隨機現象

隨機現象

在一定條件下,在個別試驗或觀察中呈現不確定性,但在大量重複試驗或觀察中其結果又具有一定規律性的現象,稱為隨機現象。

基本介紹

  • 中文名:隨機現象
  • 外文名:natural phenomenon
  • 屬性:名詞
  • 適用範圍:數理科學
定義,現象的分類,產生原因,特點,案例,樣本空間,

定義

在一定條件下,出現的可能結果不止一個,事前無法確切知道哪一個結果一定會出現,但大量重複試驗中其結果又具有統計規律的現象稱為隨機現象。

現象的分類

從數學的角度來研究社會和自然現象可以把這些現象分為以下三類:
隨機現象:事前不可預言的現象,即在相同條件下重複進行試驗,每次結果未必相同,或知道事物過去的狀況,但未來的發展卻不能完全肯定。例如: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機率論統計
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。
確定現象:事前可預言的現象,即在準確地重複某些條件下,它的結果總是肯定的。如:在一個標準大氣壓下給水加熱到100℃便會沸騰。比如質量守恆定律牛頓定律反映就是這類現象。研究這類現象的數學工具數學分析幾何代數微分方程等。
確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。機率論與統計學將數學的套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套用範圍從清晰確定擴大到模糊現象的領域。

產生原因

隨機現象的產生原因是次要因素,也叫隨機因素。
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,並把它套用於對客觀規律的認識和把握。

特點

(1)隨機現象的結果至少有2個;
(2)至於哪一個出現,事先並不知道。

案例

拋一個硬幣,可能出現正面,可能出現反面。投一個骰子,可能出現1點到6點之間的某一個,至於哪個先出現,事先不知道。
又如:
(1)一天內進入超市的顧客數
(2)一天內訪問中文百科的獨立IP數
(3)一台新的產品在未來市場的占有率
(4)一顧客在超市排隊等候付款的時間

樣本空間

隨機現象在質量管理中到處可見,要認識一個隨機現象,首先要羅列出它的一切可能發生的基本結果(這裡的基本結果稱為樣本點)。隨機現象一切可能樣本點的全體稱為這個隨機現象的樣本空間,通常記為Ω。
例如:“一顧客在超市購買商品的件數”的樣本空間Ω={0,1,2,3,4,. . . }

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