隨機現象

隨機現象

在一定條件下進行試驗或觀察會出現不同的結果(也就是說,多於一種可能的試驗結果),而且在每次試驗之前都無法預言會出現哪一個結果(不能肯定試驗會出現哪一個結果),這種現象稱為隨機現象。

為以下三類


決定性現象:當我們多次觀察自然現象社會現象后,會發現許多事情在一定條件下必然會發生。例如在沒有外力作用下,作等速直線運動的物體必然繼續做等速直線運動;又如一個人在活到一定年齡時,必然終老等等。這種在一定條件下,必然會發生的事情稱為必然事件。反之,在一定條件下。必然不會發生的事情就稱為不可能事件
必然事件和不可能事件,雖然形式相反,但是兩者的實質是相同的。必然事件的反面是不可能事件,而不可能事件的反面就是必然事件。所有這種現象我們稱之為決定性現象。研究這類現象的數學工具有數學分析、幾何、代數、微分方程等。
隨機現象:在基本條件不變的情況下,一系列試驗或觀察會得到不同的結果。如:以同樣的方式拋置硬幣卻可能出現正面向上也可能出現反面向上;走到某十字路口時,可能正好是紅燈,也可能正好是綠燈。研究這類現象的數學工具是概率論和統計。
模糊現象:事物本身的含義不確定的現象。如:“情緒穩定”與“情緒不穩定”,“健康”與“不健康”,“年青”與“年老”。研究這類現象的數學工具是模糊數學
決定性現象與隨機現象的共同特點是事物本身的含義確定;隨機現象與模糊現象的共同特點是不確定性,隨機現象中是指事件的結果不確定,而模糊現象中是指事物本身的定義不確定。概率論與統計學將數學的應用從必然現象擴大到隨機現象的領域,模糊數學則將數學的應用範圍從清晰確定擴大到模糊現象的領域。

產生隨機現象的原因


客觀世界是運動的,運動是有規律的。物質運動的規律可以分為必然規律和統計規律。必然規律是指事物本質的規律,它毫無例外地適用於事物所有個體;統計規律是指通過對隨機現象的大量觀察,所呈現出來的事物的集體性規律。統計規律與事物的單一個體的性質時而偶合,時而近似,時而簡直沒有什麼聯繫。
客觀世界作用於事物各個個體的因素分為基本因素和次要因素兩類,基本因素決定事物的必然規律,次要因素使事物呈現統計規律。人們所能認識而且能夠控制的因素是基本因素,而大量的次要因素未能為人們所認識或未能被人們所控制,但只要存在次要因素的影響,就必然會有所表現。比如發射炮彈,其基本因素也 是人們所能控制的是它的初始條件--初速、發射角等,這些可以通過彈道方程(必然規律)計算出炮彈的落地點,但炮彈在飛行過程中會受到空氣的阻力--風速、風向、空氣的濕度、溫度等的影響,它們使得炮彈不能落在它的準確的目的地。
科學研究的目的,就是要發現反映事物本質的客觀規律,即排除偶然性的掩蓋與干擾,為此必須首先認識偶然性。於是統計學應運而生,統計學不是直接研究事物本質的必然規律,而是通過隨機現象來發現事物的統計規律,並把它應用於對客觀規律的認識和把握。