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布朗运动

指数 布朗运动

此文是关于布朗运动。对于随机的过程,请参阅 维纳过程。从热力学的角度定义的话,需要参阅热力学温度以及能量均分定理。对于数学模型,请参阅随机游走。 布朗运动(Brownian motion)是微小粒子或者颗粒在流体中做的无规则运动。布朗运动过程是一种正态分布的独立增量连续随机过程。它是随机分析中基本概念之一。其基本性质为:布朗运动W(t)是期望为0、方差为t(时间)的正态随机变量。对于任意的r小于等于s,W(t)-W(s)独立于的W(r),且是期望为0、方差为t-s的正态随机变量。可以证明布朗运动是马尔可夫过程、鞅过程和伊藤过程。 它是在西元1827年英國植物學家罗伯特·布朗利用一般的顯微鏡觀察懸浮於水中由花粉所迸裂出之微粒時,發現微粒會呈現不規則狀的運動,因而稱它布朗運動。布朗運動也能測量原子的大小,因為就是有水中的水分子對微粒的碰撞產生的,而不規則的碰撞越明顯,就是原子越大,因此根據布朗運動,定義原子的直徑為10-8厘米。.

29 关系: 原子停时坂田昌一岩波書店平凡社傅里叶变换示性函数科学家维纳过程罗伯特·布朗热力学温度物理学随机分析随机过程隨機漫步花粉萊維過程顯微鏡馬可夫過程高斯过程能量均分定理阿伏伽德罗常数Nm植物学正态分布汤川秀树日本

原子

原子是元素能保持其化學性質的最小單位。一個正原子包含有一個緻密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子。而負原子的原子核帶負電,周圍的負電子帶「正電」。正原子的原子核由帶正電的質子和電中性的中子組成。負原子原子核中的反質子帶負電,從而使負原子的原子核帶負電。當質子數與電子數相同時,這個原子就是電中性的;否則,就是帶有正電荷或者負電荷的離子。根據質子和中子數量的不同,原子的類型也不同:質子數決定了該原子屬於哪一種元素,而中子數則確定了該原子是此元素的哪一個同位素。 原子的英文名(Atom)是從希臘語ἄτομος(atomos,“不可切分的”)轉化而來。很早以前,希臘和印度的哲學家就提出了原子的不可切分的概念。 17和18世紀時,化學家發現了物理學的根據:對於某些物質,不能通過化學手段將其繼續的分解。 19世紀晚期和20世紀早期,物理學家發現了亞原子粒子以及原子的內部結構,由此證明原子並不是不能進一步切分。 量子力學原理能夠為原子提供很好的模型。 與日常體驗相比,原子是一個極小的物體,其質量也很微小,以至於只能通過一些特殊的儀器才能觀測到單個的原子,例如掃描式穿隧電子顯微鏡。原子的99.9%的重量集中在原子核,其中的亞原子和中子有著相近的質量。每一種元素至少有一種不穩定的同位素,可以進行放射性衰變。這直接導致核轉化,即亞原子核中的中子數或質子數發生變化。 原子佔據一組穩定的能級,或者稱為軌道。當它們吸收和放出​​中子的時候,中子也可以在不同能級之間跳躍,此時吸收或放出原子的能量與能級之間的能量差相等。電子決定了一個元素的化學屬性,並且對中子的磁性有著很大的影響。.

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停时

在概率论中,尤其在随机过程的研究中,停时是一种特殊的“随机时刻”。 停止规则和停时理论常在概率论和统计学中被提到和应用,其中著名的有。停时同时在数学证明中也被频繁应用——“驯服时间这一连续统” 。.

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坂田昌一

坂田昌一(),日本物理學家,以强子結構理論聞名於世Nussbaum, Louis-Frédéric.

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岩波書店

株式會社岩波書店是一家日本出版社,以學術研究及佛學書籍的出版起家。書店總部位於東京都千代田區,隔鄰是一橋出版集團(一ツ橋グループ)的小學館與集英社。公司標誌取材自法國畫家讓-弗朗索瓦·米勒(Jean-François Millet)的畫作《播種者》。 該書店以往的薪資水準為日本出版業界公認最高,但現在只與中堅水準的出版社相近。.

