从网络系统中的扰动时间序列进行物理信息结构推理的基本动力单元

arXiv:2609.11934v1 发布类型：新 摘要：在网络动力系统中，主要的机械兴趣参数是有符号的交互结构。从扰动时间序列数据中恢复这种结构是一个基本的识别问题，由三个耦合障碍组成：交互架构的组合复杂性、有限干预下因果归因的模糊性以及混淆结构推理的状态依赖动态。每个障碍本质上都是结构性的，需要结构性的解决方案。我们通过采用还原论方法来解决这些挑战，引入基本动态单元（FDU）：带符号的三节点交互模式作为可组合原语，将交互假设空间转换为有限的、构造性的且易于处理的表示。我们表明，局部相互作用结构决定了直接摆脱中继影响所需的扰动条件，使干预设计成为 FDU 表示的结构结果。我们将 FDU 正则化结构推理嵌入到物理信息神经常微分方程 (ODE) 中，其控制方程约束将结构假设转换为可验证的动态预测，从而能够联合恢复相互作用结构和扰动解析轨迹。该框架在已知地面事实的综合基准上进行了验证，支持通过 FDU 原语、主题规定的干预设计和物理信息学习来表达的结构承诺，作为网络动态系统中机械可解释推理的原则基础。