Эргодичность

Эргодичность — специальное свойство некоторых динамических систем, состоящее в том, что в процессе эволюции почти каждое состояние с определённой вероятностью проходит вблизи любого другого состояния системы.

Для эргодических систем математическое ожидание по временным рядам должно совпадать с математическим ожиданием по пространственным рядам. То есть для расчёта/определения параметров системы можно долго наблюдать за поведением одного её элемента, а можно за очень короткое время рассмотреть все её элементы (или достаточно много элементов). В обоих случаях получатся одинаковые результаты, если система обладает свойством эргодичности.

Преимущество эргодических динамических систем в том, что при достаточном времени наблюдения такие системы можно описывать статистическими методами. Например, температура газа — это мера средней энергии молекулы. Естественно, предварительно необходимо доказать эргодичность данной системы.

Эргодическая теория — один из разделов общей динамики.


Определение[ | ]

Пусть есть вероятностное пространство и — отображение, сохраняющее меру. Отображение T эргодично по отношению к , если выполнено следующее условие: для любого T-инвариантного подмножества (то есть такого, что ) либо , либо .

Замечания[ | ]

Определение эквивалентно следующим условиям,

  • Для любого подмножества положительной меры имеем
    ;
  • Для любых двух множеств E и H положительной меры существует n > 0 такое, что *:;
  • Любая T-инвариантная измеримая функция почти везде постоянна.

См. также[ | ]

Литература[ | ]

  • В. И. Арнольд, А. Авец. Эргодические проблемы классической механики. — Москва—Ижевск: РХД, 1999.
  • И. П. Корнфельд, Я. Г. Синай, С. В. Фомин. Эргодическая теория. — М.: Наука, 1980.
  • Каток А. Б., Хассельблат Б. Введение в современную теорию динамических систем = Introduction to the Modern Theory of Dynamical Systems / пер. с англ. А. Кононенко при участии С. Ферлегера. — М.: Факториал, 1999. — 768 с. — ISBN 5-88688-042-9.
  • Каток А. Б., Хассельблат Б. Введение в современную теорию динамических систем с обзором последних достижений / Пер. с англ. под ред. А. С. Городецкого. — М.: МЦНМО, 2005. — 464 с. — ISBN 5-94057-063-1.
  • Хинчин А. Я. Математические основания статистической механики, М. — Л., 1943.
  • Немыцкий В. В., Степанов В. В. Качественная теория дифференциальных уравнений, 2 изд., М. — Л., 1949.
  • Халмош П. Лекции по эргодической теории: пер. с англ. — М., 1959.
  • G. D. Birkhoff, Proof of the ergodic theorem, (1931), Proc Natl Acad Sci U S A, 17 pp 656—660.
  • J. von Neumann, Proof of the Quasi-ergodic Hypothesis, (1932), Proc Natl Acad Sci U S A, 18 pp 70-82.
  • J. von Neumann, Physical Applications of the Ergodic Hypothesis, (1932), Proc Natl Acad Sci U S A, 18 pp 263—266.

Ссылки[ | ]