10、信息存储与转移：从理论到应用

信息存储与转移：从理论到应用

在研究复杂系统时，信息存储和信息转移是两个核心概念。它们在各种系统中发挥着关键作用，如细胞自动机、生物系统和物理系统等。下面将详细探讨信息存储和信息转移的相关内容。

信息存储

• 局部过剩熵与域壁 ：域壁的局部过剩熵分布包含正值和负值。与滑翔机的结果类似，这些负值在域壁上的定位不如 a(i, n, k) 那样明确。当域壁在 k 步内多次改变方向，但平均而言相对静止时，会出现 e(i, n, k = 8) 的强正值。这是因为在细胞自动机（CA）中，域壁相遇在先前域壁移动的轨迹中比其他地方更有可能发生，这与滑翔机创建新信息存储以及静止闪烁器存储信息的情况类似。
• 局部时间熵率突出移动粒子 ：规则 54、110、φpar 和 18 的局部时间熵率分布 hμ(i, n, k) 分别显示在图 3.4d、3.5d、3.6d 和 3.9d 中。这些局部时间熵率分布是移动涌现结构的有用时空滤波器，因为它们突出了每个系统中的所有移动粒子。实际上，这些分布与局部主动信息存储的负值分布非常相似，这并不奇怪，因为 hμ(i, n, k) 和 a(i, n, k) 在方程 (3.28) 中是互补的。当 a(i, n, k) 为负时，hμ(i, n, k) 必须为强正值，因为在这些例子中，局部单细胞熵 h(i, n) 平均接近 1 比特。也就是说，当信息存储 a(i, n, k) 对细胞的下一个状态提供错误信息时，根据其过去历史，下一个状态存在高不确定性 hμ(i, n, k)。同样，hμ(i, n, k) 只突出移动粒子，因为像闪烁器这样的静止相干元素是信息存储实体，根据过去，其下一个状态