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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。
! f4 o' W; d% Q% q2 \+ b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?
1 C8 _3 T# a: Q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
. x! }9 U& U) @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9 Y! Y2 m2 B/ f- n( u& r
0 1 0
0 h! A+ v# k" i: Z: |0 0 1 =A0 {, E) C9 A/ m: {0 i
1 0 07 V! C5 w/ u; l% W
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。: I4 y; E& I! \* p8 O2 l; p8 g4 t5 Z; k
; B; Y/ D/ ], h5 h0 w& o/ D3 h/ P# y
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:
0 [% }" l2 n% m, A3 `3 B* W1)利用随机数生成初始分子状态坐标+ f, S6 t% X* {3 L W2 q% f
2)随意移动一个分子到一个新的随机坐标
N" W$ h6 i V; d; @5 J4 { T3)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)
u7 g, H$ n" U9 ?. z4)重复以上过程,直到总能量基本不变 D# W- k( J B Z2 B
2 f5 L1 D) j* E4 RMC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。
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