We show that the relativistic energy-momentum relation can emerge as an effective ensemble-averaged structure from a multiplicative Hamiltonian when fluctuations of an auxiliary parameter are treated using maximum entropy inference. The resulting probability distribution is uniquely fixed by scale-invariant constraints, which are shown to arise naturally from the Fisher-Rao geometry of the associated statistical manifold. Within this information-geometric framework, the relativistic dispersion relation appears without initially imposing Lorentz symmetry, but as a consequence of statistical averaging and geometric invariance.


翻译:我们证明,当使用最大熵推断处理辅助参数的涨落时,相对论性能量-动量关系可以从乘法哈密顿量中作为有效的系综平均结构涌现出来。所得概率分布由尺度不变约束唯一确定,这些约束被证明源于相关统计流形的Fisher-Rao几何自然产生。在此信息几何框架内,相对论性能散关系出现时并未预先强加洛伦兹对称性,而是作为统计平均和几何不变性的自然结果。

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信息几何[Ama16, AJLS17, Ama21]旨在解开概率分布族的几何结构,并研究它们在信息科学中的应用。信息学是将统计学、信息论、信号处理、机器学习和人工智能等重新组合起来的一个总称。信息几何是计量经济学家H. Hotelling(1930)和统计学家C. R. Rao(1945)出于数学上的好奇心而独立诞生的,他们考虑了概率分布的参数族,称为统计模型,是一种带有费雪度量张量的黎曼流形[Nie20]。信息几何通过使用微分几何的概念(如曲率)和张量微积分来解决问题。在他的开创性工作中,Rao考虑了流形上的黎曼测地距离和测地球来研究统计学中的分类和假设检验问题。
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