Duality between predictability and reconstructability in complex systems
Notice bibliographique
Résumé
Predicting the evolution of a large system of units using its structure of interaction is a fundamental problem in complex system theory. And so is the problem of reconstructing the structure of interaction from temporal observations. Here, we find an intricate relationship between predictability and reconstructability using an information-theoretical point of view. We use the mutual information between a random graph and a stochastic process evolving on this random graph to quantify their codependence. Then, we show how the uncertainty coefficients, which are intimately related to that mutual information, quantify our ability to reconstruct a graph from an observed time series, and our ability to predict the evolution of a process from the structure of its interactions. We provide analytical calculations of the uncertainty coefficients for many different systems, including continuous deterministic systems, and describe a numerical procedure when exact calculations are intractable. Interestingly, we find that predictability and reconstructability, even though closely connected by the mutual information, can behave differently, even in a dual manner. We prove how such duality universally emerges when changing the number of steps in the process. Finally, we provide evidence that predictability-reconstruction dualities may exist in dynamical processes on real networks close to criticality.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,036 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,005 |
| Communication savante | 0,002 | 0,006 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».