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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。
1 ^9 Y( K9 s5 A% z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?6 E( E3 \3 r R9 z% d2 M! |
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
- s% Z' Z: Y- ^0 H3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
' y" b+ n2 g7 a/ Y8 H& T0 1 0: l+ v! Z4 K5 K8 ^, {% c
0 0 1 =A
$ f1 X* L9 r% z+ N1 G+ n1 0 0) l9 ?+ A* y4 l- ^% i- @
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 b# C; v# y: `. n" K& L0 L: a
) N2 l/ ]+ W7 U" }6 l$ Y! U [0 O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:
& K+ P" M# N6 u3 \2 g1)利用随机数生成初始分子状态坐标
% C9 e X$ T/ z1 B! Z7 z/ B; z7 X2)随意移动一个分子到一个新的随机坐标
& d0 w% ~+ ?4 X- u1 K3)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)
* s3 f) L2 D' Y) [' T7 y: a6 ^4)重复以上过程,直到总能量基本不变
- R$ g4 X0 o1 h2 h Y
. Q/ [& S- B5 ^9 f/ [* b" FMC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。
. D4 M6 \0 a$ o1 y3 c5 X2 L8 w |
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