Случайность, детерминированность, предсказуемость
Ю.А. Кравцов
Институт космических исследований РАН, ул. Профсоюзная 84/32, Москва, 117997, Российская Федерация
Проанализированы основные соглашения о случайности, используемые в математике (теоретико-множественный подход, алгоритмический подход) и в физике (затухающие корреляции, непрерывный спектр, гиперболичность, фрактальность, неконтролируемость, неповторяемость, невоспроизводимость, непредсказуемость и др.). Отмечено, что явления, случайные в одном отношении, могут оказаться детерминированными в другом. Обсуждается понятие частично детерминированных процессов, т. е. процессов, которые допускают предсказания на ограниченных интервалах времени. Теория частично детерминированных процессов основывается
на отождествлении случайности с непредсказуемостью и устанавливает взаимоотношения между реальным физическим процессом х (t), наблюдаемым процессом y (t) и модельным (прогностическим, гипотетическим) процессом t (t). Как мера качества предсказуемости в этой теории используется степень детерминированности, которая определяется как коэффициент корреляции между наблюдаемым процессом и прогнозом. Приведены разнообразные теоретические, экспериментальные и численные примеры частично детерминированных процессов, а также примеры частично детерминированных полей. Подчеркнуто, что время детерминированного (т. е. предсказуемого) поведения τdet наблюдаемого процесса y (t) может заметно превышать время корреляции τc при этом степень когерентности выступает как наихудшая оценка степени детерминированности. С излагаемой точки зрения детерминированный хаос выступает как полностью детерминированный процесс на малых интервалах времени (τ < τdet), как полностью случайный процесс на длительных интервалах (τ < τdet) и как частично детерминированный процесс на промежуточных интервалах (τ ~ τdet). Существенно, что в интервале между τc и τdet хаотические и турбулентные поля допускают как детерминированное, так и статистическое (кинетическое) описание. Ил. 14. Библиогр. ссылок 43 (47 назв.).
|