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升级   30.53% TA的每日心情 | 开心 2015-4-14 18:58 |
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签到天数: 4 天 [LV.2]偶尔看看I
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首先,你需了解蒙特卡洛(MC)的发源:马尔科夫链和与之相关的概率转移矩阵。- h/ l. Z1 @+ q$ V% p
举一个简单的例子,一家钢琴店老板,他发现他前一个星期卖了1架钢琴,后一个星期就会卖2架,如果前一个星期卖了2架,后一个星期就会卖出0架,如果前一个星期卖出0架,后一个星期就会卖出1架,请问老板平均每星期进多少架钢琴比较合理?* ]$ i7 W8 w4 }8 C+ a
这里很明显看出0——>1——>2——>0这样变化的构建的矩阵就是这样的' V6 ]4 k9 `1 s- N% r5 ]# B
3维矩阵,每个维度和经度表示0、1、2这三种状态,按顺序来,矩阵内的值表示从维度的状态转移到经度的状态的概率
' N& N- N' Y% ^. ?! j8 N% q# i0 1 01 |. z' Y( c- M- C2 L
0 0 1 =A
7 c/ O' ?. b: s( }: h/ p& M! z# T1 0 02 G% X" y- S: E l# q, p" ~
A矩阵不停的自乘,如果发现n次后,A矩阵怎么自乘都不会变了,说明他是收敛的,这个问题就有解,把那个矩阵乘以状态向量就是合理的钢琴数。如果怎么乘都不收敛,那这个问题就是无解的。
2 ]2 E- _. C& R! P! D% T$ w W, _
; Z/ U1 g- Y/ [+ K: q现在有一些分子摆在那里,让你预测分子最有可能的状态,也就是能量最稳定的状态。N个分子自由度是3N+2,而分子在空间中可能的坐标是无限的,所以你根本不可能构建出概率转移矩阵,得到数学上的确定解。所以MC方法来了,他保证分子状态转移的每一步都像能量稳定的状态跳跃。步骤是:8 z. v' V; p% e$ Z, L; \# A6 e# _
1)利用随机数生成初始分子状态坐标! W# G+ e7 a7 N! o
2)随意移动一个分子到一个新的随机坐标' M8 h- \' C" ]. l
3)看新旧坐标的能量变化,判断要不要跳到新坐标(这里的接受概率函数比较复杂,不细说)
$ W, O, E( _& |; T: p2 q4)重复以上过程,直到总能量基本不变9 n( l0 ?. Y, @9 O: D5 j* C) {
8 ?& @' l e+ Q# `$ f! a, k. F
MC方法演变出一系列方法,比如模拟退火,都是在其基础上的加强,都是寻找系统最优解的方法。关键是,这个最有解数学上是找不到的。过程都一样,就是接受概率函数和状态表达方法不一样而已。8 N1 l, B$ s8 I5 i7 m1 K2 G9 s; Z4 i
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