Estocàstic

Es denomina estocàstic (del llatí stochasticus, que a la seua volta procedix del grec στοχαστικός stochastikós "hàbil en conjeturar") al sistema el comportament intrínsec del qual és no determinista. Es considera no determinista en la mida en que el subsegüent estat del sistema es determina tant per les accions predibles del procés com per elements aleatoris. No obstant, d'acort en Mark Kac i E. Nelson, qualsevol desenroll temporal (siga determinista o essencialment provabilístic) que es puga analisar en térmens de provabilitat mereix el calificatiu de procés estocàstic. En concret: el terme estocàstic s'aplica a processos, algoritmes i models en els que existix una seqüència canviant d'events analizables probabilísticamente a mida que passa el temps.

Orige

L'us del terme «estocàstic» per a fer referència a alguna cosa basat en la teoria de la provabilitat es pot retrotraer en el temps fins a Ladislaus Bortkiewicz, qui li va donar el sentit de «fer conjectura», i que porta el terme grec des dels antics filòsofs, a partir del títul de Ars Conjectandi que Jakob Bernoulli va donar al seu treball sobre teoria de la provabilitat.

En matemàtiques, específicament en la teoria de la provabilitat, el camp dels processos estocàstics ha segut una important àrea d'investigació. Si be en molts problemes provabilístics s'usen variables aleatòries fixes, en els processos estocàstics es necessita especificar les variables aleatòries per a cada instant del temps.

Una matriu estocàstica és una matriu que té valors reals no negatius que sumen un en cada columna.

Aplicacions

Ciències naturals

Un eixemple de procés estocàstic en el món natural és la pressió en un gas tal i com es modela en un procés de Wiener. Inclús encara que (en térmens clàssics) cada molècula es mou seguint un patró determinista, el moviment d'un conjunt d'elles és informàtica i pràcticament impredictible. Un conjunt suficientment gran de molècules mostrarà característiques estocàstiques, com omplir el seu recipient, eixercir la mateixa pressió, difondre's en gradient de concentració, etc. Estes són propietats emergents dels sistemes.

Física

La denominació «Montecarlo» per al método estocàstic de Montecarlo va ser popularisat pels investigadors de física Stanislaw Ulam, Enrico Fermi, John von Neumann i Nicholas Metropolis, entre uns atres. El nom fa referència al Cassino de Montecarlo en Mónaco, a on el tio de Ulam prenia diners prestats per a apostar-ho. L'us de l'aleatoriedad i de la naturalea repetitiva del procés són anàlecs a les activitats que es porten a terme en un cassino.

Biologia

En els sistemes biològics, s'ha trobat que l'introducció de soroll estocàstic contribuïx a millorar la força de la senyal de loops de feedback intern utilisats per a equilibri i atres formes de comunicació vestibular. Multitut d'events bioquímics també conduïxen per sí mateixos a l'anàlisis estocàstic. l'expressió gènica, per eixemple, és un procés estocàstic derivat de la impredecibilidad inherent a les colisions moleculars (per eixemple, l'unió i separació de l'ARN polimerasa a un promotor) resultat del moviment browniano.

Geomorfología

Artícul principal → Meandre.

Atres disciplines

Medicina

L'efecte estocàstic o el "efecte de l'encert" és una de les classificacions dels efectes de la radiació que fa referència a la naturalea azarosa i estadística del dany. A diferència de l'efecte determinista, la gravetat és independent de la dosis. Solament la provabilitat d'un efecte incrementa en la dosis. El càncer és un efecte estocàstic.

La diferenciació estocàstica és en la que una població de cèlules mare es manté per l'equilibri entre les divisions de cèlules mare que generen dos cèlules mare en capacitat de autorrenovarse o dos que es diferencien.

