如何通俗地解释马尔科夫链?
的有关信息介绍如下:
我用物理中最常用的“二能级”系统来说明:
如下图所示,系统由一个粒子和两个可占据的能级 组成。
很自然的,粒子可以在两个能级间转移,包括:停留在 ,从 ,停留在 ,从 这4种情况。定量来描述的话,就是要知道这4种情况的概率是多少,即:
显然有, ,但 一般不等于 。
给定了这四个数,实际就是给出了系统的演化规则(Rule, 专业术语叫transition matrix)!
假设粒子初始的概率分布:
在 发现粒子的概率: ,在 发现粒子的概率: 。
根据上面给出的系统演化规则,在第1步,这个概率分布演化为:
(原来在 的概率+从 转移来的概率)
写成矩阵形式:
实际上,在任意第 步和第 步之间,概率分布满足:
如果系统继续演化,第2步...到第 步:
总的来看,系统概率分布的演化就是:
这些被Rule连接起来的states仿佛一个chain,就是Markov Chain。
(1)如果我们假设终态达到稳定概率分布{ },即:
,化简得到:
这其实就是我们这个例子中的细致平衡条件(Detailed Balance)。
这个式子的重要应用在于,如果我们想要构造一个想要的概率分布{ },我们只要按照细致平衡条件定出Rule中的 , 就可以了。
(2) 假设我们想要一个Maxwell Boltzmann分布,即:
我们只要在给 , 的值时,满足
就可以了。



