A conditional entropic approach is discussed for nonequilibrium complex systems with a weak correlation between spatiotemporally fluctuating quantities on a large time scale. The weak correlation is found to constitute the fluctuation distribution that maximizes the entropy associated with the conditional fluctuations. The approach is illustrated in diffusion phenomenon of proteins inside bacteria. A further possible illustration is also presented for membraneless organelles in embryos and beads in cell extracts, which share common natures of fluctuations in their diffusion.
Nonlinear Stochastic Dynamics of Complex Systems, II: Potential of Entropic Force in Markov Systems with Nonequilibrium Steady State, Generalized Gibbs Function and Criticality
Conditional reversibility in nonequilibrium stochastic systems
对于服从马尔可夫动力学的离散状态随机系统，我们建立了Gallavotti为确定性系统[Ann. de l'Institut Henri Poincaré（A）70，429（1999）]获得的条件可逆性定理的对应定理。我们的结果表明，条件相反的熵产生值的随机轨迹相关的时间反转，在长时间的限制。换句话说，给定具有指定熵产生率$σ$的长轨迹，观察到特定事件序列的概率与给定以相反熵产生$-σ$为条件的轨迹，观察到时间反演的事件序列的概率相同，其中两个轨迹都是从相同的底层马尔可夫过程采样的。为了获得我们的结果，我们使用条件（“微正则”）和偏置（“正则”）合奏的非平衡轨迹之间的等价。我们提供了一个例子来说明我们的研究结果。
Nonequilibrium fluctuation-dissipation theorem and heat production
我们使用非平衡系统中的响应和关联函数之间的关系来建立热产生和偏离平衡涨落耗散定理之间的联系。该方案扩展了Harada-Sasa公式[Phys. Rev. Lett. 95，130602（2005）]，对于稳态的朗之万方程获得，因为它也适用于瞬态状态和涉及小熵变化的离散跳跃过程。此外，一般的配方包括两个时间和两个时间的工作，动能的新概念，和两个时间的热交换，可以涉及到一个非平衡的“有效温度”。一个链的非谐振子和ATP水解驱动的分子马达模型的数值模拟说明了这些点。
