的實驗類似的實驗結果,該實驗被引用作為以下假設的證據:能夠執行複雜計算的規則最有可能在 CA 的有序和混沌行為機制(“混沌邊緣”)之間的相變中…

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1993-06-01 工作論文 工作論文 #1501

莫戈隆·馬諾斯 (Mogollon Manos),Metates 和農業依賴性:坑村,公元 200-1000 年

摘要 玉米加工工具形態屬性的比較分析用於估計史前莫戈隆坑坑居民對農業依賴的相對差異。西元200年 650/700年是生存穩定時期。從西元650 700年左右開始,對玉米農業的依賴開始增加。到西元 1000 年,莫戈隆人每台研磨機生產的玉米比西元 650/700 年至少多了 20%。玉米新品種(具有更大的玉米棒、更大的籽粒和更高的產量)的引進或本地開發加劇了農業依賴性的增加。最後…

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1993-06-01 工作論文 工作論文 #1500

合作發展中的自身利益計算:北部阿納薩齊人的社會​​政治發展與風險

摘要 在過去 15 年的西南考古學中,可以看出一個明顯的趨勢,那就是人們越來越認識到,在任何特定時間,人口、生產和組織策略都可能變化很大,即使是在相對較小的區域內;這些策略可能會快速變化,而且變化的方式很難通過某些線性流程模型來預測;並且這些變化所隱含的權宜行為可能比之前所承認的要多(例如,1999)。這種認識也許是正常科學過程的一部分,正常科學首先強調理解時間和空間中最明顯的…

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1993-06-01 工作論文 工作論文 #1499

理論家努力應對複雜系統

摘要 標題與馮卡門 (von Karman, 1940) 的經典論文《工程師解決非線性問題》相呼應(他絕非「純粹」的工程師!)。自從卡門寫作以來的半個世紀裡已經取得了許多成就。然而,仍有大量工作要做,非線性問題在可預見的未來將成為人們關注的焦點。然而,在過去的幾年裡,重點發生了微妙的轉變。在許多情況下,非線性問題已成為複雜系統研究的一部分。目前這篇半流行的文章描述了理論家如何看…

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1993-06-01 工作論文 工作論文 #1498

與高度對稱圖相關的隨機遊走和正交函數

摘要 研究了與頂點傳遞圖和此類圖上的隨機遊走相關的正交函數的關係。我們使用這種關係來描述頂點傳遞圖上定義的各向同性隨機場上沿隨機遊走的指數衰減自相關函數。結果應用於簡單的旋轉玻璃模型。

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1993-06-01 工作論文 工作論文 #1497

缺乏細節平衡的系統中聚焦和焦散對退出現象的影響

摘要 我們研究了當粒子逃離穩定固定點的吸引力域時受到弱雜訊影響的粒子所遵循的軌跡。如果缺乏詳細的平衡,則沿著最可能的退出路徑可能會出現“焦點”,從而導致對稱性的破壞(如果存在)。出口軌跡分叉,出口位置分佈可能變得「傾斜」(非高斯)。平均逃逸時間的弱噪音漸進受到強烈影響。我們的方法擴展到研究不對稱的隨機模型中的偏斜出口位置分佈。

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1993-05-01 工作論文 工作論文 #1515

創造的意義

摘要 如果人工生命(“ALife”)领域取得成功,我们将被迫面对一些原本可以避免的困难的道德和哲学问题。创造新生命形式以及摧毁现有生命形式的能力将使我们承担更大的责任。此外,由於電腦的性質和我們對它們的控制,電腦模擬環境中生命系統的存在將帶來一些新的和不尋常的道德問題。本文的目的是激发我们将来可能被迫直接面对的一些问题;本文不会试图解决这些问题。作者希望鼓勵人們思考參與 ALi…

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1993-05-01 工作論文 工作論文 #1514

不要漂白混亂的數據

摘要 時間序列訊號分析的常見第一步是對資料進行數位濾波以消除線性相關性。殘差資料是光譜白色的(它被「漂白」),但原則上保留了原始時間序列的非線性結構。眾所周知,簡單的線性自相關可能會在估計非線性不變量(例如分形維數和李亞普諾夫指數)的演算法中產生虛假結果。理論上,漂白資料可以避免這些陷阱。但在實踐中,漂白掩蓋了低維度混沌過程的潛在確定性結構。這似乎是混沌本身的一個屬性,因為非混…

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1993-05-01 工作論文 工作論文 #1513

多個選定基因座之間重組的演化:廣義還原原理

摘要 研究了在活力選擇下控制任意數量基因之間的重組模式的新等位基因入侵的條件。重組圖案可以包括幹擾。如果新等位基因的適當平均邊緣適應度大於其引入之前的平均適應度,則新等位基因會增加。在弱加法上位選擇下,這種條件涉及成對重組率相對於引入修飾劑之前的變化的加權平均值。這裡的權重是上位選擇分量的正函數。特別是,修飾等位基因即使增加了某些基因座對之間的重組也可能成功,只要整體平均效果是…

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1993-05-01 工作論文 工作論文 #1512

不可逆系統的逃逸問題

摘要 噪音引起的亞穩態逃脫問題出現在物理、化學、生物學、系統工程和其他領域。當系統的基本動態服從詳細的平衡時,這個問題就很好理解了。當這個假設失敗時,經典躍遷率理論的許多結果就不再適用,並且不存在計算平均逃逸時間等基本量的弱噪聲漸進性的通用方法。在本文中,我們提出了一種用於分析各種隨機擾動連續時間非線性動力系統的弱噪音極限的通用技術。我們將涉及求解偏微分方程的原始問題簡化為僅需…

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1993-05-01 工作論文 工作論文 #1511

摘要 我們回顧了估計觀測過程的統計波動的熱力學

摘要 我們回顧了估計觀測過程的統計波動的熱力學。由於任何統計分析都涉及模型類的選擇(無論是明確的還是隱含的),我們證明了仔細選擇的好處。對於三個類別中的每一類,根據四個樣本過程產生的資料流重建特定模型。然後,使用每個估計模型的熱力學結構來估計觀測系統的典型行為和偏差幅度。然後將它們與已知的波動特性進行比較。這裡提倡的分析類型使用估計的模型類信息,從模擬數據中恢復這些過程的正確統…

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1993-05-01 工作論文 工作論文 #1510

The 認知 R演化?

摘要 正如相對論和量子力學的發展成為二十世紀科學的決定性事件一樣,新興的認知科學領域也常被吹捧為對下個世紀科學中心未來的一瞥。在本文中,我們檢驗了這個主張,詢問所謂的認知「革命」是否確實是革命性的,或者從科學上講只是曇花一現。作為這個問題的視角,本文著眼於人工智慧的主張和成就,以及當前流行的人工智慧領域工作者的研究議程。該論文最後對未來一兩年「認知革命」可能採取的方向進行了一些…

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1993-04-01 工作論文 工作論文 #1521

從有效的自非自判別角度預測T細胞受體與抗體結合區的大小

摘要 抗體與抗原或T細胞受體與主要組織相容性複合體 勝肽複合物的結合要求兩種結構的部分具有可以彼此緊密接近的互補形狀。我們在這裡解決的問題是兩個結構上的互補區域應該有多大。相互作用的區域必然具有大致相同的大小。為了估計最佳受體結合區域的大小(接觸殘基的數量),我們假設在演化過程中,免疫系統已經呈現出大量隨機出現在常見病原體上的外來分子(它必須識別這些外來分子)和較小的隨機自身抗…

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1993-04-01 工作論文 工作論文 #1520

免疫系統應該要多多元?

摘要 我們開發了一種基於機率的模型,為免疫系統中淋巴細胞庫的巨大多樣性提供了新的解釋。考慮到由於潛在的自身反應而預期會產生耐受性的部分病毒庫,我們計算了 $P E$,即病原體逃脫免疫系統識別的機率。顯然,$P E$ 越低,多樣性就應該越大。我們的新穎結果是,多樣性和 $P E$ 之間關係的主要因素是由自身抗原的數量形成的。因此,我們的模型表明,多樣性反映的是免疫系統需要避免與其…

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1993-04-01 工作論文 工作論文 #1519

免疫系統對 HIV 反應的模型:AZT 治療研究

摘要 我們使用數學模型來描述免疫系統與人類免疫缺乏病毒 (HIV) 的相互作用。我們的模型包括 T 淋巴細胞和巨噬細胞,這些細胞可以被病毒感染。使用我們的模型,我們比較了在疾病進展的不同階段給予 AZT 治療的療效,以便預測何時應該開始治療。

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1993-04-01 工作論文 工作論文 #1518

迴響的出現

摘要 我們許多最令人不安的長期問題——貿易平衡、永續性、愛滋病、遺傳缺陷、心理健康、電腦病毒——都集中在某些極其複雜的系統上。引發這些問題的系統——經濟、生態、免疫系統、胚胎、神經系統、電腦網路——似乎與問題一樣多樣化。然而,儘管表面上看,這些系統確實具有顯著的特徵,以至於我們在聖達菲研究所將它們歸為一個類別,稱它們為「複雜自適應系統(CAS)」。這不僅僅是術語。它標誌著我們的…

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1993-04-01 工作論文 工作論文 #1517

逆爬山、遺傳演算法與忙碌海狸問題

摘要 本文介紹了一種稱為「反向爬山」的新分析工具,並示範如何使用它來評估遺傳演算法的性能。使用反向爬山,人們可以計算出爬山到達景觀中某個點的準確機率。由此,可以計算出透過爬山找到該點之前的預期評估次數。這個數字可以與遺傳演算法完成的平均評估次數進行比較。這個過程以「忙碌海狸問題」來說明,這是一個本身就具有理論重要性的有趣問題。乍一看,遺傳演算法在僅檢查了空間的極小部分後似乎在該…

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1993-03-01 工作論文 工作論文 #1530

關於避免過度擬合作為偏差

摘要 在監督式學習中,人們普遍認為,懲罰複雜函數有助於避免函數對資料的“過度擬合”,從而提高泛化能力。人們也普遍認為,交叉驗證是選擇將函數擬合到資料的演算法的有效方法。在最近的一篇論文中,Schaffer (1993) 提出了反駁這些說法的實驗證據。本文對謝弗的這些論點進行了正式分析。這證明他的論點是有效的,儘管他的一些實驗必須謹慎解釋。

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1993-03-01 工作論文 工作論文 #1529

由於增殖和分化之間的競爭而導致的獨特型網絡中的記憶

摘要 提出了一種模型,該模型採用單獨的劑量依賴性反應函數來促進獨特型相互作用的 B 細胞克隆的增殖和分化。對於每個克隆,都會考慮增殖 B 細胞、非增殖 B 細胞和遊離抗體的群體動態。定義有效的反應函數,其中包含固定點處增殖和分化的總影響,以便能夠進行精確分析。本文對記憶狀態的分析僅限於二物種系統。針對不同場反應函數(​​例如線性、飽和度、對數鐘函數)的各種組合,建立了具有擴展的…

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1993-03-01 工作論文 工作論文 #1528

二維地圖上的一般可興奮動力學

摘要 本文介紹了一個簡單的二維圖,展示了可興奮系統中報告的幾個通用屬性。使用相平面方法分析類似神經元件的基本動力學。在參數空間的小區域中研究從非自治到自治以及從週期性解到混沌解的分岔。使用耦合映射晶格的分佈式可興奮網路的基本實現在具有最近鄰耦合的一維和二維媒體中進行了說明。

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1993-03-01 工作論文 工作論文 #1527

實值、連續時間計算機:模擬計算模型,第一部分

摘要 我們發展了一個實數遞歸函數系統,類似自然數的經典遞歸理論。事實證明,該系統包含許多傳統意義上無法計算的集合和函數。這些函數可以由在連續時間內在連續狀態下運行的理想化計算機來計算;然而,這台計算機被證明是非常非物理的。更仔細地觀察,我們發現我們可以根據這些函數遠離物理可計算性的理想化或無限極限的數量對它們進行分層。我們得出的結論是,在某種意義上,有限維模擬計算比數位計算更強…

