非高斯噪声驱动的双奇异随机系统的熵流与熵产生

研究了一类受非高斯噪声驱动的双奇异随机系统,应用路径积分法和变换的方法得到了该系统对应的Fokker-Plank方程,并结合Shannon信息熵的定义给出了此类系统的熵流与熵产生随时间演化的表达式,分析了非平衡约束下所引入的系统耗散参数、奇异性强度参数、噪声相关时间和噪声偏离参数对熵流与熵产生的影响. 关键词： 信息熵 熵流与熵产生 非高斯噪声 双奇异随机系统     

色噪声驱动的双奇异随机系统随时间演化的熵变化率上界

通过变换的方法讨论了一类高斯色噪声驱动的双奇异随机系统所对应的Fokker-Planck方程, 并结合Shannon信息熵的定义及Schwartz不等式原理给出了经变换后该系统随时间演化的熵变化率上界的精确表达式. 分析了奇异性强度参数、噪声相关时间与耗散参数对熵变化率上界的显著影响.     

非高斯噪声激励下FHN神经元系统的定态概率密度与平均首次穿越时间

研究了非高斯噪声激励下的FHN神经元系统,应用路径积分法和统一色噪声近似得到系统的定态概率密度函数和平均首次穿越时间表达式.发现了加性噪声强度Q能够诱导非平衡相变的产生,乘性噪声强度D、偏离参数p及关联时间τ₀均不能诱导非平衡相变发生;非高斯噪声的存在缩短了细胞神经元系统静息态和激发态之间的转化时间,有利于神经元信息的传递. 关键词： FHN神经元系统 非高斯噪声 定态概率密度 平均首次穿越时间     

熵产生率公式及其应用

导出了6N维和6维相空间的熵产生率，即熵增加定律的一个统计公式：P=kD(Δ_{qθ)²，即熵产生率P等于扩散系数D、离开平衡率θ的空间梯度平方的平均值与Boltzm ann常数k 三者之乘积.指明非平衡系统的宏观熵产生是由其微观状态数密度在空间随机地不均匀离开 平衡引起的.作为公式的应用,研究了气体自由膨胀、布朗运动及固体变形和断裂三个非平衡 态课题，给出了它们的熵产生及其一次和二次时间变化率，得到了不可逆过程的系统内对应 的微观结构变化是不均匀的推论.进而导 关键词： 熵产生率 微观状态数密度 离开平衡率 随机扩散}     

关联高斯与非高斯噪声激励的FHN神经元系统的稳态分析

本文主要研究了关联乘性非高斯噪声和加性高斯白噪声共同激励的FHN(Fitz Hugh-Nagumo)神经元系统.利用路径积分法和统一色噪声近似,推导出该系统的定态概率密度函数表达式.通过研究发现,乘性噪声强度D、加性噪声强度Q、噪声自关联时间τ以及互关联系数λ均可以诱导系统产生非平衡相变现象,而非高斯参数q却不可以诱导系统产生非平衡相变现象.此外,我们还发现参数D和λ的增大有利于神经元系统从激发态向静息态转换,Q和τ的增大有利于神经元系统从静息态向激发态转换,q的增大会使得神经元系统停留在静息态的概率增加.     

负P表示非经典光场的Wehrl熵和Shannon熵

研究了负P表示非经典光场的Wehrl熵和Shannon熵与场参数m和平均光子数(-n)的关系,结果显示,负P表示的非经典光场的Wehrl熵随着场参数m和平均光子数的增大而减小,当(-n)增大到一定程度时Wehrl熵趋向于一个不变的常数.用数值计算的方法研究了负P表示光场的Shannon熵与平均光子数(-n)的关系,结果表明,Shannon熵随着场参数m和平均光子数(-n)的增大而增大.同时发现,Wehrl熵随光场总噪声的增大而减小,Shannon熵随力学量起伏的减小而减小.     

异构混合相关熵有源噪声控制算法

近几年兴起的基于最大相关熵准则的FxMCC(filtered-x maximum correntropy criterion)算法在有源噪声控制(active noise control, ANC)系统中取得了良好的降噪性能。然而,已有的FxMCC算法仅使用了单一的高斯核,算法在强脉冲噪声环境下降噪能力严重退化,且算法对核宽参数极敏感,不合适的核宽会降低算法降噪性能。为了弥补FxMCC算法的不足,本文引入异构混合相关熵,使用由高斯核和拉普拉斯核组成的混合核作为代价函数,推导了基于异构混合相关熵的FxMCC-MK(FxMCC-mixture kernels)算法。本文进一步分析了所提算法的收敛条件和稳定性,并与已有的算法进行了计算复杂度比较。仿真结果表明,在标准对称α稳定分布(symmetric α-stable, SαS)脉冲噪声和真实噪声录音的有源噪声控制中,相比于已有的相关熵算法,本文提出的FxMCC-MK算法具有更低的核宽参数敏感度,更强的鲁棒性和更快追踪能力。     

信息熵、玻尔兹曼熵以及克劳修斯熵之间的关系--兼论玻尔兹曼熵和克劳修斯熵是否等价

论述了信息熵、玻尔兹曼熵以及克劳修斯熵之间的关系;由不涉及具体系统的方法从玻尔兹曼关系、信息熵推导出了克劳修斯熵的表达式;指出玻尔兹曼熵与克劳修斯熵不是等价关系,而是玻尔兹曼熵包含克劳修斯熵,信息熵又包含玻尔兹曼熵。     

双光子连续频率变量纠缠熵

介绍了连续频率变量系统中纠缠熵的计算方法。根据这种方法我们计算了自发参量下转换产生的具有高斯型频谱形式的双光子态的纠缠熵,证实了纠缠熵的大小和泵浦光带宽(σp)与下转换光带宽(σ)之比有关的直观分析.     

