复杂系统中的因果涌现研究综述

摘要

聚焦复杂系统：就涌现、因果以及因果涌现进行了定量描述；阐述了因果与涌现的联系；系统梳理了基于粗粒化和信息分解2种定量刻画因果涌现的方法，以及基于信息分解和神经信息压缩2种因果涌现辨识方法；详细介绍了各方法的基本原理、优缺点，以及相关应用等.基于粗粒化方法定义了因果涌现框架，其可应用于离散动力系统；利用信息分解方法求解时结果会依赖冗余信息；基于信息分解所提出的指标可识别数据中的因果涌现，且找到一个充分条件；基于数据驱动的神经信息压缩方法可扩展并应用于连续动力系统，并可自动提取不同层级的粗粒化函数，以及构建不同层级的动力学，还可识别不同类型动力学系统的因果涌现；改进现有方法并用于识别更为复杂的系统与学习自动化分组，解决通用动力学大模型等问题.

关键词

复杂系统 / 因果涌现 / 有效信息 / 粗粒化 / 信息分解 / 神经信息压缩

基金资助

国家自然科学基金资助项目（61673070）