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1993-03-01 工作論文 工作論文 #1526

重組的一些優點和缺點

摘要 重組,包括染色體分離,將有性物種的不同成員攜帶的遺傳物質重組在一起。這種遺傳混合將一個基因座的等位基因的進化命運與鄰近基因座的等位基因的命運分開,並且可以增加群體內發現的遺傳變異的數量。然而,在此過程中,重組分離了有利的基因組合,正是這些基因組合使父母能夠生存和繁殖。在有重組的情況下,族群對環境的適應是否更快,也就是說,重組是否加速了演化過程,關鍵取決於過程的建模方式。正…

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1993-03-01 工作論文 工作論文 #1525

重新檢視混沌的邊緣:進化元胞自動機來執行計算

摘要 我們展示了與 Packard [23] 進行的實驗類似的實驗結果,其中使用遺傳演算法來進化細胞自動機 (CA) 以執行特定的計算任務。 Packard 檢查了進化 CA 規則的頻率作為 Langton 的 $\lambda$ 參數的函數 [16],並將他的實驗結果解釋為為以下兩個假設提供了證據:(1)能夠執行複雜計算的 CA 規則最有可能在「臨界」$\lambda$ 值附…

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1993-03-01 工作論文 工作論文 #1524

元胞自動機的湍流模式基礎

摘要 元胞自動機 (CA) 產生的不可預測的模式可以根據湍流、正熵率模式進行分解。由此產生的過濾模式揭示了 CA 動態和資訊處理能力中的重要結構組織。我們透過分析具有兩個不同複雜度和熵的不變混沌域的二元範圍 2 元胞自動機來說明分解技術。一旦被識別,這些域就會被視為組織 CA 的狀態空間並主導其演化。從域的結構開始,我們展示瞭如何建構一個執行非線性空間濾波的有限狀態換能器,從而…

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1993-03-01 工作論文 工作論文 #1523

界面的演化:三個基因座之間重組的減少

摘要 沿著染色體的交叉事件不是獨立發生的,而是影響附近其他事件的機率。附近交叉事件之間最常見的交互作用是抑制性的:交叉事件往往會降低附近其他此類事件的機率,稱為正幹擾。儘管很少發生,但交叉事件可能會增加附近事件的機率,稱為負面乾擾。在本文中,我們使用數值方法來研究三個基因座之間的干擾在第四個選擇性中性基因座的遺傳控制下將如何演化。我們首先討論幹擾對三個基因座之間的總體重組率的影…

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1993-03-01 工作論文 工作論文 #1522

混沌時間序列分析:使用資訊理論泛函進行辨識和量化

摘要 我們提出了一種分析實驗時間序列的技術,該技術可以檢測數據動態中的非線性,並識別和量化潛在的混沌動力學。它基於對冗餘的評估,資訊理論泛函具有線性過程的特殊形式,另一方面,當從混沌資料估計時,它們具有反映正資訊生產率的特定屬性。此比率透過公制(柯爾莫哥洛夫 西奈)熵來測量,可以直接從冗餘中估計。

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1993-02-01 工作論文 工作論文 #1535

Scorpius X-1 的準週期振盪與低頻噪音作為瞬態混沌:滴水的扶手?

摘要 我們提供的證據表明,許多吸積源的準週期振盪(QPO)和低頻雜訊(LFN)特徵是同一物理過程的不同面向。我們分析了 Sco X 1 的長時間、高時間解析度 EXOSAT 觀測。 X 射線光度在從毫秒到小時的時間尺度上隨機變化。這種變異性的本質——透過功率譜分析和新的小波技術「尺度圖」來量化——與滴水扶手吸積模型非常吻合,這是一個表現出「瞬態混沌」的簡單動力系統。在此模型中,…

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1993-02-01 工作論文 工作論文 #1534

關於神經網路中證據的使用

摘要 貝葉斯「證據」近似與廣義最大似然密切相關,最近被用來確定訓練神經網路的噪音和權重懲罰項。本文表明,執行精確計算比建立證據近似要簡單得多。此外,與該近似值不同的是,不必為每個新資料集重新計算確切的結果。它也不需要運行複雜的數位計算機程式碼(確切的結果是封閉形式)。此外,事實證明,對於神經網路來說,證據程序的 MAP 估計是「整體上」的近似誤差。精確分析的另一個優點是,它不會…

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1993-02-01 工作論文 工作論文 #1533

聖塔菲藝術市場

摘要 本研究的實證工作是在 1992 年 1 月至 5 月期間完成的,當時作者居住在聖達菲的聖達菲研究所。 The information presented here is based on extensive interviews by Martin and Julie Shubik of dealers, artists, museum staff, administra…

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1993-02-01 工作論文 工作論文 #1532

使用學習集的分區來組合泛化器

摘要 對於任何現實世界的泛化問題,總是有許多泛化器可以應用於這個問題。本章討論一些處理多種可能的泛化器的演算法技術。所有這些技術都依賴將提供的學習集分為兩個、多個不同的時間。討論的第一種技術是交叉驗證,這是一種贏家通吃的策略(基於泛化器在學習集分區上的行為,它從候選泛化器集中選擇一個泛化器,並告訴您使用該泛化器)。討論的第二種技術,也是本章重點討論的技術,是交叉驗證的擴展,稱為…

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1993-02-01 工作論文 工作論文 #1531

經濟中的隨機性之路:經濟與金融中的突現非線性與混沌

摘要 這篇論文:(1)給出了為什麼非線性科學和混沌研究在經濟學和金融學中的重要性的一般性論證。 (2) 提出了非線性時間序列分析的隨機非線性的兩個定義(IID 線性和 MDS 線性),並論證了它們作為組織概念的有用性,不僅可以用於討論時間序列計量經濟學中的非線性測試,還可以用於構建一類新型結構性資產定價模型。 (3) 展示如何使用交互作用粒子系統理論的想法來建構結構性資產定價模…

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1993-01-01 工作論文 工作論文 #1539

可通用計算的區間和實線光滑映射

摘要 我們建構兩類映射:單位間隔的一次可微映射,可以模擬序列上的各種操作,包括元胞自動機、廣義移位和圖靈機;以及模擬圖靈機的 $R$ 解析圖。這將平滑動力系統在計算上通用的維數從 2 [1] 降低到 1。

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1993-01-01 工作論文 工作論文 #1538

免疫系統基因庫二級組織的演化

摘要 免疫系統的二元模型用於研究演化對抗體分子遺傳編碼的影響。我們報告的實驗表明,由遺傳演算法模擬的免疫系統基因的演化可以誘導高度的遺傳組織,即使這種組織不是適應度函數明確要求的。這種二級組織與個體的「真實適應度」相關,與「樣本適應度」相反,「採樣適應度」是用於驅動演化過程的明確適應度測量。

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1993-01-01 工作論文 工作論文 #1537

政黨和選舉格局

摘要 我們研究了具有適應性政黨的兩黨民主選舉中選民偏好與政黨政綱組成之間的關係。在這個模型中,政黨依選舉環境本地調整政綱。選舉格局由選民的偏好和反對黨的政綱決定。我們發現,無論選民的偏好如何,適應性政黨都傾向於採用溫和的平台。我們探索如何透過改變選民偏好的分佈來改變景觀的崎嶇程度。更強硬的態度會削弱政黨回應選民偏好的能力。換句話說,地形的崎嶇程度會影響各方的反應能力。

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1993-01-01 工作論文 工作論文 #1536

獨立部門衝擊引起的總體波動:生產和庫存動態模型中的自組織臨界性

摘要 解釋觀察到的經濟總量的不穩定性是經濟理論長期存在的難題。生產速度變化的許多可能原因很容易給出,例如家庭對生產商品的期望消費時間的隨機變化,或生產成本的隨機變化。但很難理解為什麼整個經濟中同步的那些因素應該有很大的變化——為什麼大多數家庭應該在同一時間減少消費,或者為什麼大多數公司應該發現這是一個特別合適的同時生產的時機。相反,似乎更有可能認為經濟不同部分的需求或生產成本的…

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1992-11-01 工作論文 工作論文 #1544

什麼時候位能對於結構預測來說夠準確?蛋白質折疊隨機雜聚物模型的理論與應用

摘要 嘗試預測分子結構時,通常會嘗試最小化一組結構上的某些潛在功能。為了創建潛在函數和最小化這些潛在函數的演算法,人們付出了很多努力。本文提出了解決一個補充問題的形式主義:預測分子結構的位能函數的準確性要求是什麼?此形式主義應用於蛋白質結構勢的簡單模型。此計算結果表明,對於典型蛋白質的高精度預測($\sim 1$ 埃均方根偏差),單體 單體交互作用能量必須精確到百分之五到十五之…

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1992-11-01 工作論文 工作論文 #1543

第二定律、計算和記憶體的時間 (A) 對稱性

摘要 記憶是一種將訊息從一個時刻轉移到另一個時刻的系統。照片型記憶體的工作原理是利用狀態空間流的崩潰來「初始化」記憶體。蘭道爾原理告訴我們,無論坍縮是從過去進行到未來,還是反之亦然,這種流的坍縮一側的熵一定更大。因此,第二定律意味著崩潰只能從過去到未來進行。這確立了經驗觀察的邏輯必然性,即照片式記憶只能告訴我們過去,而不能告訴我們未來。與此類系統相比,電腦類型的記憶體不需要初始…

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1992-11-01 工作論文 工作論文 #1542

大量代理商的策略市場博弈的一些動態

摘要 本文旨在將對大型策略市場博弈的靜態或均衡特性的博弈論研究與對一些非常簡單的動力學的研究結合起來,這些動力學研究仍然足以顯示兩種相關博弈之間的差異,其中一種博弈使用法定貨幣,但沒有借貸,另一種博弈同時發生借貸和交易。銀行準備金的作用與瞬態動態相關且敏感。

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1992-11-01 工作論文 工作論文 #1541

免疫系統基因庫合作的演變

摘要 免疫系統是一個分散式、高度並行的資訊處理系統。我們引入了免疫系統的抽像模型,並評估其執行模式識別任務的能力。這裡的實驗表明,模擬進化是組織免疫系統遺傳物質的充分機制。還表明,即使適應度函數是隨機的並且採樣噪聲非常高,也可以誘導免疫系統的組織。免疫系統的各個組成部分必須協同工作來識別體內的外來元素,我們將這項任務等同於執行分散式計算。這表明分散式計算系統的軟體可以透過自適應…

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1992-10-31 工作論文 工作論文 #1545

用於時間序列分析的大規模平行架構和演算法

摘要 隨著大規模平行運算的最新發展,極大的處理能力和記憶體容量可用於分析複雜的資料集。與此同時,這些數據集的複雜性和規模一直在增加。預計這兩種趨勢在可預見的未來將持續下去。本文將概述用於分析時間序列資料的大規模平行架構和演算法。將描述解決該問題的兩種不同方法:計算方法和基於記憶體的方法。

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1992-10-01 工作論文 工作論文 #1549

耗散經典系統中的幾何相移

摘要 由貝裡發起的對絕熱定理的重新分析導致了意想不到的優雅幾何相移的發現,許多作者已經擴大了範圍。最近,耗散經典動力系統。我回顧了這項工作,重點是所有幾何相移實例背後的基本特徵。

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1992-10-01 工作論文 工作論文 #1548

這就是生活? -是的,不,也許

摘要 與許多物理學家和其他頑固的唯物主義者所珍視的信念相反,生命不僅僅是物質。生命與非生命的差別在於物質的組織方式。本文認為,透過放棄絕對的牛頓生命觀,回歸亞里斯多德的因果範疇概念,我們開闢了新的途徑來理解地球生命形式、機器中的人工生命和可能的外星生命類型之間的相互聯繫。

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1992-10-01 工作論文 工作論文 #1547

RNA 折疊和組合景觀

摘要 在本文中,我們將多核苷酸(RNA)序列的摺疊視為一個圖譜,該圖譜為每個序列分配了鹼基配對的最小自由能模式,稱為二級結構。僅考慮自由能會導致序列空間上的能量景觀。考慮到結構會產生不太可視化的非標量“景觀”,其中序列空間被映射到離散“形狀”的空間。我們透過計算自相關函數以及能量和結構距離的分佈(作為序列空間中距離的函數)來研究兩種類型景觀的統計特徵。 RNA折疊的特徵是與序列…

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1992-10-01 工作論文 工作論文 #1546

Alpha、證據和熵先驗

摘要 首先,正確的熵先驗是透過 alpha 的邊緣化計算出來的。接下來是對「證據」近似的改進的討論。令人驚訝的是,用於恢復著名的“Susie”圖像的近似似乎可能存在問題。

