1 拡散方程式で表す遺伝的浮動



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  • 拡散方程式
    • 物理現象・熱力学現象を既述するのに、偏微分方程式が用いられる
    • 拡散方程式は、時間に関する偏微分と空間に関する2階偏微分(と1階偏微分との和)が比例するという方程式で、拡散現象や熱の振る舞いを記述できる
  • 遺伝的浮動の拡散様記述
    • ¥frac{¥partial}{¥partial t}¥phi(x,t)=-¥frac{¥partial}{¥partial x}(M(x)¥phi(x,t))+¥frac{1}{2}¥frac{¥partial^2}{¥partial x^2}(V(x)¥phi(x,t))
    • 言い換える
      • 時間を表す変数と、空間を表す変数とで定められる関数¥phi(x,t)が存在する
        • 時間と空間について異なる値を持っている
        • 時間を表す変数は1つ
        • 空間を表す変数は1つ以上
      • マルコフ連鎖
        • 時間(を表す変数)には向きがある(不可逆性がある)
        • 過去の状態¥phi(x,t-¥delta t)によって、¥phi(x,t)が確率的に定まる
      • 空間中のパターンの変化を定める項

        • 拡散を特徴づける、空間に関する2階偏微分の項
          • この項の係数項(V(x))が正であるとき、関数は時間の経過につれて、空間全体に平坦化する

          • 浮動においては、このV(x)の項に、xの分散を与えることによって、ランダムな¥phiの変化をもたらしている
        • 空間中の移動を特徴づける、空間に関する1階偏微分の項
          • この項の係数項(M(x)が正であるとき、関数は、時間の経過につれて、x軸について正の方向に進行する
          • 浮動においては、このM(x)の項に、選択圧を与えることによって、正の選択圧・負の選択圧・中立性(M(x)=0)を組み込むことができる
          • 下の図では、M(x)>0であるので、-M(x)の項は負となり、上り坂部分で値が減少し、下り坂の部分で値が増加している。そのことによって、波形が前進しているような変化がおきる