Inteligència artificial

En inteligència artificial, un programa estocàstic opera utilisant métodos provabilístics per a solucionar problemes, com l'algoritme de recocido simulat, les rets neuronals estocàstiques, els models de llenguage, l'optimisació estocàstica, els algoritmes genètics i la programació genètica. Un problema pot ser estocàstic per sí mateixa, com en planificar baix incertitut.

Música

En la música, es poden generar elements estocàstics per mig de processos matemàtics. És factible utilisar processos estocàstics per a compondre peces fixes, que es poden produir en una interpretació.

Un dels precursors de la música estocàstica és Iannis Xenakis, qui per a compondre va utilisar provabilitat, teoria de jocs, teoria de grups, teoria de conjunts i àlgebra de Boole. També utilisava en freqüència ordenadorés per a produir els seus treballs. Abans, John Cage i atres autors havien compost música aleatòria o indeterminada, que es crea per mig de processos a l'encert pero que carix d'una base matemàtica estricta.

Reproducció del color

Quan es realisa reproducció del color, se separa l'image en els colors que li donen forma a través de la pren de múltiples fotografies filtrades per a cada color. La película resultant representa les diferents senyes de cian, magenta, groc i negre. l'impressió en color és un sistema binario, a on la tinta pot estar o no estar present, de modo que totes les separacions de color que van a ser impreses deuen poder ser traslladades en punts en alguna fase del procés de treball. Les llínees de pantalla tradicionals, que tenen amplitut modulada, sofrixen problemes en el patró de Moiré, pero varen seguir sent utilisades fins que el procés estocàstic conegut en anglés com stochastic screening va aparéixer. Un procés de punts estocàstic (o de freqüència modulada) crea una image de major agudea.

Llengua i llingüística

Els acostaments no determinista en els estudis de la llengua s'inspiren principalment en el treball de Ferdinand de Saussure. En les teories llingüístiques basades en l'us, per eixemple, a on s'argumenta que la competència, o parla, es basa en l'actuació, en el sentit del coneiximent llingüístic, sent este basat en la freqüència de l'experiència, se sol dir que la gramàtica és provabilística i variable abans que fixa i absoluta. Açò és aixina, perque la competència d'una persona pot canviar d'acort a la pròpia experiència en térmens llingüístics. D'esta manera, la freqüència d'events d'us determina el coneiximent que un individu té de la llengua en qüestió.

Ciències socials i economia

La teoria de la ciència social estocàstica és similar a la teoria de sistemes que els events són interaccions dels sistemes, encara que en un marcat émfasis sobre els processos inconscients. L'event crea les seues pròpies condicions de possibilitat, fent-ho impredictible per a les variables que participen d'ell. La teoria de la ciència social estocàstica pot vore's com una elaboració d'un tipo de "tercer eix" en el que pot situar-se el comportament humà en la llínea de l'oposició tradicional entre "naturalea vs conte".

Indústria

S'assumix que els processos industrials són processos estocàstics. Este supòsit és vàlit de modo general tant per a processos industrials continus com per lots. La prova i monitorisació del procés es grava utilisant un mapa de control de processos que traça un paràmetro d'un procés de control en el temps. Típicament, una dotzena o més de paràmetros seran monitorizados de modo simultàneu. Els models estadístics són utilisats per a definir llínees llímit que establixen quan les accions correctivas deuen prendre's per a dur el procés cap a la seua finestra d'operacions intencionals.

Finances

Els mercats financers utilisen models estocàstics per a representar el comportament aparentment aleatori d'actius com els valores, les matèries primeres i els tipos d'interés. Estos models són utilisats, llavors, pels analistes quantitatius per a valorar el preu dels valors, títuls de renda fixa o dels tipos d'interés. Estes tècniques són igualment utilisades en l'indústria dels segurs.

Vore també

• Encert
• Descens de gradient estocàstic
• Dinàmica de sistemes
• Fenomen aleatori
• Inteligència artificial
• Método de Montecarlo
• Procés estocàstic
• Procés estocàstic de temps discret
• Sistema complex
• Sistema dinàmic
• Terrorisme estocàstic