Exploration memo / 探索メモ

Co-Change Bundle Exploration

B004の分解、cross-basin census、Bundle Atlas
B004 Dissection, Cross-Basin Census, and Bundle Atlas

記録されたCollatzの特徴量のうち、どれが一緒に変化するのか。そして繰り返し現れるbundleラベルは、安定した観察単位を指していると言えるのか。有限データ上での探索記録です。

01この資料が調べていること

3つのパスを1つのメモにまとめたものです。ここに結論はありません。どの特徴量フラグが一緒に動いたかという観察を記録し、未解決の問いを閉じずに残しています。

Stage 1

B004 Dissection(B004単独の観察)

basin B004だけを見るパスです。arrow rowと、各rowに対応する厳密なco-change bundle、そして24のside observationのなかで2つの特徴量が何回一緒に変化したかというpairwise countを扱います。

代表arrowへの圧縮を行わず、B004が示す複雑さをそのまま保っています。

Stage 2

Cross-Basin Census(4 basinの比較)

B001 / B002 / B003 / B004を、feature co-changeのみを通じて比較します。同一のdistinct arrow row内でどのフラグが一緒に動くか、という点だけを見ます。カウントはdistinct arrow row数であり、observation weightではありません。

censusは原因を割り当てません。どのフラグが共変したかを記録するだけです。

Stage 3

Bundle Atlas(内部差の点検)

現れたco-change bundleが安定した単位なのか、それとも内部的に多様なのかを点検します。各exact bundleを、それ自身のdelta patternとsource faceに照らして測ります。

未解決の点は、bundleがarrow/state rowの証拠を横に置かずに単独で立てるかどうかです。

02データセットの概観

census sizeは、basinごとのdistinct arrow row数で数えています。

B001
7
distinct arrow rows
B002
6
distinct arrow rows
B003 · witness
2
distinct arrow rows
B004
7
distinct arrow rows
224 basin合計のdistinct arrow rows
0single-feature-only rows:特徴量を1つだけ変えたarrow rowは存在しません

B001とB004が主対象のbasinです。B002とB003は同じ形式での小さな比較チェックとして追加されました。B003はサンプルが小さく、広い比較対象ではなくwitness(証人)として扱われています。その2行を一般化には用いていません。

03主な観察

「頻出」と「安定」は分けて報告します。多くのrowに現れるbundleは頻出として扱い、それをもって確定した単位とはみなしません。

R-core band / remaining_K_before / remaining_K_after

4 basinすべてにわたり 22行中22行 に出現します。しかしその内訳は 20種類のdelta pattern に分かれています。どこにでも観察されるが、内部は多様です。

出現したrow22 / 22
delta patternの種類20

Upper transition_k / exit_distance / front / residue16 / residue32

4 basinにわたり 22行中18行 に出現し、17種類のdelta pattern を持ちます。繰り返し現れるco-change shapeですが、内部変動は小さくありません。

出現したrow18 / 22
delta patternの種類17

all_features 共有されたラベル

B001とB004が共有するexact bundle stringはちょうど1つ、all_features(すべてのフラグが反転)です。ラベルは両basinに共通しています。

ただし、そのラベルの背後にあるsource faceやdelta detailは同一ではありません「同じラベル、異なるrow」を参照してください。

頻出 ≠ 安定

頻出するbundleはいずれも多数のdelta patternを抱えており、肝心なところでラベルは粗いままです。bundle stringは有用な検索ハンドルですが、このパスの範囲では独立した安定単位とは言えません。

ここで頻出と記したものは、頻出として扱われており、確定した単位としては扱われていません。

04B004の詳細

B004単独では 12 pair rows24 side observations です。観察されたすべての −4 → −3 arrowは同じtarget、S014に到着します。targetへの集中は完全ですが、source materialは7つのsource stateに散らばったままです。

source states — 7種類

  • S018
  • S019
  • S021
  • S023
  • S025
  • S028
  • S029

miss側はこのうち6つのsource stateを使い、control側は1つ(S018)を使います。source側の変動は残ります。

miss  control

target — 1種類

  • S014

観察されたarrowはすべてここに到着します。targetは集中していますが、source variationは残っています。

24のside observationにおける層状のco-change

B004の24 side observationにおける、特徴量ごとの変化回数。
特徴量変化回数出現箇所
band24 / 24すべてのside observation
remaining_K_before24 / 24すべてのside observation
remaining_K_after24 / 24すべてのside observation
transition_k12 / 24miss側のみ
exit_distance12 / 24miss側のみ
front12 / 24miss側のみ
residue1612 / 24miss側のみ
residue3212 / 24miss側のみ
chain_status6 / 24avoid → avoid_then_caught のmiss arrow

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したがって、miss側とcontrol側ではco-change patternが異なります。

observation重み付きのbundle size

{3: 12, 8: 6, 9: 6} — arrowは孤立した単一特徴量の編集ではなく、多くの場合bundleとして動いています。

size 3(control shape)12 obs.
size 86 obs.
size 96 obs.