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1992-09-01 工作論文 工作論文 #1552

社會性昆蟲的群體智慧與文化群體模式的出現

摘要 本文重点研究社会性昆虫群体的组织(行为差异、活动的时空模式、集体决策……)与群体行为所造成的环境结构之间存在的相互因果关系。这构成了探索不同类型现象的基础:如何在没有任何集中组织者的情况下实现集体任务分配,如何在群体层面上出现集体表征,而在个体层面上没有任何象征性表征;如何在没有蓝图的情况下集体构建复杂的架构。为了描述这些集体行为,其中通过简单的本地代理之间以及与其本地附…

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1992-09-01 工作論文 工作論文 #1551

人工世界和經濟學

摘要 在本文中,我描述了一類稱為人工世界 (AW) 的模型,旨在深入了解稱為緊急分層組織 (EHO) 的過程。我認為許多經濟現像似乎都體現了 EHO,因此經濟學家可能有興趣研究這個過程,並利用 AW 來實現這一點。然而,在 AW 成為社會可接受的研究工具之前,必須克服一些巨大的推理困難。本文的架構如下:第 1 節簡要介紹了 EHO。第 2 節介紹 AW 及其一些隨之而來的推理問…

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1992-09-01 工作論文 工作論文 #1550

免疫原性腫瘤的非線性動力學:參數估計與全局分岔分析

摘要 我們提出了細胞毒性 T 淋巴細胞對免疫原性腫瘤生長反應的數學模型。此模型顯示了許多體內可見的現象,包括腫瘤生長的免疫刺激、腫瘤的「潛行」以及腫瘤「休眠狀態」的形成。此模型用於描述小鼠脾臟中 B 淋巴瘤 BCL$ 1$ 的生長和消退動力學。透過將模型與實驗數據進行比較,得出描述無法在體內測量的過程的參數的數值估計。計算局部和全域分岔以獲得參數的實際值。對於大量參數,我們預測…

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1992-08-01 工作論文 工作論文 #1559

RNA 多結構景觀

摘要 詳細研究了透過配分函數演算法(McCaskill,1990)獲得的 RNA 折疊景觀的統計特性。作為漢明距離函數的自由能對相關性被用作景觀崎嶇程度的測量。配分函數的計算包含有關作為溫度函數的整個二級結構係綜的信息,並且與傳統的最小自由能方法相比,為所有熱力學興趣量打開了大門。引入了結構係綜的度量距離,並計算了結構本身層級的配對相關性。正如基於最穩定的二級結構預測的景觀一樣…

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1992-08-01 工作論文 工作論文 #1558

演化, 生態學, and 最佳化 of Digital 有機體s

摘要 數位生物是基於有機生命的電腦隱喻而合成的,其中CPU時間是「能量」資源,記憶體是「物質」資源。記憶體被組織成資訊「遺傳」模式,利用 CPU 時間進行自我複製。突變產生新的形式,隨著不同「基因型」競爭 CPU 時間和記憶體空間,進化透過自然選擇進行。此外,也出現了利用其他「生物」獲取資訊或能量資源的新基因型。數位生物體是自我複製的電腦程序,但它們無法逃脫,因為它們以其獨特的…

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1992-08-01 工作論文 工作論文 #1557

B 細胞體細胞超突變:最佳對照治療

摘要 脊椎動物免疫系統透過在次級淋巴組織中形成的生髮中心發生的體細胞超突變過程,產生針對外部抗原的高親和力抗體。在這些生髮中心增殖的 B 細胞在編碼其免疫球蛋白分子可變區的基因中經歷隨機突變,隨後被選擇與抗原高親和力結合。這些生髮中心反應僅持續約兩週,但在此期間通常會產生多個點突變,導致親和力增加十到一百或更多。我們試圖透過將親和力成熟問題轉化為最佳化問題來理解這種非凡的有效性…

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1992-08-01 工作論文 工作論文 #1555

透過生髮中心 B 細胞循環折返優化親和力成熟

摘要 透過 B 細胞免疫球蛋白 (Ig) V 區基因的體細胞超突變實現親和力成熟 [1] 是一種非常有效的突變和選擇過程,透過此過程可產生高親和力抗體。在過去幾年中,其在對外來抗原的免疫反應中的基本作用已變得越來越清楚[2 8]。這個過程的解剖位點是生髮中心(GC)。我們對它們的結構和生髮中心反應 (GCR) 動力學的了解已大大增加 [9 13],但親和力成熟的令人印象深刻的效…

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1992-08-01 工作論文 工作論文 #1556

研究一類非線性薛丁格方程式自聚焦的變分法

摘要 我們討論將狄拉克變分原理應用於一類非線性薛丁格方程式:$i{\partial\Psi \over \partial t} + \nabla^2\Psi + g\mid \Psi^\ast\Psi\mid^\kappa \Psi =0$,在 $d$ 空間維度上,對於任意非線性參數 $\$高斯試驗變分波函數用於獲取有關有限時間內爆炸的定性信息,作為 $d$ 和 $\kappa…

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1992-08-01 工作論文 工作論文 #1554

應用分子演化

摘要 過去幾年發展的克隆技術使我們能夠產生大量新的 DNA、RNA、勝肽、多肽和蛋白質序列。其影響範圍從基礎科學——「序列空間」中結構、催化和配體結合能力的分佈(Smith,1970)到實用——新藥、疫苗、催化劑、配體、DNA調控元件、核酶、生物感測器,甚至自我複製生化系統的產生。這些新機會的實際使用依賴於在極大量的完全隨機序列或部分設計和部分隨機序列中進行選擇或篩選的方法。

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1992-08-01 工作論文 工作論文 #1553

讓人工生命發揮作用

摘要 透過基因培育電腦程式的能力是一種相對較新的解決問題的方法。並行處理的最新進展提供了有效執行此類計算的平台。在本文中,我們描述了一種基因優化的人工生命體。這項工作的目標是培育大量人造生物體,它們可以移動損壞的點陣圖影像並糾正發現的任何錯誤。我們將證明基因優化的生命形式可以糾正某些形式錯誤的大多數情況。此外,我們將證明生物體的溝通能力可以提高生物體的適應性。為了有效地執行此任…

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1992-07-01 工作論文 工作論文 #1566

空間選舉中的自適應政黨

摘要 我們發展了一個兩黨空間選舉模型,該模型在三個方面與標準模型不同:政黨關於選民偏好的信息僅限於民意調查,政黨可以是謀求公職的,也可以是意識形態的;並且各方都不是完美的優化器,即,它們被建模為有限理性的自適應參與者。我們採用電腦搜尋演算法對各方的適應性行為進行建模,並顯示三種不同的搜尋演算法會產生相似的結果。我們的研究結果表明,空間投票模型的收斂對於各方智力的變化是穩健的。我…

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1992-07-01 工作論文 工作論文 #1565

經典重力中的辮子

摘要 在 $2+1$ 維度中移動的點質量在時空中繪製出辮子。如果它們在成對電位的影響下移動,可能有哪些辮子類型?透過從所需拓撲的虛構路徑開始,並透過最小化作用來「放鬆」它們,我們探索了 $V \propto r^a$ 形式的勢的辮子類型,從 $\alpha < 2$(所有辮子類型都出現)到 $\alpha = 2$(系統可積)。我們也討論了動力學和演算法的對稱性和穩定性問題。我…

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1992-07-01 工作論文 工作論文 #1564

橫向概括

摘要 在傳統的監督學習中,人們尋找「垂直」模式,將輸入直接連接到輸出。相反,人們可以搜尋「水平」模式,這種模式「跨越」學習集,將學習集的一部分與另一部分連接起來。做到這一點的一種方法是在將學習問題輸入到傳統的泛化器(如反向傳播)之前對其進行預處理。這種預處理技術已經針對輸入空間是一維的情況得到了最充分的解決。在這種情況下,尋找水平模式的「預處理」就是非線性時間序列分析的嵌入過程…

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1992-07-01 工作論文 工作論文 #1563

穩態與分代遺傳演算法:時間複雜度與收斂特性的比較

摘要 遺傳演算法 (GA) 代表了一類強大的搜尋和最佳化技術,其開發類似於遺傳定律和自然選擇。最佳解決方案可以根據某些適應性標準不斷發展,而內部機制則很大程度上保留為黑盒子。對於穩態遺傳演算法,旨在尋找一般遞歸關係的努力失敗了,從而模糊了先前與其他基於代際複製的首選遺傳演算法的比較。對於使用穩態複製的二元遺傳演算法,在三個試驗案例中以封閉形式找到了新的遞歸關係:(1)恆定的平均…

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1992-07-01 工作論文 工作論文 #1562

物質的自編程和原生物組織的演化

摘要 我们提出了一类新颖的形式动力系统,称为自编程或构造性系统。我们相信这些系统形成了益生元和原生物系统中功能自组织的自然模型。我们将使用计算机作为“试管”来跟踪这些系统的动态,特别是研究它们的新兴功能特性。在這種情況下,使用電腦作為模擬實驗室基於兩個基本假設:(i)物理系統(特別是生命系統)的邏輯,例如動力學和功能組織可以用數學來描述,因此可以獨立於承載這些動力學的分子硬體進…

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1992-07-01 工作論文 工作論文 #1561

全域元胞自動機映射的遞歸定義

摘要 提出了一種全域元胞自動機映射的遞歸定義方法。此方法基於全域元胞自動機映射的圖形表示。對於給定的元胞自動機規則,遞歸演算法定義了全域元胞自動機映射隨著格點數量的增加而變化。全域元胞自動機映射的晶格尺寸不變性的證明是從精確遞歸定義的近似導出的。遞歸定義用於計算可達狀態集的分形維數,以及無限格上元胞自動機的固定點集的分形維數。

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1992-07-01 工作論文 工作論文 #1560

論經濟中的學習與適應

摘要 經濟學中假設的標準理論模式是演繹的——它假設人類主體透過邏輯過程從給定問題中完整、一致和明確的前提中得出結論。這在簡單問題中效果很好,但它會超出“問題複雜性邊界”,即超出人類計算能力或不能依賴演繹理性的假設成立。論文利用心理學中的已知知識來論證,超越這個問題的複雜性邊界,人類仍然可以很好地進行推理,但使用的是「歸納」而不是演繹。也就是說,在困難或複雜的決策問題中,人類會從…

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1992-06-01 工作論文 工作論文 #1573

用遺傳演算法尋找多樣化的合作群體

摘要 在典型的應用中,「遺傳演算法」(GA)處理潛在問題解決方案的群體,以演化出指定「最佳化」解決方案的單一群體成員。大多數 GA 分析都集中在這些最佳化應用上。在其他應用中(特別是「學習分類器系統」和某些連結學習系統),遺傳演算法會搜尋共同執行計算任務的「合作」結構群體。本文對此類遺傳演算法問題進行了分析。該分析考慮了一個簡化的基於遺傳學的機器學習系統:免疫系統模型。在這個模…

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1992-06-01 工作論文 工作論文 #1572

利用基因編程進化加勒比海安樂蜥蜴的食物覓食策略

摘要 本文描述了最近開發的遺傳編程範式,該範式透過基因培育一批電腦程式來解決問題。然後,本文逐步展示如何將基因編程應用於生物學中的行為生態學問題,特別是為加勒比「安樂蜥蜴」蜥蜴尋找最佳食物覓食策略的問題的兩個版本。需要對蜥蜴的自適應行為進行模擬,以評估為蜥蜴考慮的每種可能的自適應控制策略。遺傳編程產生的覓食策略接近已知解的一個版本的數學解,並且似乎是該問題的第二版本的解的合理近…

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1992-06-01 工作論文 工作論文 #1571

基本過程的穩態通量-通量相關函數

摘要 我們為由主方程式控制的基本過程系統提供了通量 通量相關函數的簡單推導。給出了通量 通量相關函數的譜密度的一個特別簡單的表達式,該表達式在計算上被證明是有用的。透過幾個與膜電流雜訊相關的例子來說明一般公式。討論了這些公式與Frehland 得到的公式之間的關係。

