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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。
; K) y$ ?. E& c# n* u6 A4 @8 w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?" o1 s' x, w7 P1 Z% [4 v
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
) a+ C0 m3 O" K6 E6 v; P8 R8 z k* W3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- Z/ f+ G! T& `: z$ \/ V
0 1 0* N; F; Z: W# R( Y# X/ j7 F# e
0 0 1 =A$ V* E* T% D7 u& B
1 0 0+ e2 s' L2 Q h* X. P2 M
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。6 K% |* ]8 N" d5 a, p! J
' d5 l C) C( _$ ?! G
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:+ p7 Y& q( Z6 T) u. t- Y2 j/ d
1)利用随机数生成初始分子状态坐标9 i/ z3 l. O, l7 l5 _ W
2)随意移动一个分子到一个新的随机坐标( \! e# b* t6 V! ^8 M# E
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)
; T% i5 J. ?* G" U( d$ \6 l% l3 K4)重复以上过程,直到总能量基本不变' {6 _; p* `( A# k3 f; F4 M
& O' R# M: h; i6 l
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。
/ r. @0 ~4 m" K( i& j, K c) b( m |
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