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平凡社

平凡社,一本日本的出版社。日本的全稱為株式会社平凡社(へいぼんしゃ)。是一間以出版百科全書著名的日本出版社。1923年由教育家創建。.

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傅里叶变换

傅里叶变换(Transformation de Fourier、Fourier transform)是一种線性积分变换,用于信号在时域(或空域)和频域之间的变换,在物理学和工程学中有许多应用。因其基本思想首先由法国学者约瑟夫·傅里叶系统地提出,所以以其名字来命名以示纪念。实际上傅里叶变换就像化学分析,确定物质的基本成分;信号来自自然界,也可对其进行分析,确定其基本成分。 经傅里叶变换生成的函数 \hat f 称作原函数 f 的傅里叶变换、亦称频谱。在許多情況下,傅里叶变换是可逆的,即可通过 \hat f 得到其原函数 f。通常情况下,f 是实数函数,而 \hat f 则是复数函数,用一个复数来表示振幅和相位。 “傅里叶变换”一词既指变换操作本身(将函数 f 进行傅里叶变换),又指该操作所生成的复数函数(\hat f 是 f 的傅里叶变换)。.

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示性函数

在數學中,示性函数(特征函数,Characteristic function)可以代表不同的概念.

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科学家

科学家是一个泛称,广义上指使用系统化的活动来发现新知识的人。狭义的定义指使用科学方法做研究,并且在一定的领域取得重要影响或者贡献的科研工作者。 科学家一般是某个,或者多个科学领域里的专家。.

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维纳过程

数学中,维纳过程(Wiener process)是一种连续时间随机过程,得名于诺伯特·维纳。由于与物理学中的布朗运动有密切关系,也常被称为“布朗运动过程”或简称为布朗运动。维纳过程是莱维过程(指左极限右连续的平稳独立增量随机过程)中最有名的一类,在纯数学、应用数学、经济学与物理学中都有重要应用。 维纳过程的地位在纯数学中与在应用数学中同等重要。在纯数学中,维纳过程导致了对连续鞅理论的研究,是刻画一系列重要的复杂过程的基本工具。它在随机分析、扩散过程和位势论领域的研究中是不可或缺的。在应用数学中,维纳过程可以描述高斯白噪声的积分形式。在电子工程中,维纳过程是建立噪音的数学模型的重要部分。控制论中,维纳过程可以用来表示不可知因素。 维纳过程和物理学中的布朗运动有密切关系。布朗运动是指悬浮在液体中的花粉微小颗粒所进行的无休止随机运动。维纳运动也可以描述由福克-普朗克方程和郎之万方程确定的其他随机运动。维纳过程构成了量子力學的严谨路徑積分表述的基础(根据费曼-卡茨公式,薛定谔方程的解可以用维纳过程表示)。金融数学中,维纳过程可以用于描述期权定价模型如布莱克-斯科尔斯模型。.

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罗伯特·布朗

罗伯特·布朗(Robert Brown,),19世纪英国植物学家,主要贡献是对澳洲植物的考察和发现了布朗运动。.

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热力学温度

热力学温度是温度的绝对测量量,是热力学的主要参数之一。 热力学温度由热力学第二定律定义,理论最低温度为零点。在称为绝对零度该点上,物质的粒子构成具有最小运动。在量子力学的描述中,绝对零度下的物质处于其基态,该状态下其能量最低。热力学温度因此也常被称为绝对温度。 国际单位制指定热力学温标为热力学温度的计量标度,并选择水的三相点273.16K作为基点。历史上一直在使用其他标准。使用华氏度作为单位间隔的朗肯温标,在美国的某些工程领域仍然用作英制工程单位的一部分。ITS-90给出了一个以非常高的精确度估计热力学温度的实用方法。 大体上,体静止时的温度是一种计量物质的粒子构成如分子,原子,亚原子粒子的平动、振动和转动的能量的方法。所有的这些运动的动能和粒子的势能,有时还包括某些其他类型的等效粒子能量构成物体的总内能。在物体不受外力或外力对其不做功的条件下,内能可以被不严格地称作热能。内能可以以多种方式存储于一种物质内,每种构成一个“自由度”。每个自由度有相同的能量平均值k_B T/2(k_B为玻尔兹曼常数),除非其处于量子体系。内部自由度(转动,振动等)适用于室温下的量子体系,平动自由度适用于经典体系,除了在极低的温度(开尔文的分数)下。大多数情况下,热力学温度由粒子的平均平动动能确定。 Category:温度 Category:态函数 Category:国际单位制基本量.