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1992-06-01 工作論文 工作論文 #1570

互利共生的出現:微分模型在腔腸動物-藻類關聯的應用

摘要 基於服從方程組的族群動力學方法使我們能夠為腔腸動物 藻類共生體等情況建立互利共生的出現條件。該模型的一個中心假設是,宿主生物體能夠透過一些分子識別機制區分不同的入侵生物體,並優先拒絕「利己主義者」而不是「真正的共生體」。較大的拒絕率差異使得互利共生的出現。族群動態的不同吸引子對應於互利共生的出現、「利己」物種的優勢或許多物種的共存。

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1992-06-01 工作論文 工作論文 #1569

邁向更強的建置模組假設:相對建構模組適應性對 GA 效能的影響

摘要 「構建塊」假設指出,當短的、低階的、高度擬合的模式重新組合形成更高度擬合的高階模式時,遺傳演算法就能很好地工作。透過組合構建塊來產生更適合和更適合的部分解決方案的能力被認為是 GA 搜尋能力的主要來源,但 GA 研究界目前缺乏對 GA 搜尋的典型演化過程中模式處理實際如何發生的精確和定量描述。另一個懸而未決的問題是更詳細地描述交叉將成為有效操作者的健身景觀類型。在本文中,…

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1992-06-01 工作論文 工作論文 #1568

T 細胞庫的開發:克隆大小分佈

摘要 $T$ 淋巴細胞庫的開發和維護決定了哪些抗原將引發免疫反應,涉及一個複雜的學習過程,涉及內部迭代和外部(環境)因素。這種動態與數千個幾乎相同的競爭物種的動態沒有什麼不同。本文研究了克隆(物種)種群的分佈、其產生方式以及維持方式。

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1992-06-01 工作論文 工作論文 #1567

所有高斯測度的線性病態問題都被求解

摘要 本文的目的是讓技術文獻中出現的一系列相當令人驚訝的結果引起更廣泛讀者的注意。我們在這裡非正式地描述結果;下面將給出精確的定義和結果。我們的主題是數位計算機上不適定問題的解決方案。這樣的問題最多只能近似解決。如果我們可以計算任何正 $\epsilon$ 的 $\epsilon$ 近似值,我們就說這個問題是「可解的」;如果我們不能計算 $\epsilon$ 近似值,即使對於任…

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1992-05-01 工作論文 工作論文 #1576

免疫網路行為一:從靜止狀態到極限循環振盪

摘要 我們開發了兩個 B 細胞克隆之間獨特型相互作用的模型。該模型考慮了 B 細胞增殖、B 細胞成熟、抗體產生、抗體 抗體複合物的形成和隨後的消除,以及抗體在脾臟和血液之間的再循環。在這裡,我們透過穩定性和分岔分析來研究每個過程如何影響模型的行為。經過適當的無量綱化後,模型由八個常微分方程式和許多參數組成。我們從實驗來源估計參數。使用利用兩個克隆之間相互作用的成對對稱性的坐標系…

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1992-05-01 工作論文 工作論文 #1575

戰略市場博弈中平穩馬可夫均衡的構建

摘要 本文聚焦於一類無限範圍隨機策略市場賽局的基本數學分析。因為存在一個連續的主體,每個主體對價格沒有影響,所以分析接近競爭均衡。然而,值得注意的是,我們提出了一個定義明確的流程模型,對法定貨幣發揮積極作用。所考慮的均衡解更準確地描述為類型對稱非合作均衡,它與競爭均衡一致。

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1992-05-01 工作論文 工作論文 #1574

免疫網路行為二:從振盪到混沌與靜止狀態

摘要 先前在免疫網絡模型中報告了兩種類型的行為。僅涉及 B 細胞的簡單模型的典型行為是涉及多個穩態的穩態行為。有限振幅擾動可能會導致模型在不同平衡之間切換。更現實的模型(涉及 B 細胞和抗體)的典型行為由自主振盪和/或混沌組成。雖然靜止行為導致對獨特型記憶的容易解釋,但振盪行為導致對獨特型記憶的容易解釋,振盪行為似乎與在未免疫動物中獲得的實驗數據更加一致。在這裡,我們研究了兩個…

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1992-04-01 工作論文 工作論文 #1581

詳盡學習的嚴格調查

摘要 回顧了貝葉斯形式主義的擴展版本。我們使用這種形式主義來研究「窮舉學習」場景,該場景首先由 Schwartz 等人提出。這個場景可能是最簡單的監督學習場景。它與 Haussler 等人最近研究的無噪音「吉布斯學習」場景相同,也可以被視為 Tishby 等人工作的零溫度極限。這裡證明了施瓦茲等人的分析中所引用的關鍵「自我復仇」假設。並不適用於窮舉學習的最簡單的、非平凡的實現。…

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1992-04-01 工作論文 工作論文 #1580

實用狀態空間重建的分析方法

摘要 我們研究從時間序列重建狀態空間的三種標準方法:延遲、導數和主成分。我們在小視窗寬度的限制下導出了主成分分析的封閉形式解。該解決方案解釋了延遲、導數和主成分之間的關係,顯示了奇異譜如何隨維度和延遲時間縮放,並解釋了為什麼特徵向量類似於勒讓德多項式。最重要的是,該解決方案使我們能夠得出選擇良好視窗寬度的指南。與先前的建議不同,該指南基於首要原則和簡單的數量。我們認為離散勒讓德…

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1992-04-01 工作論文 工作論文 #1579

機器中的幽靈:無序元胞自動機網路的吸引場盆地

摘要 局部一維元胞自動機(CA)的「吸引場盆地」在「元胞自動機的全局動力學」中提出[1]。本文將研究擴展到「無序 CA 網路」(隨機連線/混合規則),這是一類非常通用的離散動力系統,其中局部 CA 形成一個特殊的子集。提出了一種「通用」直接逆向演算法,用於產生無序 CA 網路的任何全域狀態的「原像」。計算速度比詳盡的測試快許多數量級。這允許建構“瞬態樹”或“分支、吸引力盆地”或…

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1992-04-01 工作論文 工作論文 #1578

經濟學中的自組織臨界性與波動

摘要 總體經濟活動頻繁且大幅的波動可能是由不同經濟部門的許多小的獨立擾動造成的。不需要外源災難性力量來製造大型災難性事件。這種行為在大型互動經濟的「玩具」模型中得到了證明。該模型自組織到臨界狀態,其中經濟活動的波動由穩定的帕累托利維分佈給出。

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1992-04-01 工作論文 工作論文 #1577

將確定性退火重塑為約束優化

摘要 現在有幾種基於平均場理論近似於基礎統計力學公式的平行模擬演算法,用於尋找困難的組合最佳化問題(例如旅行商(TSP))的近似解。這些方法也應用於語音和視覺處理以及自適應學習和聚類演算法等領域。然而,它們都存在一個重大缺點,即需要外部強加的「退火」時間表,類似於模擬退火中使用的時間表。我在本文中表明,任何給定的「確定性」(或「平均場論」)退火演算法都可以以極其自然的方式與約束…

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1992-03-01 工作論文 工作論文 #1586

關於貝葉斯最優泛化器的實現

摘要 平均泛化誤差通常是針對給定的泛化器和給定的訓練集進行估計,然後與同一訓練集上的基準「貝葉斯最優」泛化器的平均泛化誤差進行比較。我們在本文中註意到,貝葉斯最優猜測本身就是一個與平均泛化誤差相關但不同的平均值。然後我們認為,如果一個人純粹對如何進行貝葉斯最優猜測感興趣,那麼最好的策略就是直接專注於定義貝葉斯最優猜測的平均值。貝葉斯最優猜測,然後盡可能準確地估計平均值。我們提出…

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1992-03-01 工作論文 工作論文 #1587

短程自旋玻璃的精確基態、低溫膨脹和有序參數分佈

摘要 提出了一種計算任意維度的短程離散自旋晶格模型的完整基態集的新方法。描述了一種變體,它顯示任何給定能量的全套狀態,從而允許對小尺寸晶格進行低溫計算,不受平衡問題的阻礙。此方法用於計算晶格尺寸最大為 $4^3$ 的三維最近鄰 $\pm J$ 伊辛自旋玻璃在溫度 $T=0$ 下的有序參數分佈。對於類 Ising 模型,基本方法的尺度為 $V2^{V/L}$,其中 $V$ 是晶格…

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1992-03-01 工作論文 工作論文 #1585

「統計力學」監督學習架構與PAC的關係

摘要 本文使用作者最近設計的一種總體監督學習形式來明確展示統計力學監督學習框架與 PAC 之間的密切聯繫。更準確地說,本文表明,從形式主義的角度來看,「窮舉學習」統計力學場景(涉及「吉布斯學習演算法」)和 PAC 的基礎定義中除了其中一個定義之外,其他所有定義都是相同的。兩個框架之間的這種密切關係可以透過多種方式體現出來,例如,兩個框架都匯出涉及 $(1 E)^m$ 的泛化錯誤…

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1992-03-01 工作論文 工作論文 #1584

使用進化神經網路進行常規語言推理

摘要 常規語言推理是使用不斷進化的循環神經網路來研究的,該神經網路的大小可能會因突變而改變。透過一些例子研究了測驗問題的資訊理論性質與學習難度之間的關係。

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1992-03-01 工作論文 工作論文 #1583

元胞自動機的瞬態行為規則 110

摘要 對一維二態三輸入元胞自動機規則 110(最簡單的「混沌邊緣」元胞自動機之一)的瞬態行為進行了數值研究。模擬表明,平均瞬態時間 $T {ave}$ 隨著系統大小 $N 代數增加,T {ave} \sim N^\alpha$,其中 $\alpha \approx 1.08$,並且傳播物體(滑翔機)的密度隨時間衰減到 $n {gl} \sim}

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1992-03-01 工作論文 工作論文 #1582

貝葉斯推理中「證據」和「奧卡姆因素」的嚴格考察

摘要 本文首先回顧了貝葉斯「證據」過程背後的推理,該過程用於設定歸納推理所涉及的機率分佈中的參數。本文進而證明該證據程序是錯誤的。更準確地說,本文證明了證據程序中的假設「並沒有」像所聲稱的那樣「讓數據決定分佈」。相反,這些假設只是用新分佈隱式取代包含自由參數的原始分佈,而新分佈的參數都不是自由的。例如,如 MacKay [1991] 在神經網路中所使用的,證據過程是一種使用訓練…

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1992-02-01 工作論文 工作論文 #1591

RNA二級結構統計

摘要 RNA序列的大集合被折疊成具有最小自由能的二級結構。使用四種核苷酸字母表:兩個二進位字母表,AU和GC,生物物理AUGC和合成GCXK字母表。它們定義了鹼基配對規則,並根據其物理性質定義了鹼基對相互作用的強度。這裡提供的所有數量很大程度上取決於所選的特定字母表。 RNA 二級結構分為結構元件,例如堆疊、環、接頭和自由端。這些元素的統計屬性是針對不同的鍊長度計算的,最高可達…

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1992-02-01 工作論文 工作論文 #1590

電腦化雙重拍賣市場中交易自動機的行為

摘要 本文報告了 1990 年 3 月開始在聖達菲研究所舉行的一系列錦標賽的結果,其中電腦程式在簡化的同步雙向拍賣市場中扮演買家和賣家的角色。我們表明,儘管交易過程具有分散性,且交易者的供需資訊不完整,但異質電腦程式集合的交易價格軌跡通常會收斂到競爭均衡,從而導致分配效率接近 100%。我們也表明,非常簡單的交易策略在這些市場中表現非常有效且穩健。簡單的經驗法則能夠勝過更複雜的…

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1992-02-01 工作論文 工作論文 #1588

討價還價的進化模型

摘要 經典討價還價理論預測,當兩個代理人就如何分配固定蛋糕進行討價還價時,他們的份額將反映他們對協議的替代方案和對風險的厭惡。然而,在實踐中,理性的討價還價者常常依賴統一的慣例,例如劃分五五十。我們提出了一個動力學模型來解釋這個現象。其基本想法是,討價還價者的預期是由過去的討價還價決定的。這種對先例的依賴創造了一個積極的回饋循環,最終將期望推向固定的劃分,然後成為「慣例」解決方…

