非线性科学 > 适应性与自组织系统
[提交于 2025年7月1日
]
标题: 赫布物理网络:一种基于局部物理定律的自组织计算架构
标题: Hebbian Physics Networks: A Self-Organizing Computational Architecture Based on Local Physical Laws
摘要: 传统物理中的机器学习方法依赖于全局优化,这限制了可解释性并需要外部强制物理约束。 我们引入了赫布物理网络(HPN),这是一种自组织计算框架,其中学习通过由守恒定律违反驱动的局部赫布更新产生。 基于非平衡热力学并受到普里戈金耗散结构理论的启发, HPN 通过将物理定律直接编码到系统局部动力学中,消除了对全局损失函数的需求。 残差——连续性、动量或能量中的量化不平衡——作为热力学信号,通过广义赫布可塑性驱动权重适应。 我们在不可压缩流体流动和连续扩散上展示了这种方法,其中物理一致结构从随机初始条件中无监督地出现。 HPN 将计算重新构想为一种由残差驱动的热力学过程,为建模复杂动力系统提供了一种可解释、可扩展且物理基础的替代方案。
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