最大の単一arrowはcontrol側のS018 → S014で、24 side observationのうち12を占めます。この大きさは代表arrowを立てたくなる誘因ですが、miss側は依然として6つの別々のsource stateを保っており、単一の代表を立てれば観察された変動を捨てることになります。単一arrowへの縮約は行っていません。

05同じラベル、異なるrow

Shared bundle label ≠ identical underlying rows
(bundleラベルの共有は、元のrowの同一性を意味しません)

B001とB004が共有するexact bundle stringはちょうど1つ、all_features(すべてのフラグが反転)です。deep checkはrow単位の証拠を残しており、共有ラベルの背後にあるrowは異なっています。

B001 · deep-check subsetで6 rows

miss arrows

R: 32 → 29 付近のtarget faceに到着し、residue transitionは 0 → 13 / 0 → 29 に入ります。

B004 · deep-check subsetで3 rows

miss arrows

R: 33 → 31 付近に到着し、residue transitionは 1 → 15 / 1 → 31 に入ります。

atlas全体では、all_features のexact bundle(Bundle C)は 12 rows・12種類のdelta pattern・11種類のsource face を含みます。同じラベルでも、source faceとdeltaは異なります。bundle stringは共有されていますが、その下のrowは同一ではありません。したがって「B001とB004で共有された all_features bundleは本当に同じものか」への答えは、ラベル上で一致しているだけ、というものです。row単位の証拠は依然として異なっており、可視のままにしておくべきです。source faceとdelta patternの列は、bundleラベルの代わりではなく、その横に置いたままにしています。B001のグルーピングをB004に流用してもいません。

06安定して見えるもの / 内部が多様なもの / 未解決のもの

このパスで「安定候補」と言えるものはほとんどありません。安定して見えると言える範囲は、狭く局所的です。

安定して見える観察

  • B004の内部では、band / remaining_K_before / remaining_K_after が観察されたすべてのside observationで共変します。これはB004の内部では安定していますが、識別的というより広すぎます。source stateはR値、k、exit distance、front、chain status、residuesによって依然として分かれます。
  • 特徴量を1つだけ動かすarrow rowが存在しないことは、4 basinすべてにわたる観察として安定しています。これは編集が結合していることを述べるだけで、その理由は述べません。

内部が多様なパターン

  • R-core bundleは頻出であって安定ではありません。22行中22行に出現しますが、20種類のdelta patternに広がります。
  • upper bundleも同様に内部が多様です。22行中18行、17種類のdelta pattern。繰り返し現れるco-change shapeですが、その内部変動は小さくありません。
  • all_features は粗いラベルです(12 rows、12 delta patterns、11 source faces)。all_except_chain_status(Bundle A)は6 rowsに5 delta patternsで、internally diverseと記されています。
  • sparseなbundle(R-onlyの単一control row、2行のcompact control shape)は1〜2行にとどまり、繰り返される単位というよりsparseとして振る舞います。

未解決のまま残す問い

  • arrow/state rowを横に置かずに、どのbundleかが次の観察単位として単独で立てるかどうか。このパスでは否定寄りです。
  • 変化が結合している性質。frontresidue16residue32 は単独では動かず、band がすべてのarrowで動くことはarrowを記述するには広すぎます。なぜ変化がbundleとして来るのかは未解決です。
  • chain_status の役割。miss setの一部でしか動かず、それ以外は似たarrowを分けています。
  • arrowの縮約、B001のグルーピングのB004への再利用、広い closure claim — いずれも行っていません。これらは意図的に未解決のままです。

07ファイル一覧

分析段階別のinput artifactsです。リンクは相対パスなので、これらのファイルをこのページと同じディレクトリに置けばそのまま開けます。

B004 dissection

Cross-basin census

Bundle Atlas

メモ本体

08Scope Note(適用範囲の注記)

このページは、有限のデータセットから得られた記述的な観察を報告するものです。Collatz写像に関する一般的な機構や証明を主張するものではありません。

上記のすべての記述は、添付ファイルに記録されたarrow row、特徴量フラグ、co-change bundleについての観察です。頻出するbundleは頻出として報告しており、確定した安定単位としては報告していません。B003の2行はwitnessとして扱い、一般化していません。bundleラベルは、その出所であるarrow/state rowと切り離さずに扱い、未解決の問いは未解決のまま残しています。

This page reports descriptive observations from a finite dataset. It does not claim a general mechanism or proof concerning the Collatz map.