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1992-02-01 工作論文 工作論文 #1589

三個簡單的實驗遊戲

摘要 下面顯示了十多年來用來說明賽局理論一些基本面向的三個遊戲。它們被標記為遊戲 1(a) 和 (b) 以及遊戲 2,並包含說明。

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1992-01-01 工作論文 工作論文 #1597

免疫學中的數學方法

摘要 免疫系統是一個由分佈在我們體內的細胞和分子組成的複雜系統,可以為我們提供對病原生物的基本防禦。與神經系統一樣,免疫系統執行模式識別任務,學習並保留其所對抗的抗原的記憶。在本章中,我簡要介紹了免疫系統的生物學,並總結了數學在理解其運作方面的一些用途。

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1992-01-01 工作論文 工作論文 #1596

道瓊指數持續上漲的成交量

摘要 本文記錄了大型公司指數的股票收益持久性與交易量之間的新關係。先前關於體積和持久性之間負相關的結果被重複,但發現了第二個效應。持久性與目前體積的變化率直接相關。此外,這種效應對正面結果的影響似乎比對負面回報的影響要強得多。開發並測試了一種自舉技術,該技術可以匹配交易量、回報和波動性之間許多已知的交叉依賴關係。這用於測試之前的結果。最後,使用技術交易規則樣式規格測試來測試旨在…

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1992-01-01 工作論文 工作論文 #1595

麥克斯韋妖、整流器和第二定律:Smoluchowski 活板門的電腦模擬

摘要 受 1912 年 Smoluchowski 想法的啟發,我們對麥克斯韋妖的自動化版本進行了數值模擬。兩個等體積的毒氣室透過一個被活板門覆蓋的開口連接。活板門可以向左打開,但不能向右打開,旨在糾正兩個室之間自然發生的密度波動。我們的結果證實,雖然當外部手段施加大的密度差時,活板門起到整流器的作用,但當它單獨放置時,它無法從分子的熱運動中提取有用的功。

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1992-01-01 工作論文 工作論文 #1594

免疫網絡的生長與補充

摘要 新生兒生命期間免疫系統的發育涉及不同克隆之間的強烈選擇過程。我們研究了這樣的假設:免疫網路在生命早期就進行了所有的選擇。庫選擇至少有兩個過程:克隆擴增和骨髓克隆招募。因為這兩個過程都發生在幾天的時間尺度上,所以我們認為這兩個過程都必須建模。在先前透過數值積分研究的微分方程模型(De Boer & Perelson,1991)中,克隆擴張和招募都存在,但由於計算資源的限制,…

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1992-01-01 工作論文 工作論文 #1593

CD4+ T 細胞的 HIV 感染動態

摘要 HIV 感染有許多令人費解的定量特徵。成人感染愛滋病和發病之間平均有近十年的時間間隔。儘管 T 細胞通常會在體內快速補充,但相當少的 T 細胞感染會導致大量 CD4$^+$ 細胞耗竭。 (只有十分之一的 $10^4$ 或 $10^5$ CD4$^+$ T 細胞處於主動感染狀態,只有十分之一到 1000 個處於潛伏感染狀態)。在這裡,我們檢查了先前開發的 HIV 與 CD4…

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1992-01-01 工作論文 工作論文 #1592

樣本內檢定與泛化誤差的聯繫

摘要 本文證明,僅使用「先驗」推理不可能證明訓練集的再現與訓練集的泛化誤差之間的相關性。因此,在現實世界中使用任何將假設函數擬合到訓練集的泛化器(例如,反向傳播的使用)都隱含地基於對物理宇宙的假設。本文展示如何用兩個向量之間的非歐幾里德內積來表達這個假設,一個向量代表物理宇宙,另一個向量代表泛化器。在得出這一結果的過程中,發展了一種用於解決機器學習問題的新穎形式主義。這種新的形…

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1991-12-01 工作論文 工作論文 #1598

魷魚軸突反應中的確定性預測與混沌

摘要 我們對明顯複雜的魷魚軸突對週期性刺激的反應建立了確定性預測模型。結果提供了證據,表明響應是混沌的(因此部分是可預測的),並且意味著即使在沒有顯式模型的情況下,也可以識別其他類型的噪音資料中的確定性混沌。

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1991-11-01 工作論文 工作論文 #1600

大型公司指數中的交易成本與相關性

摘要 本文提出的結果表明,大公司指數的波動性與自相關之間存在反比關係。有證據表明,指數自相關也與交易量水準有關。然後對各個公司進行測試,結果顯示這種現像很大程度上來自公司間的相關性。然後模擬具有交易成本的簡單模型,看看它們是否可以複製這種現象。

原文
1991-11-01 工作論文 工作論文 #1599

隨機催化反應網絡

摘要 我們研究的網路是複製器(或 Lotka Volterra)方程式的推廣。他們對一組物件類型的動態進行建模,這些物件類型的二元交互作用決定了交互產品的特定類型。我們表明,系統總是將其維度減少到包含所有成員的生產路徑的子集。網路方程式可以在集體層面上根據兩種基本的互動模式進行重寫:複製集和集合之間的循環轉換路徑。儘管該系統包含表現出非常複雜的動力學的眾所周知的情況,但隨機生成…

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1991-09-01 工作論文 工作論文 #1607

混沌與政治:非線性動力學在社會政治議題中的應用

摘要 我們討論了我們對固有非線性現象的理解的最新進展在多大程度上對使用數學模型分析環境和社會政治問題提出了挑戰。特別是,我們證明,即使存在精確定義的數學模型,許多非線性系統中存在的「確定性混沌」也會對我們預測行為的能力造成根本限制。另一方面,混沌理論的結果可以為短期預測提供更準確的方法,即使對於表現完全隨機的系統也是如此。混沌也提供了一種複雜的時間演化的新範式,它具有有限的成長…

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1991-09-01 工作論文 工作論文 #1606

語意和熱力學

摘要 從給定資料推斷模型會導致表示形式的許多不同變化。大多數都是微妙的,被忽視是有利的。儘管如此,任何此類變更都會影響生成模型的語義內容,並最終影響其實用性。模型的語義結構決定了它的元素對於建構和使用它的觀察者意味著什麼。為了理解大規模熱力學系統本身如何承擔建模任務並從句法演化出語義,本文提出了一種基於計算理論的非線性過程建模的建設性方法。它從儀器的微觀層面和單獨的測量進展到建…

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1991-09-01 工作論文 工作論文 #1605

發現非線性空間系統中的相干結構

摘要 基本計算和動力系統理論的綜合導致了一種發現空間系統中的相干結構和量化模式複雜性的建設性方法。這裡回顧的基本技術是根據簡單的非線性空間系統產生的時間和空間資料序列來建立機率自動機。這樣,給定模式的不可預測性和結構分別是透過從模式資料重構的「機器」的熵率和複雜性來測量。輔助說明顯示分析如何給出與空間系統相關的高維狀態空間結構的全局視圖,特別是相干結構相互作用的幾何形狀。不過,…

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1991-09-01 工作論文 工作論文 #1604

知識和意義…混亂和複雜

摘要 模型有什麼用?以下的文章主要從教育學的角度討論測量的語意以及觀察者可以將過程結構的知識運用到何處。為了以盡可能具體的方式做到這一點,它首先回顧了從隨機和混沌過程的時間序列重建機率有限自動機。它研究觀察者對過程狀態的了解的收斂性;假設該過程位於該模型類別中,並且觀察者也使用該模型類別進行內部表示。相位和鎖相的傳統概念已擴展到週期性行為之外,包括確定性混沌過程。然後,根據觀察…

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1991-09-01 工作論文 工作論文 #1603

城市的發展

摘要 最近的經濟成長理論,包括 Romer (1986)、Porter (1989) 和 Jacobs (1969),都強調了技術外溢在促進成長中的作用。由於這種知識溢出在人與人之間的交流更加廣泛的城市中尤其有效,因此不同城市的產業成長數據使我們能夠檢驗其中的一些理論。利用 1956 年至 1987 年間美國 170 個城市大型工業成長的新數據,我們發現地方競爭和城市多樣性(而…

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1991-09-01 工作論文 工作論文 #1602

動態簽名

摘要 我們描述了使用動態系統的時間序列資料輸出來確定有關相流形的資訊的正在進行的工作。純粹根據觀測機率密度的估計,原則上可以決定流形的維數和屬數。我們還展示了實驗證據,表明我們的方法可能對分形吸引子有用,這些分形吸引子具有接近整數的維度,並且可以很好地近似於平滑對象,例如具有邊界或分支流形的平滑流形。我們的方法不使用嵌入,並且不需要維度知識或時間延遲或投影的選擇。

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1991-08-01 工作論文 工作論文 #1616

斯卡查德圖分析中不存在白血球介素 2 時 p55-p75 異二聚體的證據

摘要 白血球介素 2 (IL 2) 的高親和力受體由至少兩條鏈組成,一條以低親和力結合 IL 2 的 p55 鏈,一條以中等親和力結合的 p75 鏈。對於高親和力受體 配體複合物的形成,提出了兩種分子機制:親和力轉換模型提出,高親和力受體是透過逐步結合形成的,其中IL 2首先與p55鏈結合,所得複合物然後與p75鏈結合形成高親和力三元複合物。在預先形成的異二聚體模型中,p55 …

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1991-08-01 工作論文 工作論文 #1615

外匯技術交易規則與製度轉變

摘要 本文使用受技術交易規則啟發的方法對幾個不同的外匯系列進行了測試。基於移動平均線的規則被用作外匯匯率流程的規格測試。模擬了政權轉變和持續趨勢的幾種模型,並將其與實際系列的結果進行了比較。結果表明,這些簡單的模型無法捕捉所研究系列的某些方面。最後,檢驗交易規則結果的經濟意義。將交易規則的報酬分佈與無風險資產的報酬率和美國股市的報酬率進行比較。

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1991-08-01 工作論文 工作論文 #1614

內生非凸狀態轉移規則與週期性政策

摘要 我們在本文中表明,當一個人遵守或違法的微觀決策受到其他潛在違法者態度的影響時,宏觀違法率的動態路徑通常是非凸的。我們也表明,由於這種非凸性,固定執法政策可能以振盪政策為主,這一結果為執法機構短暫的熱情提供了可能的理由。上述結果的進一步意義是,在時間平穩設定下對最優執行的傳統討論(先驗地排除週期性政策)可能會產生誤導。

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1991-08-01 工作論文 工作論文 #1613

遺傳演算法的皇家之路:適應度景觀和 GA 性能

摘要 遺傳演算法 (GA) 在許多人工生命系統中發揮著重要作用,但人們通常很少詳細了解 GA 為何會這樣做,也很少有理論基礎來描述導致 GA 成功表現的適應度景觀類型。在本文中,我們提出了解決這些問題的策略。我們的策略包括定義一組與 GA 特別相關的適應度景觀“特徵”,並透過實驗研究這些特徵的各種配置如何影響 GA 在多個維度上的表現。在本文中,我們非正式地描述了一組最初提出的…

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1991-08-01 工作論文 工作論文 #1612

緩慢複製的愛滋病毒株的免疫逃脫機制

摘要 HIV 株在 T4 細胞中複製的能力差異很大。在愛滋病毒感染的早期和晚期階段觀察到快速複製的菌株,而緩慢複製的菌株歸因於這些菌株逃避免疫反應的能力。然而,這些菌株如何能夠在數年的時間內避免被免疫反應消除尚未得到解釋。最近的實驗表明,HIV 可能選擇性地從受感染的巨噬細胞轉移到對 HIV 抗原具有特異性的 T4 細胞。因此,HIV 可能會優先感染產生保護性免疫反應所必需的 …

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1991-08-01 工作論文 工作論文 #1611

免疫網絡的最新方法

摘要 Jerne (1974) 提出免疫系統具有重要的網路特徵,在許多方面與神經網路相似。本文概述了作者及其同事最近在免疫網絡分析方面採取的一些方法。由於篇幅限制,其他方法被省略,特別是 Coutinho、Stewart 和 Varela 的方法(Stewart 和 Varela,1991;Varela 和 Coutinho,1991)。

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1991-08-01 工作論文 工作論文 #1610

質粒拷貝數控制:準穩態假設的案例研究

摘要 Perelson 和 Brendel (1989) 基於 J. Tomizawa 及其同事的實驗提出了控制質粒拷貝數的動力學模型。本文證明了這些模型分析中提出的準穩態假設(QSSA)是合理的,從而提供了 QSSA 如何為生物動力學分析提供強大而可靠的工具的範例。

