马尔科夫过程 切除了大脑的白鼠在若干个洞穴间的蹿动 辛钦(1894-1959〕的话来说,就是承认客观世界中有这样一种现象,其未来

来源: marketreflections 2011-03-12 15:32:03 [] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 次 (5878 bytes)
回答: 哈密顿系统的辛几何算法冯康marketreflections2011-03-11 15:43:54

什么是随机过程

在当代科学与社会的广阔天地里,人们都可以看到一种叫作随机过程的数学模型:从银河亮度的起伏到星系空间的物质分布、从分子的布朗运动到原子的蜕变过程,从化学反应动力学到电话通讯理论、从谣言的传播到传染病的流行、从市场预测到密码破译,随机过程理论及其应用几乎无所不在。人类历史上第一个从理论上提出并加以研究的过程模型是马尔科夫链,它是马尔科夫对概率论乃至人类思想发展作出的又一伟大贡献。

什么是马尔科夫随机过程和马尔科夫链

一言以蔽之:马尔科夫过程,是指下一个时间点的指只与当前值有关系,与以前没有关系,即未来决定于现在而不是过去。

用一个通俗的比喻来形容,一只被切除了大脑的白鼠在若干个洞穴间的蹿动就构成一个马尔科夫链。因为这只白鼠已没有了记忆,瞬间而生的念头决定了它从一个洞穴蹿到另一个洞穴;当其所在位置确定时,它下一步蹿往何处与它以往经过的路径无关。这一模型的哲学意义是十分明显的,用前苏联数学家辛钦(1894-1959〕的话来说,就是承认客观世界中有这样一种现象,其未来由现在决定的程度,使得我们关于过去的知识丝毫不影响这种决定性。这种在已知 “现在”的条件下,“未来”与“过去”彼此独立的特性就被称为马尔科夫性,具有这种性质的随机过程就叫做马尔科夫过程,其最原始的模型就是马尔科夫链。

换个说法:马尔科夫随机过程是一类随机过程

马尔科夫随机过程是一类随机过程。它的原始模型马尔可夫链,由俄国数学家A.A.马尔可夫于1907年提出。该过程具有如下特性:在已知目前状态 (现在)的条件下,它未来的演变 (将来)不依赖于它以往的演变 ( 过去 ) 。 例如森林中动物头数的变化构成——马尔可夫过程。在现实世界中,有很多过程都是马尔可夫过程,如液体中微粒所作的布朗运动、传染病受感染的人数、车站的候车人数等,都可视为马尔可夫过程。关于该过程的研究,1931年A.H.柯尔莫哥洛夫在《概率论的解析方法》一文中首先将微分方程等分析的方法用于这类过程,奠定了马尔可夫过程的理论基础。1951年前后,伊藤清建立的随机微分方程的理论,为马尔可夫过程的研究开辟了新的道路。1954年前后,W.费勒将半群方法引入马尔可夫过程的研究。流形上的马尔可夫过程、马尔可夫向量场等都是正待深入研究的领域。

  类重要的随机过程,它的原始模型马尔可夫链,由俄国数学家Α.Α.马尔可夫于1907年提出。人们在实际中常遇到具有下述特性的随机过程:在已知它目前的状态(现在)的条件下,它未来的演变(将来)不依赖于它以往的演变(过去)。这种已知“现在”的条件下,“将来”与“过去”独立的特性称为马尔可夫性,具有这种性质的随机过程叫做马尔可夫过程。荷花池中一只青蛙的跳跃是马尔可夫过程的一个形象化的例子。青蛙依照它瞬间或起的念头从一片荷叶上跳到另一片荷叶上,因为青蛙是没有记忆的,当现在所处的位置已知时,它下一步跳往何处和它以往走过的路径无关。如果将荷叶编号并用X0,X1,X2,…分别表示青蛙最初处的荷叶号码及第一次、第二次、……跳跃后所处的荷叶号码,那么{Xn,n≥0} 就是马尔可夫过程。液体中微粒所作的布朗运动,传染病受感染的人数,原子核中一自由电子在电子层中的跳跃,人口增长过程等等都可视为马尔可夫过程。还有些过程(例如某些遗传过程)在一定条件下可以用马尔可夫过程来近似。

什么是马尔科夫随机场

马尔可夫随机场(Markov Random Field)包含两层意思。

马尔可夫性质:它指的是一个随机变量序列按时间先后关系依次排开的时候,第N+1时刻的分布特性,与N时刻以前的随机变量的取值无关。拿天气来打个比方。如果我们假定天气是马尔可夫的,其意思就是我们假设今天的天气仅仅与昨天的天气存在概率上的关联,而与前天及前天以前的天气没有关系。其它如传染病和谣言的传播规律,就是马尔可夫的。

随机场:当给每一个位置中按照某种分布随机赋予相空间的一个值之后,其全体就叫做随机场。我们不妨拿种地来打个比方。其中有两个概念:位置(site),相空间(phase space)。“位置”好比是一亩亩农田;“相空间”好比是种的各种庄稼。我们可以给不同的地种上不同的庄稼,这就好比给随机场的每个“位置”,赋予相空间里不同的值。所以,俗气点说,随机场就是在哪块地里种什么庄稼的事情。

马尔可夫随机场:拿种地打比方,如果任何一块地里种的庄稼的种类仅仅与它邻近的地里种的庄稼的种类有关,与其它地方的庄稼的种类无关,那么这些地里种的庄稼的集合,就是一个马尔可夫随机场。

参考:马儿科夫过程 http://baike.baidu.com/view/163499.htm

随机过程 之马尔科夫过程的理解 http://i.eol.cn/blog_read.php?topicid=408237

马儿科夫随机场 http://www.hudong.com/wiki/%E9%A9%AC%E5%B0%94%E7%A7%91%E5%A4%AB%E9%9A%8F%E6%9C%BA%E5%9C%BA#3

场景知觉 http://baike.baidu.com/view/2724100.htm

 

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