Non-isolated systems have diverse coupling relations with the external environment. These relations generate complex thermodynamics and information transmission between the system and its environment. The framework depicted in the current research attempts to glance at the critical role of the internal orders inside the non-isolated system in shaping the information thermodynamics coupling. We characterize the coupling as a generalized encoding process, where the system acts as an information thermodynamics encoder to encode the external information based on thermodynamics. We formalize the encoding process in the context of the nonequilibrium second law of thermodynamics, revealing an intrinsic difference in information thermodynamics characteristics between information thermodynamics encoders with and without internal correlations. During the information encoding process of an external source $\mathsf{Y}$, specific sub-systems in an encoder $\mathsf{X}$ with internal correlations can exceed the information thermodynamics bound on $\left(\mathsf{X},\mathsf{Y}\right)$ and encode more information than system $\mathsf{X}$ works as a whole. We computationally verify this theoretical finding in an Ising model with a random external field and a neural data set of the human brain during visual perception and recognition. Our analysis demonstrates that the stronger internal correlation inside these systems implies a higher possibility for specific sub-systems to encode more information than the global one. These findings may suggest a new perspective in studying information thermodynamics in diverse physical and biological systems.


翻译:非孤立的系统与外部环境有着多种多样的连接关系。 这些关系在系统及其环境之间产生了复杂的热动力学和信息传输。 当前研究中描述的框架试图观察非孤立的系统中内部秩序在塑造信息热动力学联动方面的关键作用。 我们把这种联动描述为一种通用编码过程, 该系统作为基于热动力学的信息系统编码器, 以编码外部信息。 我们正式确定在热动力学的无正比第二定律背景下的编码过程, 揭示信息中热动力学特性的内在差异。 在外部源的信息编码过程中 $\ maths{Y} 美元, 特定子系统中特定的子系统作为基于热动力学的信息, 可以超过由 $\ left(math{X} 和\ mathfright) 系统连接的信息, 显示与内部热动力学的内在动力学特性之间的内在差异。 在一个信息编码过程中,我们内部的模型系统 和大脑内部的直观值分析 显示一个更强烈的内脏 。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
【硬核书】矩阵代数基础,248页pdf
专知会员服务
84+阅读 · 2021年12月9日
【干货书】机器人元素Elements of Robotics ,311页pdf
专知会员服务
34+阅读 · 2021年4月16日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
28+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
【泡泡一分钟】3D物体的特征编码变种
泡泡机器人SLAM
4+阅读 · 2019年1月1日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
6+阅读 · 2019年3月19日
Arxiv
6+阅读 · 2018年11月1日
Arxiv
5+阅读 · 2018年5月28日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
【泡泡一分钟】3D物体的特征编码变种
泡泡机器人SLAM
4+阅读 · 2019年1月1日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员