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1991-08-01 工作論文 工作論文 #1609

是什麼讓遺傳演算法的問題變得困難?一些異常結果及其解釋

摘要 對於遺傳演算法 (GA) 來說,是什麼讓問題變得簡單或困難?先前關於這個問題的許多工作都研究了 GA 性能與給定適應度函數(當它表示為「沃爾什多項式」時)的結構之間的關係。貝思克、戈德堡等人的工作對這段關係產生了一定的理論結果。在本文中,我們回顧了這些理論結果,然後討論了 Tanese 報告的一些看似異常的實驗結果,這些結果涉及 GA 在 Walsh 多項式子類上的性能,…

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1991-08-01 工作論文 工作論文 #1608

慣例的演變

摘要 考慮一個 $n$ 人的遊戲,該遊戲由不同的代理重複玩。在每個時期,$n$ 玩家是從大量有限的人群中隨機抽取的。每個玩家都會根據其他玩家過去所做的事情的資訊樣本來選擇最佳策略。抽樣定義了一個隨機過程,對於包括協調博弈和共同興趣博弈在內的一大類博弈,該隨機過程幾乎肯定會收斂到純策略納許均衡。這種平衡可以被解釋為「傳統」的遊戲方式。此外,如果玩家有時會進行嘗試或犯錯,那麼社會偶…

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1991-07-01 工作論文 工作論文 #1620

非編碼 DNA 序列中的長程相關性與部分 1/f 譜

摘要 互資訊函數是符號序列相關函數的替代方法,並且針對主要包含內含子片段(不編碼蛋白質的片段)的人類 DNA 序列計算「符號譜」。觀察到該序列的互資訊函數衰減非常緩慢,且相關長度極長(至少800個鹼基)。序列在極低頻率下的符號譜可以用 $1/f^\alpha$ 來近似,其中 $f$ 是頻率,$\alpha$ 的範圍是 0.5 到 0.85。這表明序列中重複模式的存在是觀察到的長…

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1991-07-01 工作論文 工作論文 #1619

f2n 場論中的拓樸扭結:變分法

摘要 $\delta$ 展開式和線性 $\delta$ 展開式是分析擾動技術,使人們能夠找到非線性問題的近似解析解。這些擴展,加上新的變分策略的增強,通常已經可以產生出色的結果。我們在本文中使用這些技術研究了標量場論中的靜態扭結 $V[\phi ] = {1 \over 2m^2 \phi^2 + g\phi^{2n}}$。我們發現兩種方法中的最低階變分近似與精確答案之間非常一…

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1991-07-01 工作論文 工作論文 #1618

混沌 and 確定性的 versus 隨機 非線性 Modeling

摘要 引入了一種探索性技術,用於研究非週期時間序列中的不規則性有多少是由於低維混沌動力學(而不是隨機或高維動力學)造成的。非線性模型是用可變平滑參數建構的,該參數在一個極端定義非線性確定性模型,在另一個極端定義線性隨機模型。作為平滑參數函數的短期預測的準確性揭示了生成時間序列的潛在動態的許多資訊。該技術應用於各種實驗和自然發生的時間序列數據,並將結果與維度計算進行比較。

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1991-07-01 工作論文 工作論文 #1617

重組動力學和適應度景觀

摘要 研究了在不同的主基因選擇條件下選擇性中性重組修飾劑的演化。在有限群體中進行模擬研究,其中表型是根據二十個基因的基因型相加計算的。適應度被視為表型的函數,我們表明,當函數非常鋸齒狀時,低重組具有很強的優勢。當函數平滑並且屬於破壞性選擇類型時,在有限群體和非常大的群體中都可能有利於高重組。在兩個基因座破壞性選擇的確定性數值研究中,顯示重組的演化取決於所選基因座的初始頻率、選擇…

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1991-05-01 工作論文 工作論文 #1625

資訊壓縮與資訊傳染

摘要 對於潛在購買者來說,新產品可能會帶來相當大的不確定性。當幾種新產品幾乎同時上市時,這種不確定性所帶來的問題會變得更加複雜,這些新產品都是為相同的通用目的而設計的。潛在購買者可以透過詢問以前的購買者對他們購買和隨後使用的產品的體驗來增加有關競爭產品的公開資訊。這將資訊回饋引入產品爭奪市場份額的過程中。本文透過一個模型探討了這種回饋在確定這一過程中出現的市場結構方面可能產生的…

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1991-05-01 工作論文 工作論文 #1624

遺傳演算法在 Walsh 多項式上的表現:一些異常結果及其解釋

摘要 在本文中,我們討論了 Tanese 報告的一些看似異常的結果,涉及遺傳演算法 (GA) 在沃爾什多項式子類上的表現。 Tanese 發現 GA 對這些函數的最佳化效果很差,將單一大群體劃分為多個較小的獨立群體似乎可以提高效能,而爬山法在最佳化這些函數方面優於 GA 的原始形式和分區形式。我們從實驗和理論上重新審視這些結果,並提出和評估一些解釋。此外,我們還研究了衡量遺傳演…

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1991-05-01 工作論文 工作論文 #1623

輸入輸出系統建模的動力系統方法

摘要 在實際應用的推動下,我們將自主動力系統非線性建模的理論結果推廣到輸入輸出系統。假設驅動系統的輸入以及輸出都被觀察到。假設將輸入與輸出耦合的基本動態是確定性的。我們給出了輸入輸出系統的混沌定義,並發展了狀態空間重建和建模的理論架構。研究發現,自主確定性系統的大多數結果都可以推廣到經過一些修改的輸入輸出系統,即使輸入是隨機的。

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1991-05-01 工作論文 工作論文 #1622

非線性 Forecasting, 混沌 and 統計學

摘要 許多自然和實驗時間序列是由相干的低維動力學和隨機的高維度動力學相結合生成的。一個著名的例子是太陽黑子時間序列。在本文的第一部分中,使用非線性預測演算法來嘗試識別非週期時間序列中的不規則性有多少是由於低維混沌而不是高維度噪音造成的。該演算法應用於透過耦合二極體、流體湍流和火焰動力學實驗產生的時間序列,並與維度計算進行比較。本文的第二部分回顧了有關此類預測演算法在存在噪音的情…

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1991-05-01 工作論文 工作論文 #1621

經濟理論中的人工自適應代理

摘要 經濟分析在很大程度上迴避了經濟主體在面對一個永遠新穎且不斷發展的世界時如何做出選擇的問題。因此,從技術創新到遊戲中的策略學習等領域都存在著經濟學非常感興趣的突出問題。儘管這些問題很重要,但情況確實如此,因為標準工具和正式模型不適用於回答此類問題。然而,基於電腦的建模技術以及稱為機器學習的人工智慧子學科的最新進展提供了新的可能性。人工自適應代理(AAA)可以被定義,並且可以…

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1991-04-01 工作論文 工作論文 #1627

複雜性科學與“秩序的起源”

摘要 一門新的科學,複雜性科學,正在誕生。這門科學大膽地承諾在即將到來的世紀改變生物科學和社會科學。我自己的書《秩序的起源:進化中的自組織與選擇》(1)最多只是這轉變中的一個部分。我對馬喬裡·格林在科學哲學會議上組織一次討論「起源」的會議感到非常榮幸,同樣高興迪克·布里安、鮑勃·理查森和羅布·佩奇閱讀了手稿並進行了仔細的思考。在本文中,我將描述這本書的特點,但更重要的是,將其置…

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1991-04-01 工作論文 工作論文 #1626

生物發生演化模型中自催化網路的功能自組織

摘要 我們提出了考夫曼提出並由法默、考夫曼和帕卡德開始的自催化化學反應網絡研究的延續。自催化反應網絡被定義為聚合物之間的一組可逆連接反應。所有反應均由至少一種聚合物催化,該聚合物也作為反應物參與網絡中。此模型的動機是生命起源問題,特別是從無生命(自然發生)到生命(生物發生)的轉變。這種轉變被建模為來自自發生成的分子世界的聚合物的自組織。我們對該模型進行了一些重大擴展,包括對與網…

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1991-03-01 工作論文 工作論文 #1631

雜訊存在下的狀態空間重建

摘要 塔肯斯定理表明,在沒有雜訊的情況下,可以從標量時間序列重建多維狀態空間。然而,該定理對於重建良好狀態空間的實際考慮幾乎沒有提供指導。我們擴展了 Takens 的處理方法,應用統計方法來納入觀測雜訊和估計誤差的影響。我們定義合併觀測雜訊和估計誤差的影響。我們定義了“失真矩陣”,它與給定一系列噪聲測量的狀態的條件協方差成正比,以及“噪聲放大”,它與理想模型的均方根時間序列預測…

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1991-03-01 工作論文 工作論文 #1630

隨機文字呈現類似齊普夫定律的詞頻分佈

摘要 結果表明,隨機生成文本的詞頻分佈與在英語等自然語言中觀察到的齊普夫定律非常相似。單字的出現頻率幾乎是其等級的逆冪律函數,而該逆冪律的指數非常接近1,這很大程度上是由於單字長度到其等級的變換,將指數函數延伸為冪律函數。

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1991-03-01 工作論文 工作論文 #1629

賭博問題和隨機賽局的近似定理

摘要 如果支付函數是乘積空間 $X\times X \times \ldots$ 的閉子集 $C$(開子集 0)的指示符,則具有可數狀態空間 $X$ 和有限動作集的兩人零和隨機博弈已知具有值 $V(C) (V(0))$。此處顯示,如果支付函數是 $X \times X \times \ldots$ 的 Borel 子集 $E$ 的指標,則遊戲具有價值,當且僅當對於每個 $\ep…

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1991-03-01 工作論文 工作論文 #1628

The 聖塔菲研究所

摘要 聖達菲研究所致力於研究複雜系統,包括它們與它們背後的簡單定律的關係,但強調複雜系統本身的行為。我們的工作涉及數學家、電腦科學家、物理學家、化學家、分子生物學家、免疫學家、演化生物學家、生態學家、心理學家、經濟學家、人類學家、考古學家、語言學家和歷史學家等的合作!

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1991-02-01 工作論文 工作論文 #1638

非線性科學統計推斷的一些理論:擴展版本

摘要 本文展示如何估計標準誤差,以測量激發自由度的數量(相關維度)、資訊創建率的測量(柯爾莫哥洛夫熵的代理)以及不穩定性的測量。這些措施是由非線性科學和混沌理論所推動的。主要的分析方法是混合過程U統計量的中心極限理論。本文朝著非線性科學和混沌理論中的形式假設檢定邁出了一步。

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1991-02-01 工作論文 工作論文 #1637

鄰近基因的局部交互作用所產生的對崎嶇景觀的適應

摘要 適應度景觀是透過基本元胞自動機 (CA) 的 20 次迭代創建表型來構建的,其中基因型確定 CA 的初始狀態,並在迭代到確定適應度的指定目標字串後 CA 的按位一致性。景觀根據生成景觀的 CA 規則的規則類別(Li Packard 分類)以及景觀本身的幾個全域度量進行分類。遺傳演算法(GA)模擬了對這些景觀的適應。由 3 類(局部混沌)CA 規則產生的景觀具有非常罕見的局…

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1991-02-01 工作論文 工作論文 #1636

元胞自動機的吸引子盆地肖像

摘要 局部時空結構,例如領域和介入的位錯,主導著廣泛的元胞自動機(CA)行為。對於這種空間擴展的動力學,引入規則域、鄰近區域和吸引子作為組織原則來識別吸引子、盆地和分離的離散類似物:用於對耗散連續狀態動力系統進行分類的結構。我們描述了非線性基本 CA 規則 18 的吸引子盆地肖像,其全局動態很大程度上由單一規則吸引域決定。後者的盆地根據與粒子湮滅相關的子盆地和門戶結構進行了分析…

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1991-02-01 工作論文 工作論文 #1635

動態外部性、多重均衡與成長

摘要 在本文中,我考慮了具有生產和單一商品的 OLG 模型。我表明,在這樣的環境中,如果整體技術屬於通常的規模收益不變類型,則人均收入的無限增長是不可能的。這並不是因為長期資本存量生產力不足,而是因為世代收入分配不當,導致年輕儲戶無力購買現有資本存量。

