論文の概要: The conditional-mean barrier: From deterministic regression to conditional distribution learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.28076v1
- Date: Wed, 27 May 2026 07:31:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-28 17:38:55.847105
- Title: The conditional-mean barrier: From deterministic regression to conditional distribution learning
- Title(参考訳): 条件-平均障壁:決定論的回帰から条件分布学習へ
- Authors: Junfeng Chen,
- Abstract要約: このチュートリアルでは、条件-平均障壁を中心とした自己完結モジュールを開発する。
平方損失予測器に潜在ランダム性を加えると、条件平均に戻る。
我々は,否定的対数類似度,モーメントとオブザーバブルマッチング,変分目的,逆数分岐,スコアマッチングなどの共通分布目的を短時間に整理する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.160113667162026
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Many problems in computational science and engineering become one-to-many after coarse graining, partial observation, or inverse reconstruction: a resolved state may not determine a unique subgrid forcing, a structural descriptor may not determine a unique effective response, and a low-resolution observation may correspond to many plausible high-resolution fields. In such settings, deterministic surrogates may learn a well-defined mathematical object while still missing application-relevant uncertainty. This tutorial develops a self-contained module centered on the conditional-mean barrier: the point at which a squared-loss predictor has reached the conditional mean and the remaining error is irreducible aleatoric variance. We give two diagnostics for locating this barrier, residual-feature orthogonality and the coefficient of determination against its explained-variance ceiling, and prove that adding latent randomness to a squared-loss predictor collapses it back to the conditional mean. Crossing the barrier therefore requires a loss that scores distributions rather than point predictions. We briefly organize common distributional objectives, including negative log-likelihood, moment and observable matching, variational objectives, adversarial divergences, and score matching, by the feature of the conditional law each targets. The emphasis is the boundary itself and a finite-data procedure for recognizing it, rather than a survey of methods beyond it. CPU-based demonstrations on a two-branch law and a two-scale Lorenz-96 closure problem show how the diagnostics distinguish deterministic underfitting from residual distributional variability.
- Abstract(参考訳): 計算科学や工学における多くの問題は、粗粒化、部分的な観察、あるいは逆再構成の後に一対多になる:解決された状態は、一意のサブグリッドの強制力を決定することができず、構造的記述子は、一意の効果的な応答を決定することができず、低分解能の観察は多くの高分解能場に対応する。
このような設定では、決定論的サロゲートは、アプリケーション関連の不確実性を欠きながら、明確に定義された数学的対象を学習することができる。
本チュートリアルでは,条件-平均障壁を中心とした自己完結型モジュールを開発する。二乗損失予測器が条件平均に到達し,残りの誤差が既約アレタリック分散である点である。
この障壁, 残差直交性, 説明分散天井に対する判定係数の2つの診断法を提案し, 正方形損失予測器に潜時ランダム性を加えると条件平均まで崩壊することを示した。
したがって、障壁を越えるには、点予測よりも分布をスコアする損失が必要となる。
我々は,各目標の条件付き法則の特徴により,負の対数類似性,モーメントとオブザーバブルマッチング,変分目的,反対の発散,スコアマッチングなどの共通分布目的を短時間に整理する。
強調されているのは、境界そのものと、それを認識するための有限データプロシージャである。
CPUに基づく2分岐法則と2スケールのLorenz-96クロージャ問題に関する実証は、診断が残留分布変数と決定的不適合性を区別する方法を示している。
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