复杂系统的幂律：来自极端物理信息的观察
摘要：生物系统遵循四分之一幂律，即y=Yx^{a}。其中y是某个系统属性的测量值，a是常数，x是随机变量。令人惊讶的是，对于许多生物系统，指数a被限制在值为±n/4的范围内，其中n为0、1、2…。这些四分之一幂律适用于许多属性，如脉搏频率（n=-1）。以往对于幂律的理论解释是基于具体情况的。最终目标是找到生物和非生物系统所有类型幂律的共同原因。发现了称为极限物理信息（EPI）的原则I - J = extrem.可以提供这样一个原因。它描述了Fisher信息J => I从细胞水平上的属性值a流向其外部观测值y的流动。数据y通过系统通道函数y = f(x,a)形成，需找到函数f(x,a)的形式。通过对f(x,a)的变化进行I - J的极值操作，可以得到一个普适的幂律f(x,a)= y = Yx^{a}。达尔文进化被认为是导致I - J的第二次极值操作，现在是在选择a时进行。解是a=±n/4，n=0,1,2...，这定义了生物幂律的特定幂次。在特定条件下，该模型预言这种生物系统由两个不同的细胞内信息源控制。据推测，这些信息源是细胞DNA和细胞跨膜离子梯度。
作者：B. Roy Frieden and Robert A. Gatenby
论文ID：q-bio/0507011
分类：Cell Behavior
分类简称：q-bio.CB
提交时间：2009-11-11