非高斯噪声驱动下一维双稳系统的逻辑操作

本文以成功率作为逻辑随机共振的测度, 主要研究了非高斯噪声激励下一维双稳系统的逻辑随机共振现象, 并用平均首次通过时间的方法对此现象的机理进行了解释. 研究结果表明: 只有在适当的噪声强度带或关联时间带上, 成功率才会达到共振峰值. 通过对系统参数进行优化, 提高了系统实现逻辑操作的可靠性. 关键词： 逻辑随机共振 一维双稳系统 非高斯噪声 平均首次通过时间     

Time Dependence of Entropy Flux and Entropy Production of a Dissipative Dynamical System Driven by Non-Gaussian Noise

A stochastic dissipative dynamical system driven by non-Gaussian noise is investigated. A general approximate Fokker-Planck equation of the system is derived through a path-integral approach. Based on the definition of Shannon＇s information entropy, the exact time dependence of entropy flux and entropy production of the system is calculated both in the absence and in the presence of non-equilibrium constraint. The present calculation can be used to interpret the interplay of the dissipative constant and non-Gaussian noise on the entropy flux and entropy production.     

Information entropy of a dynamical system driven by quasimonochromatic noise

This paper shows the Fokker-Planck equation of a dynamical system driven by quasimonochromatic noise. Based on the Fokker-Planck equation and the definition of Shannon's information entropy, the exact time dependence of entropy flux and entropy production for the system is calculated. The relationship between the properties of quasimonochromatic noise and dissipative parameter and their effects on entropy flux and entropy production are discussed.     

Time evolution of information entropy for a stochastic system with double singularities driven by quasimonochromatic noise

<正>This paper deals with the time evolution of information entropy for a stochastic system with double singularities driven by quasimonochromatic noise.The dimension of the Fokker-Planck equation is reduced by the linear transformation. The exact expression of the time dependence of information entropy is obtained based on the definition of Shannon’s information entropy.The relationships between the properties of dissipative parameters,system singularity strength parameter,quasimonochromatic noise,and their effects on information entropy are discussed.     

Upper bound for the time derivative of entropy for a stochastic dynamical system with double singularities driven by non-Gaussian noise

A stochastic dynamical system with double singularities driven by non-Gaussian noise is investigated. The Fokker--Plank equation of the system is obtained through the path-integral approach and the method of transformation. Based on the definition of Shannon's information entropy and the Schwartz inequality principle, the upper bound for the time derivative of entropy is calculated both in the absence and in the presence of non-equilibrium constraint. The present calculations can be used to interpret the effects of the system dissipative parameter, the system singularity strength parameter, the noise correlation time and the noise deviation parameter on the upper bound.     

Time dependence of entropy flux and entropy production for a dynamical system driven by noises with coloured cross-correlation

This paper shows the Fokker--Planck equation of a dynamical system driven by coloured cross-correlated white noises in the absence and presence of a small external force. Based on the Fokker--Planck equation and the definition of Shannon's information entropy, the time dependence of entropy flux and entropy production can be calculated. The present results can be used to explain the extremal behaviour of time dependence of entropy flux and entropy production in view of the dissipative parameter γ of the system, coloured cross-correlation time \tau and coloured cross-correlation strength \la.     

准单色噪声驱动的耗散动力系统的信息熵演化

准单色噪声是一类所谓真正有色的噪声.本文对准单色噪声驱动的耗散动力系统的信息熵演化进行研究,文中首先运用线性变换的方法给出了所研究系统的Fokker-Planck方程,然后结合Shannon信息熵定义推导了该系统随时间演化信息熵的精确表达式,最后分析了系统耗散参数和准单色噪声对系统信息熵的显著影响.     

Two alternative methods for solving ion transport equation with anisotropic approximation

By means of two alternative methods namely, the maximum entropy and Chapman-Enskog, flux limited approach the ion transport equation for slowing-down problem of low-energy light ions in solid has been solved explicitly. Maximum entropy technique yields approximate solutions in the form of locally Maxwellian distribution function, based on moments expansion truncated upon entropy maximization.The behavior of the approximate maximum entropy and the flux limited solutions have the same tendency. Knowing the distribution function obtained by flux limited approach, allows us to calculate directly the path length distributions of backscattered ions, and compared with that found by other theories such as Laplace-transform and double Legendre polynomial approximation. One can see that the flux limited approach is better than the previous method namely, (DPN) Laplace-transform.The results reported in this article provide further evidence of the usefulness of both maximum entropy and flux limited for obtaining the solution of ion transport equation in compact form.     

非平衡统计信息理论

阐述了以表述信息演化规律的信息（熵）演化方程为核心的非平 衡统计信息理论.推导出了 Shannon信息（熵）的非线性演化方程，引入了统计物理信息并 推导出了它的非线性演化方程.这两种信息（熵）演化方程一致表明：统计信息（熵）密度 随时间的变化率是由其在坐标空间（和态变量空间）的漂移、扩散和减损（产生）三者引起 的.由此方程出发，给出了统计信息减损率和统计熵产生率的简明公式、漂移信息流和扩散 信息流的表达式，证明了非平衡系统内的统计信息减损（或增加）率等于它的统计熵产生（ 或减少）率、信息扩散与信息减损同时 关键词： 统计信息（熵）演化方程 统计信息减损率 统计熵产 生率 信息（熵）流 信息（熵）扩散 动态互信息