Question:
Le lancer de dés est-il un processus stochastique ou déterministe?
Mark
2019-05-04 23:18:02 UTC
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Pour autant que je sache, un processus stochastique est un concept mathématiquement défini comme un ensemble de variables aléatoires qui décrivent les résultats d'événements répétés, tandis qu'un processus déterministe est quelque chose qui peut être décrit par un ensemble de lois déterministes.Le jeu de dés (classiques et non quantiques) est-il donc un processus stochastique ou déterministe?Il a besoin de variables aléatoires pour être décrit, mais il est également intrinsèquement régi par des lois déterministes classiques.Ou pouvons-nous dire que lancer des dés est un processus déterministe qui devient un processus stochastique une fois que nous utilisons des variables aléatoires pour prédire leur résultat?Cela me semble seulement un interrupteur descriptif, pas un interrupteur ontologique.Quelqu'un peut-il me dire comment mieux distinguer les deux notions?

Pourquoi ne peut-il pas être les deux?Un système chaotique est déterministe.Cependant, dans la pratique, il est impossible d'initialiser exactement le système.Le résultat est qu'il existe une distribution pseudo-aléatoire des résultats.En outre, il explique comment certaines conditions initiales peuvent donner des résultats prévisibles (les processus chaotiques ne sont imprévisibles que dans certaines conditions initiales, (lancer à 0 m / s à partir de 1 mm au-dessus de la table est assez prévisible)).
ET Jaynes a une discussion intéressante (et avisée) sur ces questions dans le chapitre 10 (Physique des «expériences aléatoires») de son livre [* Probability Theory: The Logic of Science *] (https://www.amazon.com/Probability-Théorie-Science-T-Jaynes / dp / 0521592712 / ref = sr_1_3? Keywords = jaynes & qid = 1557164374 & s = passerelle & sr = 8-3).Vous pouvez lire une version de pré-publication [ici] (http://www-biba.inrialpes.fr/Jaynes/cc10k.pdf).
Cinq réponses:
Ján Lalinský
2019-05-05 00:09:33 UTC
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Les modèles physiques font rarement allusion au niveau ontologique.Lancer des dés peut être modélisé comme un processus déterministe, en utilisant des conditions initiales et des équations de mouvement.Ou il peut être modélisé comme un processus stochastique, en utilisant des hypothèses sur la probabilité.Les deux sont appropriés dans des contextes différents.Il n'y a aucune preuve du "vrai" modèle.

Cort Ammon
2019-05-05 09:19:39 UTC
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Lancer des dés, c'est juste lancer des dés. C'est tout. Ce n'est ni stochastique, ni déterministe. C'est juste lancer des dés.

Maintenant, nous modélisons le lancer de dés comme un processus, et c'est là que le côté stochastique ou déterministe commence à jouer. C'est le processus qui est stochastique ou déterministe, pas le lancer des dés. C'est ainsi que nous pensons au lancer de dés qui peut être stochastique ou déterministe.

Quand la science pousse vraiment, le modèle qu'elle voit du monde est un peu des deux. Les modèles les plus appréciés en science sont des modèles où les règles d'évolution temporelle des systèmes sont déterministes, mais les conditions initiales ne sont pas parfaitement connues. Par exemple, vous ne connaissez pas l'état précis de réparation de votre actine et de votre myoisne dans vos muscles, et cela vous donnera un résultat imprévisible lorsque vous lancerez les dés. Ceci est particulièrement évident dans le domaine de la mécanique statistique, où l'on modélise les entrées d'un système avec des variables aléatoires et explore comment elles se transforment au fil du temps. Notez ici le mot «modèle». Les entrées n'ont pas besoin d'être aléatoires ... elles doivent simplement être pratiques pour être modélisées comme si elles étaient aléatoires.

À un moment donné, nous choisissons de simplifier. Plutôt que de prétendre que nous n'en savons pas assez sur l'état initial des muscles de nos bras, nous commençons à affirmer que le processus lui-même est stochastique. Nous commençons à affirmer que "si je jette le dé exactement de la même manière, il atterrit d'un côté différent". Ce n'est pas exact au plus profond de comprendre ce que la physique a à offrir (vous n'en savez tout simplement pas assez, vous n'avez pas le contrôle pour réussir à le lancer exactement de la même manière), mais cela s'avère assez bon pour donner un sens au monde qui l'entoure nous - et nos jeux de hasard. Nous commençons à affirmer que «lancer des dés est un processus stochastique». Nous savons peut-être qu'aux niveaux plus profonds, le processus est déterministe, nous trouvons raisonnable de modéliser le lancer de dés comme un moyen de transformer une entrée connue (l'orientation du dé dans votre main) en une sortie aléatoire (l'orientation du dé à la fin du processus).

Il s'agit toujours de lancer des dés. C'est tout ce que c'est. Mais notre modèle a changé, et avec notre modèle, nous avons changé que nous le considérions comme un processus stochastique ou déterministe.