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1991-02-01 工作論文 工作論文 #1634

論理性信念的結構與多樣性

摘要 期望和機率信念的形成在順序均衡和其他動態均衡的形成中發揮了核心作用。經濟學或博弈論中「理性」預期的具體說明要求代理人擁有有關經濟或博弈的基本結構的非凡資訊和知識。通常很難想像代理人是如何擁有這些資訊和知識的。最近對這個問題的回應是製定動態學習過程,旨在展示智能體在製定信念時如何學習他們所知道的內容。問題是這項研究並沒有解決最初的問題。在沒有對最近的努力結果進行全面調查的情…

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1991-02-01 工作論文 工作論文 #1633

個體行為穩定次優性的實驗

摘要 在我們最近的幾個實驗中(Herrnstein、Prelec 和 Vaughan,1986),受試者所做的選擇支持這樣一種觀點,即選擇有時或總是受到不一定最大化效用的原則的支配,因為受試者自己會計算其效用。換句話說,他們的行為是非理性的,而且他們的非理性似乎是系統性的、有動機的,而不僅僅是粗心或錯誤的行為。

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1991-02-01 工作論文 工作論文 #1632

非線性薛丁格方程的變分逼近

摘要 我們分析研究非線性薛丁格方程族 (NLSE) $i\partial\psi / \partial t + \partial^2\phi / \partial x^2 + g\mid {\overline \psi}\psi \mid^{\kappa} \psi =0$ 非線性參數 $\kappa$ 的任意變值,使用基於擾動策略的兩種不同影響力的變化波動式 兩種不同能量(D…

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1991-01-01 工作論文 工作論文 #1646

透過複製和突變生成非平凡的長程相關性和 1/f 譜

摘要 本文的目標是從產生核酸序列的動態過程的知識中理解核酸序列的統計特徵。一方面,透過具有複製和突變的簡單序列操作動力學產生的限制序列的互資訊函數被數值計算(有時是解析計算)。結果表明,延伸或複製可以輕鬆產生長程相關性。這些長程相關性可能會因不同序列操作模型中不同程度的突變而被破壞。另一方面,確定了幾種人類核酸序列的互資訊函數。據觀察,內含子序列(非編碼序列)往往比外顯子序列(…

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1991-01-01 工作論文 工作論文 #1645

演化動力學可以解釋實驗中的搭便車行為嗎?

摘要 搭便車實驗產生了許多反常的結果,這些結果無法用公共財的標準納許均衡模型來解釋。本文在演化博弈論的脈絡下研究了這些實驗。該方法透過自適應學習演算法對代理的決策過程進行建模。此演算法「加強」表現相對較好的策略,「削弱」表現相對較差的策略。此模型產生的預測與實驗產生的預測驚人相似。因此,演化博弈論可能提供一種方法來理解對公共物品貢獻的異常觀察。

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1991-01-01 工作論文 工作論文 #1644

自適應人工智慧代理的拍賣

摘要 儘管關於拍賣的理論文獻非常活躍,但人們對真實拍賣中競標者的實際行為知之甚少。部分原因是科學家無法觀察投標者的價值觀或策略。當透過實驗導出數值時,受試者通常無法制定納許均衡出價。本文沒有使用人類受試者,而是透過使用自適應學習的人工智慧代理來檢查代理學習投標策略的能力。我們研究第一價格共同價值拍賣,以及具有附屬和獨立私人價值的第一和第二價格拍賣。我們發現人工智慧和人類之間有許…

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1991-01-01 工作論文 工作論文 #1642

簡單的技術交易規則和股票報酬的隨機特性

摘要 本文利用很長的數據系列(1897 年至 1986 年的道瓊斯指數)測試了兩種最簡單、最受歡迎的交易規則——移動平均線和交易區間突破。透過使用引導技術,標準統計分析得以擴展。總的來說,我們的結果為所探索的技術策略提供了強有力的支持。從買入(賣出)訊號獲得的報酬與三種流行的零模型不一致:隨機遊走、AR(1) 和 GARCH M。始終如一,買進訊號比賣出訊號產生更高的報酬。此外…

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1991-01-01 工作論文 工作論文 #1643

場論中所使用的一些變分策略的比較

摘要 最近,兩種變分策略已應用於量子場論的標準和線性增量展開。這些策略都提高了擴展的準確性,具有這樣的屬性:對於大 $N$ 的 $N$ 自相互作用場,透過變分策略改進的最低階 $\delta$ 擴展給出了精確的大 $N$ 結果。在本文中,我們在超對稱量子力學的背景下研究了改進的 delta 展開式在 $\delta$ 中以大階計算時的數值精度,並將其與大 $N$ 展開式的精度進…

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1991-01-01 工作論文 工作論文 #1641

非局域元胞自動機現象學

摘要 具有非局部连接的动力系统在经济和生物系统中具有潜在的应用。本文研究非局部元胞自动机的动力学。特别是,所有二态三输入非局部元胞自动机都是根据从随机初始配置和随机布线开始的动态行为进行分类的。使用平均场参数化来研究规则空间,这比之前使用的“lambda 参数化”有所改进。引入了“鲁棒”通用计算的概念,涉及系统在初始条件随机设置的情况下进行通用计算的能力。有人認為,由於非本地連…

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1991-01-01 工作論文 工作論文 #1640

摘要 討論了通常用於從資料序列重建吸引子的嵌入方法的數學公式

摘要 討論了通常用於從資料序列重建吸引子的嵌入方法的數學公式。嵌入定理是基於 H. Whitney 和 F. Takens 之前的工作,是針對歐幾里德空間 $R^k$ 的緊子集 $A$ 建立的。如果$n$是大於$A$的盒子計數維度兩倍的整數,則從普遍意義上來說,從$R^k$到$R^n$的幾乎每個映射都是$A$上的一對一,而且是$A$中包含的平滑流形上的嵌入。如果 $A$ 是典型…

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1991-01-01 工作論文 工作論文 #1639

從事件相關的多電極腦電圖資料重建吸引子

摘要 我們結合了 Karhuuen Loeve 分解和非線性動力系統理論的方法來描述來自植入兔子嗅球表面的 88 個電極陣列的訊號的時空混沌。我們提出了幾種新方法來分析和量化不規則時間序列數組中複雜性的空間和時間模式。

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1674

經濟環境中的遺傳演算法學習

摘要 本文研究了經濟主體使用遺傳演算法來了解其環境並了解其目標函數的模型。透過電腦模擬分析,本文的主要結果是:對於競爭性企業必須在觀察市場上單一商品的價格之前做出生產決策的模型,演算法收斂到的價格和數量的值對應於理性預期均衡。所有企業對於生產和銷售量的信念都趨於一致,如果市場價格已知,該值就等於最優數量。對於貨幣存量恆定的重疊世代模型(其中,主體決定在其生命的第一階段消費多少單…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1673

演算法化學:功能自組織模型

摘要 我們推測,自適應系統的特徵是自引用循環,其中組合物件編碼作用於這些物件的函數。提出了該循環的模型。它使用簡單而強大的遞歸語言將字串映射到以符號方式操作字串的演算法中。演算法(即函數)之間的交互作用可以在語言中以自然的方式定義。研究了在各種條件下相互作用的固定大小的函數集合的行為。 「功能氣體」或「圖靈氣體」演化出相當複雜的合作相互作用模式。觀察到這種模式在擾動的影響下進行…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1672

崎嶇地形上的進化行走

摘要 免疫反應過程中抗體分子的快速演化使免疫系統能夠有效地應對幾乎無限種的挑戰。为了研究这种反应,我们开发并分析了生物系统中分子进化的理论。分子可以表示為 $N$ 個「字母」序列,每個字母都選自大小為 $a$ 的「字母表」;對於蛋白質分子,字母表由二十個氨基酸組成,而對於核酸,字母表由四個鹼基對組成。这些$a^N$可能性一起形成了一个序列空间$S$。我們假設可以為 $S$ 中的…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1671

蛋白質 演化 of Rugged 景觀s

摘要 我們分析了蛋白質演化的數學模型,其中演化過程被視為在隨機適應度景觀上爬山。在研究此類景觀的結構時,我們注意到存在大量局部最優,並且我們計算突變變化的時間和數量,直到蛋白質陷入局部最優。這種爬山過程可能是抗體分子透過體細胞超突變演化的基礎。

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1670

免疫 網絡 Theory

摘要 獨特型網絡的理論發展是由 Jerne (1974a) 所發起的。在一篇評論中,Jerne (1974b) 試圖將網路提案以數學術語表達。在詳細描述傑恩和更現代的努力之前,值得記住傑恩對這項努力所說的話。 「雖然這項任務對免疫學家來說是一個挑戰,但我懷疑有些人寧願放棄這種雄心勃勃的、目前不切實際的練習,以思考他們所謂的真正的實驗事實。對於這些人,我要回答說,只要免疫反應的定…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1669

聯結主義的羅塞塔石碑

摘要 連接主義一詞通常應用於神經網路。然而,還有許多其他模型在數學上相似,包括分類器系統、免疫網絡、自催化化學反應網絡等。鑑於這種相似性,擴大聯結主義一詞是適當的。我將聯結主義模型定義為具有兩個屬性的動態系統:(1)在任何給定時間變數之間的交互作用都明確地限制在有限的連結清單中。 (2) 連接是流動的,因為它們的連接強度和/或模式會隨著時間而改變。本文回顧了上面列出的四個例子,…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1668

人工生命:即將到來的演化

摘要 在五十到一百年內,可能會出現一類新的生物體。這些生物體將是人造的,因為它們最初是由人類設計的。然而,它們會繁殖,並會進化成不同於最初形態的東西。根據任何合理的定義,他們都將是「活著的」。這些有機體將以與當代生物有機體根本不同的方式進化,因為它們的繁殖將至少部分受到意識控制,從而賦予其拉馬克成分。因此,進化變化的速度將會非常快。人造生命的出現將是人類出現以來最重大的歷史事件…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1666

模仿人類學習的學習演算法

摘要 本文探討了校準學習演算法以匹配人類代理在一般多選擇環境中學習的方式和速率的想法。它開發了一種參數化隨機學習演算法,分析其動態,並根據心理學實驗的人類學習數據校準其參數。由此產生的校準演算法似乎在很大程度上複製了人類的學習行為。因此,它可以用來用代表「實際」人類行為的「校準代理」來取代適當的新古典模型中理想化的、完全理性的代理。本文討論了使用該演算法在正常形式階段博弈和更一…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1667

非局域量子資訊的最優檢測

摘要 兩個量子系統在不同地點製備相同。觀察者的任務是確定他們的狀態。一個簡單的例子表明,一對馮諾依曼類型的正交投影不如在兩個量子系統之間交替的一系列非正交機率算子測量有效。然而,我們能夠設計的最有效的一組“本地”操作無法在兩個系統上一起執行單一的“非本地”測量。

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1665

混沌邊緣的共同演化:耦合適應度景觀、平衡狀態與共同演化雪崩

摘要 我們引入了一個更廣泛的框架來研究基於崎嶇健身景觀的 NK 類統計模型的共同演化的各個方面。在這些模型中,基因型中每個 $N$ 基因的適應度貢獻上位取決於 $K$ 個其他基因。增加上位交互作用增加了健身景觀的崎嶇多峰特徵。在最低層次上,協同演化被認為是景觀的耦合,這樣一個玩家的適應性動作就會改變其直接夥伴的景觀。在這些模型中,我們能夠調整景觀的崎嶇程度、任意兩個景觀的相互耦…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1664

聖塔菲研究所「邁向永續人類社會之路」會議發言摘要

摘要 1990 年 5 月 21 日至 23 日,聖達菲研究所在聖達菲召開了一次會議,目的是進一步確定塑造和維持現代人類社會的極其複雜的系統的各個組成部分並對其重要性進行排序。會議由喬治·A·考恩 (George A. Cowan) 和默里·蓋爾曼 (Murray Gell Mann) 共同主持。 SFI 正在考慮一項正在進行的研究計劃,該計劃旨在探討在下世紀實現可持續人類社會…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1663

反鐵磁費米液體理論在YBa2 Cu3 O6.63核磁共振實驗的應用

摘要 YBa$ 2$Cu$ 3$O$ {6.63}$ 材料的核磁共振實驗為 A. Millis、H. Monien 和 D. Pines 提出的自旋 自旋相關函數的反鐵磁費米液體模型提供了重要的測試。我們表明,他們的理論提供了與 Takakawa 等人的 NMR 實驗的定量擬合,參數由實驗確定。關於 Cu(2)、O(2,3) 核以及 Alloul 等人的研究。在 YBa$ 2$…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1662

