Cтатьи, принятые к публикации

Методические заметки


Работа А. Н. Колмогорова 1934 г. — основа для объяснения статистики природных явлений макромира


Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, Пыжевский пер., 3, Москва, 109017, Российская Федерация

Работа А.Н. Колмогорова 1934 г. [1] "Случайные движения", далее АНК34, использует уравнение типа Фоккера—Планка для 6-мерного вектора с полной, а не частной производной по времени, и с лапласианом в пространстве скоростей. Коэффициентом диффузии при этом является ε, скорость генерации/диссипации энергии. Это уравнение получается при задании ускорений частиц ансамбля марковскими процессами, т. е. случайными процессами, δ-коррелированными по времени и между собой. Фундаментальное решение этого уравнения было указано еще в [1] и было использовано А.М. Обуховым [2] в 1958 г. для описания турбулентного потока в инерционном интервале [3]. Уже недавно [4, 5] было замечено, что уравнение типа Фоккера—Планка, написанное Колмогоровым в [1], содержит в себе описание статистики других случайных природных процессов, землетрясений, морского волнения и прочих [5]. Это уравнение заменой переменных с масштабами для скоростей и для координат сводится к автомодельному виду, не содержащему явно коэффициента диффузии [6]. Численный счет подтверждает наличие таких масштабов в системах, с числом N событий, в ансамблях, начиная с N=10. При N = 100 эти масштабы практически точно совпадают с теорией АНК34. Эта теория, содержащая результаты 1941 г., проложила путь и к более сложным случайным системам, содержащим достаточное количество параметров, чтобы образовать внешний параметр подобия. Это ведет к изменению характеристик случайного процесса, например, к изменению наклона временного спектра, как в случае землетрясений и в ряде других процессов (морское волнение, спектр энергии космических лучей, зоны затоплений при наводнениях и т. д.). Обзор конкретных случайных процессов, изученных экспериментально, дает методику, как следует поступать при сравнении экспериментальных данных с теорией АНК34. Таким образом эмпирические данные иллюстрируют справедливость фундаментальных законов теории вероятности. Статья является многократным сокращением монографии автора, где впервые идеи работы АНК34 применялись для объяснения в вероятностном смысле многих экспериментальных закономерностей, десятилетиями рассматривавшихся чистой эмпирикой.

Ключевые слова: случайные движения, уравнение Фоккера—Планка—Колмогорова, вторые моменты распределения вероятностей для координат и скоростей, теория подобия и размерностей, статистические законы природы
DOI: 10.3367/UFNr.2023.05.039355
Цитата: Голицын Г С "Работа А. Н. Колмогорова 1934 г. — основа для объяснения статистики природных явлений макромира" УФН, принята к публикации

Поступила: 16 февраля 2023, 11 мая 2023

English citation: Golitsyn G S “The paper of A N Kolmogorov in 1934 is the basis for explaining the statistics of natural phenomena of the macrocosmPhys. Usp., accepted; DOI: 10.3367/UFNe.2023.05.039355

© Успехи физических наук, 1918–2023
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение