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稀疏分布与高维壳:条件定理及反例

在同一外半径R下,若X在d维球内均匀分布,P(||X||<=aR)=a^d。若X均匀分布于嵌入该空间的k维子空间球,则概率为a^k。0<a<1、k<d时严格有a^k>a^d。

因此用户猜想在上述模型下成立。k仍很大时也有薄壳,只是由有效维度k决定,而非环境维度d。

r/R 128维均匀球(理论) 16维子空间均匀球(理论) 内部概率倍数
0.8 3.9402e-13 0.0281475 7.14367e+10
0.9 1.39008e-06 0.185302 133303
0.95 0.00140806 0.440127 312.576
0.99 0.276252 0.851458 3.08218

模拟构造4组实际128维向量,每组20000个,再测量其范数:全维均匀球、16维子空间均匀球、同样16稀疏但采用原128维球半径分布、以及全部固定在半径R的16稀疏点。前两者验证条件定理;后两者说明仅凭稀疏不能保证内部概率增加。

所有组外半径相同,但平均范数并未强行匹配。若把每个向量都归一化为相同范数,径向差异会被直接抹去。固定半径组的浮点误差约1e-16;理论上全部在球面,图中仅为数值表示。

这不证明好模型的参数更靠内部。用于模型时还需明确采样单元、中心、半径和缩放约定;参数可做保持功能的重参数化,原点距离不是模型质量不变量。

文件:run.py为生成程序;measured-radii.npz为全部实测范数;interior-probabilities.csv保留理论与经验概率;三种图格式及SHA清单便于长期保存。没有读取、训练或改动任何模型。

有限样本说明:每组20000个点不足以精确估计约1e-6的极小尾概率;极小概率和倍数以解析公式为准,不把零次命中当成严格零概率。