反鐵磁費米液體理論在La1.85 Sr0.15 CuO4核磁共振實驗的應用

摘要 Kitaoka 等人對 La$ {1.85}$Sr$ {0.15}$CuO$ 4$ 進行的 NMR 實驗。和今井等人。使用 Millis、Monein 和 Pines 的現象學反鐵磁費米理論進行了分析,並將結果與先前為 YBa$ 2$Cu$ 2$O$ 7$ 和 YBa$ 2$Cu$ 3$O$ {6.63}$ 獲得的結果進行了比較。單組分模型具有與先前發現的 YBa$ 2$…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1661

大小和連接性作為發展中的免疫網絡的新興屬性

摘要 新生兒生命期間免疫系統的發育涉及不同克隆之間的強烈選擇過程。免疫系統在遺傳上能夠產生比實際庫中表現的更多樣化的淋巴細胞受體。透過模型,我們研究了免疫網路在生命早期進行功能選擇的假設。我們開發了一個模型網絡,其中可能有數百個 B 細胞克隆在刺激後增殖並產生抗體。刺激被視為透過受體交聯發生,並透過對數鐘形劑量反應函數進行建模。透過分泌遊離抗體,如果 B 細胞克隆的受體形狀互補…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1660

無分區的博弈論及其在推測與共識中的應用

摘要 決策論和博弈論得到擴展,允許資訊處理錯誤。然後,無論所有行動(意見)都是常識,還是可能不是常識,這種擴展理論都可以用來重新審視市場投機和共識。資訊處理的五個公理被證明對於推測和共識特別重要。它們被稱為非妄想、知道你知道、嵌套、平衡和積極平衡。我們證明,每個智能體資訊處理錯誤不被欺騙是必要且充分的,並且(1)平衡,以便智能體不能同意不同意見,(2)積極平衡,以便他們在投機時…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1659

果蠅分割:預模式層次結構的超級電腦模擬

摘要 在三個空間座標和時間中模擬反應擴散系統的兩層次結構中的自發預模式形成,模擬間隙基因和初級配對規則基因表現。該模型基於第二類圖靈系統的思想,其中一個預模式為後續反應擴散系統產生位置相關的速率常數。母體基因被認為負責從前端和後端建立梯度,其中之一需要穩定雙週期預模式,該雙週期預模式建議作為間隙基因讀出的基礎。由此產生的雙週期模式反過來又穩定了層次結構中的下一個預模式,該預模式…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1658

隨機語法:生物、神經和社會科學中功能整合和轉換的一類新模型

摘要 在研究複雜系統的適應能力時出現的普遍問題在於理解整合這些系統的「功能」和「動態」秩序。大腸桿菌「了解」它的世界。大量的分子訊號在細菌與其環境(包括其他微生物和高等生物)之間傳遞。進入細菌的訊號被利用到其新陳代謝和內部轉化,這樣,通常情況下,細胞就能維持自身、複製並將其有組織的過程傳遞到歷史中。同樣,大腸桿菌菌落也會整合其行為。穩定生態系統的有機體形成一種功能,而每個有機體…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1657

永續發展世界的願景

摘要 1990 年 5 月在新墨西哥州聖達菲舉行的關於「永續世界」計畫主題的會議上的介紹性演講。這次會議是一系列致力於探討聖塔菲研究所、世界資源研究所、布魯金斯學會、J.D. 和 C.T. 是否以及如何實現永續發展的系列會議之一。麥克阿瑟基金會以及世界各地的其他組織和個人可以為更好地理解人類面臨的核心和最複雜的問題做出貢獻,即實現這個星球上的可持續​​存在。

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1656

自催化反應網絡的突變

摘要 引入了一類描述催化和模板誘導的複製和突變的動力學方程式。這個 ODE 最一般的形式被分成兩個向量場,一個複製場和一個突變場。突變場被認為是複製方程式的擾動。擾動展開式是突變參數中的泰勒級數。一階、二階和更高階貢獻是透過傳統的 Raleigh Schrödiger 方法計算的。根據流動拓樸預測集中空間的物理有意義部分的邊界上的休息點和極限環位置的定性變化。拓樸分析的結果總結…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1655

朗之萬方程式的新穎微擾展開

摘要 我們討論隨機驅動系統 $dx/dt = W(x) + f(t)$,其中 $f(t)$ 是高斯隨機函數或攪拌力,$ = 2 $\delta$(t t')$,$W(x)$ 的形式為 $gx^{1+2\delta}$。參數 $\delta$ 是方程式非線性的度量。我們展示如何得到 $\delta$ 中冪級數形式的相關函數 $ f$。我們在 $\delta$ 展開式中獲得了三個項…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1654

互資訊函數與相關函數

摘要 本文研究了互資訊在符號序列中的一種應用:互資訊函數$M(d)$。此函數與較常用的相關函數$1(d)$進行比較。 $M(d)$ 和 $1(d)$ 之間的精確關係是針對二元序列得出的。對於具有兩個以上符號的序列,不存在這種一般關係;特別是,$1(d)=0$ 可能會也可能不會導致 $M(d) = 0$。針對三元序列研究了由一定距離分隔的符號之間的這種線性但非一般的獨立性。還包括…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1653

馬可夫鍊和正規語言的複雜性和熵之間的關係

摘要 透過使用兩個半無限塊之間的互資訊作為複雜性的度量,分析確定了一步二狀態馬可夫鏈以及幾種常規語言的複雜性和度量熵之間的關係。類似的過程應該適用於具有短程相關性的其他序列。也討論了塊熵向極限直線的收斂速度;如果收斂速度太慢,則從有限尺寸數值計算的複雜度可能與在無限尺寸限制下導出的複雜度有很大不同。

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1652

獨特型網路中的在地化記憶

摘要 本文研究了透過刺激獨特型網絡交互作用維持免疫記憶的條件。這篇論文的靈感來自 (De Boer & Hogeweg, 1989b, Bull Math. Biol. 51, 381 408.) 的工作,該工作聲稱由於網絡內的滲透,獨特型記憶是不可能的。在這裡,我們使用先前的模型和允許分析的更簡單的模型(Weisbuch, 1990, J. Theor. Biol. 143,…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1651

免疫系統一維與二維形狀空間模型中的圖案形成

摘要 我們使用形狀空間形式主義來分析免疫網路的大規模模型。在這種形式中,假設 B 細胞上的免疫球蛋白受體可以透過其獨特的部分或獨特型來表徵,這些獨特的部分或獨特型具有可以在小的有限維度的空間中表示的形狀。假定兩個受體僅當其獨特型態的形狀互補時才會相互作用。我們透過使用歐幾裡得度量來對此進行建模,並假設只要形狀在空間 空間中的座標具有相反的符號,它們就會相互作用。交互作用的範圍由…

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1650

道瓊每日價格缺少 1/f 譜

摘要 計算每日道瓊斯平均指數的功率譜(原始系列和去趨勢系列)。光譜的形式為 1/f omega,其中 omega 接近 2 而非 1。也研究了介於指數函數和冪律函數之間的每日價格變化的分佈。根據一定的標準,這結果顯示股市活動可能不屬於「關鍵」。

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1649

元胞自動機規則空間中的轉移現象

摘要 我們根據各種統計測量定義了元胞自動機(CA)行為的幾個定性類別,並描述了所有元胞自動機的空間是如何組織的。當元胞自動機的規則表中的條目發生變化時,定性行為可能會發生突然變化。這些突變具有平滑動力系統中的分岔特徵,或統計力學系統中的相變特徵。最複雜的 CA 規則表現出二階轉換的許多特徵。

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1648

格子上的經濟生活:一些博弈論結果

摘要 本文明確地認識到地方結構對經濟體系全球特性的重要性。它模擬了代理與附近代理有很強的連接,但與遠處的代理有弱連接的情況。我們透過關注晶格上存在的代理的博弈論相互作用來分析這些情況。我們推導出不同類型的納許均衡可以存在的條件,並找出這些均衡的結構。

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1990-01-01 工作論文 工作論文 #1647

膨脹修正系統:空間 1/f 譜模型

摘要 本文提出,當兩個過程相互競爭時,一個過程傾向於產生長程相關性,而另一個過程則傾向於破壞長程相關性,限制物件由許多長度尺度組成。特別是,它可能具有冪律相關函數和空間 1/f 譜。這種競爭性開放動態過程的基本特徵是由「膨脹 修改系統」模型捕獲的,該模型首先在參考文獻中提出。 [24]。這裡討論了系統的許多詳細屬性,包括數值屬性和分析屬性。也討論了所提出的冪律相關函數機制對星系…

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1989-10-01 工作論文 工作論文 #1676

自然語言文本的互資訊函數

摘要 互資訊函數 $M(d)$ 是用來偵測符號序列中相關性的量,應用於自然語言文字。對於一些正在分析的英語和德語文本,字母序列和字母類型序列的 $M(d)$ 在較短距離處表現出近似的逆冪律函數,指數接近 3。 $M(d)$ 的衰減太快,無法導致 $1/f$ 功率譜。由於無限尺寸效應,相同的逆冪律函數是否延伸到短距離之外還沒有定論。也包括有關正式語言和自然語言中其他縮放現象的各種…

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1989-10-01 工作論文 工作論文 #1675

「矽谷」區位集群:收益遞增何時意味著壟斷?

摘要 有時有人認為,收益遞增的存在意味著多種可能的產品或技術中的一種產品或技術必須主宰市場。本文在工業區位的背景下探討了這個論點。它建立了一個產業區位模型,在該模型中,企業在區域之間進行選擇會受到集聚經濟的吸引,因為這些區域中存在其他企業,並且由於企業異質性且以隨機順序進入該行業,因此出現了「歷史偶然」。它提出這樣的問題:集聚經濟何時會導致「矽谷」──一個壟斷產業的單一主導地區…

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1989-01-01 工作論文 工作論文 #1681

重複囚徒困境中自動機的協同演化

摘要 在完美和不完美資訊條件下研究了重複囚徒困境博弈中策略的協同演化。玩家需要以有限自動機的形式提交策略才能參與遊戲。透過應用電腦科學中遺傳演算法研究的最新進展,得出了明確的環境和選擇過程。利用這個框架,研究了不完全資訊對合作發展和策略選擇的影響。對出現的策略進行分類並分析其性能。分析結果表明,資訊條件導致不斷變化的策略環境之間出現顯著差異。此外,他們認為通用方法可能具有更廣泛…

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1989-01-01 工作論文 工作論文 #1680

溝通、可計算性和共同興趣遊戲

摘要 本文發展了單次典範遊戲中的賽前溝通理論。該理論建立在玩家是圖靈機或某些等效計算設備的假設之上。遊戲前階段的無限無成本通信在傳達有關遊戲第二階段玩家行為的信息方面的有效性正是通過將玩家視為計算設備這一事實而成為可能的。訊息揭示了有關玩家一般推理、資訊處理能力和習慣的信息,從而揭示了他們在遊戲第二階段的行動。本文提出的傳播理論被證明可以解決任何共同利益博弈中的協調問題(均衡選…

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1989-01-01 工作論文 工作論文 #1679

經濟動態中的非線性

摘要 在本文中,我調查了最近對非線性經濟動力學的各種貢獻。簡要研究了動態平衡的一些理論模型,以指出可能導致內生振盪和混亂的各種經濟因素。然後,我繼續說明一類為檢測實驗時間序列中的非線性現象而設計的統計方法。我首先說明這類測試背後的基本直覺,然後再報告一些與其漸近分佈特性相關的嚴格結果。本文總結了一些關於在經濟時間序列研究中使用正李雅普諾夫指數的猜想,更一般地說,關於該經濟學領域…

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1989-01-01 工作論文 工作論文 #1677

分類器系統的動態行為

摘要 分類器系統越來越多地應用於經濟現象的分析。這些應用包括自適應學習模型、人工經濟的創建以及經濟網絡的發展。描述了一種用於研究分類器系統動態行為的方法。此方法很有用,因為目前缺乏描述分類器系統各個組件之間相互作用的分析結果。在分類器系統和等效動態系統(布林網路)之間定義映射。此映射提供了一種透過觀察布林網路的動態行為來理解和預測分類器系統行為的方法。本文報告了該方法產生的初步…

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