Personnellement, je trouve que la ligne de démarcation entre un processus stochastique et un processus déterministe est souvent de savoir si l'on sent que quelqu'un pourrait connaître suffisamment d'informations pour prédire le résultat. Par exemple, selon l'interprétation de Copenhague de la gestion de la qualité, on pense qu'il n'est tout simplement pas possible de connaître certaines combinaisons de choses en raison de l'incertitude. On pense que l'univers ne nous laisse tout simplement pas les voir. D'un autre côté, on peut regarder le travail brillant de Richard Turner, un mécanicien de cartes qui gagne sa vie en démontrant qu'il peut en effet savoir des choses sur les jeux de cartes que vous pourriez autrement penser avoir été correctement mélangés. - vous êtes amené à croire que vous êtes témoin d'un processus stochastique, alors qu'il est si terriblement déterministe entre ses mains!

Ce commentaire pourrait vraiment être une réponse quelconque, mais celui-ci mentionne au moins QM.Il existe un article classique concernant l'incertitude amplifiée pour une série de boules de billard (c'est-à-dire avec une masse de boules de billard réelles) modélisées comme des objets quantiques, et l'auteur a montré que la minuscule incertitude de précision de la première collision pouvait se multiplier jusqu'à une incertitude complète de direction aprèsun certain nombre de collisions balle-balle.Il semble au moins possible qu'un dé tumbling puisse se retrouver dans le même domaine, même en assumant des formes parfaites et un contrôle parfait des conditions initiales dans les limites de la QM.
Je crois que c'est celui-là: https://aapt.scitation.org/doi/10.1119/1.1973895 - malheureusement derrière le paywall
@NeilSlater Belle trouvaille (bien que je ne puisse pas traverser le paywall moi-même).Ce que j'ai trouvé, c'est que le boîtier de forme parfaite est encore plus facile à prouver chaotique.Les formes imparfaites sont plus dures car il y a une possibilité que le dé (ou la boule de billard) s'imprègne à plusieurs reprises dans des zones dont la géométrie ne provoque pas la sensibilité aux conditions initiales nécessaires aux effets chaotiques car il s'agissait en fait d'une interaction stable.Mais en théorie, vous avez raison, cela pourrait aller jusqu'à QM ... et même plus loin si nous devions proposer une théorie plus profonde que la QM sur la route!
HiddenBabel
2019-05-05 02:00:55 UTC
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Recherchez le travail de Diaconis sur le retournement de pièces.Bien que cela soit techniquement déterministe, ce qui se passe, c'est que de très petits changements dans les conditions initiales inversent le résultat.Il en serait de même pour les dés.Lorsque vous les serrez dans votre main et que vous les lancez, de petits changements donneraient des résultats différents.Ce qui fait que cela semble aléatoire, c'est que nous ne pouvons pas contrôler nos mains assez bien pour reproduire exactement le même lancer (bien que certaines personnes soient capables de lancer des dés sans les faire tomber).

Qui est un signe d'un système chaotique, qui est déterministe.
Sensibilité aux conditions initiales initiales, systèmes chaotiques.Cela signifie que tout modèle mathématique, et avec un pouvoir prédictif limité, doit être stochastique.
@CristianDumitrescu ne le rend pas moins déterministe.
Non, ce n'est pas le cas.Je dis simplement que tout modèle que nous pouvons construire, avec une puissance prédictive décente, doit être stochastique dans ce cas.
Peter Cordes
2019-05-05 08:38:24 UTC
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Comme vous l'avez commenté, lancer des dés classiques est un processus chaotique déterministe, et donc impossible à modéliser avec suffisamment de détails pour prédire quelle face sera visible, à moins que vous n'ayez des données d'entrée très précises.

Plus précis que ce qui est plausible pour les dés lancés à la main, à moins que vous ne les collectiez avec des caméras à rez / haute vitesse ou un autre système de capture de mouvement 3D et que vous ayez soigneusement mesuré les propriétés physiques des dés et de la surface.

Un modèle plus simple de la même chose est que c'est juste aléatoire de quelle manière ils atterrissent.

Il peut y avoir une certaine marge de manœuvre pour prédire dans quel sens le visage est tourné, et beaucoup plus de possibilités pour prédire le dé atterrit / les dés atterrissent sur une table plate, surtout si la table estles dés ne rebondissent pas beaucoup.

yoda
2019-05-05 21:50:03 UTC
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Cela dépend de la quantité d'informations dont vous disposez sur vos tirages de pièces et de l'exactitude de vos lois physiques.Si vous avez des informations parfaites sur chaque particule comprenant les pièces, chaque molécule d'air dans la pièce, chaque molécule dans le tireur de pièces (y compris les neurones, les nerfs, les muscles), chaque force agissant sur tout, et vous avez des lois physiques parfaites à appliqueret un ordinateur assez puissant pour tout traiter, alors c'est déterministe.Si vous ne l'avez pas, cela pourrait tout aussi bien être aléatoire.

Bon, donc la source du «caractère aléatoire» est l'ignorance des conditions / dynamiques initiales.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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