滞留在没有时钟的荒岛上?阅读此

科学家发现了一组数学方程式,这些方程式描述了如何使用任何随机事件序列,无论时间表或规律性如何来估计时间。这些发现对于滞留在荒岛上的个人很有用,研究人员试图发现量子,电子和[…]

来源:宇宙杂志

科学家发现了一组数学方程式,这些方程式描述了如何使用任何随机事件序列,无论时间表或规律性如何来估计时间。

这些发现对于没有手表的人而滞留在荒岛上的个体很有用,研究人员试图发现量子,电子和生物分子系统中纳米级时钟的极限。

“我们的目标是找出建立时钟所需的最低成分,”英国伦敦国王学院物理学系的Mark Mitchison博士说。

“例如,即使滞留在荒岛上,您仍然可以精确地测量时间吗?我们发现了方程式告诉您如何通过计算周围的随机事件来创建“时钟”,例如在岸上或您的心跳上的波浪。”

(a)成功的烹饪(除其他重要任务)需要根据观察者的事件记录来构建准确而精确的时间估计器。随机(随机)现象可用于此目的,但具有不同程度的频率,规律性和相互依赖性。 (b)研究的重点是由主方程在𝑑状态的离散网络上描述的马尔可夫跳跃过程,其中𝑝𝜎是在状态𝜎中找到系统的概率,𝑅𝜇⁢𝜎是跳跃𝜎→𝜇→𝜇→𝜇的速率,而γ𝜎是来自𝜎的逃逸率。缺乏时钟的观察者可能会记录系统访问的状态的随机序列,𝝈 = 𝜎0→𝜎1→⋯。对于序列中观察到的每个状态,渐近最佳的时间估计器是平均停留时间γ -1𝜎的总和。学分:Prech等2025,物理评论X(CC By 4.0)
物理评论X CC由4.0

许多物理和生物过程通过随机的“跳跃”进行,这些过程以不规则的间隔发生。

如果每个跳跃仅取决于上一个,那么事件的顺序可以通过称为“古典马尔可夫跳跃过程”的一般数学模型来描述。

“因此,如果您找到一个不遵循预期模式的系统,则可以确定还有其他事情正在发生。”