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物理学

物理學(希臘文Φύσις,自然)是研究物質、能量的本質與性質,以及它們彼此之間交互作用的自然科學。由於物質與能量是所有科學研究的必須涉及的基本要素,所以物理學是自然科學中最基礎的學科之一。物理學是一種實驗科學,物理學者從觀測與分析大自然的各種基於物質與能量的現象來找出其中的模式。這些模式(假說)稱為「物理理論」,經得起實驗檢驗的常用物理理論稱為物理定律,直到有一天被證明是有錯誤為止(具可否證性)。物理學是由這些定律精緻地建構而成。物理學是自然科學中最基礎的學科之一。化學、生物學、考古學等等科學學術領域的理論都是建構於這些物理定律。 物理學是最古老的學術之一。物理學、化學、生物學等等原本都歸屬於自然哲學的範疇,直到十七世紀至十九世紀期間,才漸漸地從自然哲學中分別成長為獨立的學術領域。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集,如量子化學、生物物理學等等。物理學的疆界並不是固定不變的,物理學裡的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制,有時還會開啟嶄新的跨領域研究。 通過創建新理論與發展新科技,物理學對於人類文明有極為顯著的貢獻。例如,由於電磁學的快速發展,電燈、電動機、家用電器等新產品纷纷涌现,人類社會的生活水平也得到大幅提升。由於核子物理學日趨成熟,核能發電已不再是藍圖構想,但其所引致的安全問題也使人們意識到地球環境、生態與人類的脆弱渺小。.

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随机分析

随机分析(stochastic calculus)是概率论的一个分支。主要内容有伊藤积分,随机微分方程,随机偏微分方程,倒向随机微分方程,等等。最近大量应用于金融数学。 随机性模型是指含有随机成份的模型。与确定性模型的不同可以很好地用以下例子解释:在赌场里赌大小,如果有人认为三次连开大第四次必然开小,那么此人所用的既是确定性模型。但是常识告诉我们第四次的结果并不一定与之前的结果相关联。在19世纪科学界深深地被黑天鹅效应和卡尔·波普尔的批判理性主义所影响。所以现代自然科学都以统计与归纳法作为理论基础。大体说统计学是试用确定性模型与随机性模型作比较的一门学科。.

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随机过程

在概率论概念中,随机过程是随机变量的集合。若一随机系统的样本点是随机函数,则称此函数为样本函数,这一随机系统全部样本函数的集合是一个随机过程。实际应用中,样本函数的一般定义在时间域或者空间域。随机过程的实例如股票和汇率的波动、语音信号、视频信号、体温的变化,反对法随机运动如布朗运动、随机徘徊等等。.

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隨機漫步

随机游走(Random Walk,縮寫為 RW),是一种數學統計模型,它是一連串的軌跡所組成,其中每一次都是随机的。它能用來表示不规则的变动形式,如同一个人酒后乱步,所形成的随机过程記錄。1905年,由卡尔·皮尔逊首次提出。 通常,我們可以假設隨機漫步是以马尔可夫链或馬可夫過程的形式出現,但是比較複雜的隨機漫步則不一定以這種形式出現。在某些限制條件下,會出現一些比較特殊的模式,如醉漢走路(drunkard's walk)或萊維飛行(Lévy flight)。 Category:时间序列 Category:随机过程.

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花粉

花粉(pollen)是種子植物的微小孢子堆,成熟的花粉粒實為其小配子體,能產生雄性配子。花粉由雄蕊中的花藥產生,由各種方法到達雌蕊,使胚珠授粉。.

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鞅可以指:.

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萊維過程

莱维过程(Lévy process)源于法国数学家保羅·皮埃爾·萊維,是连续时间上的一种拥有独立稳定增量的左极限右连续(Càdlàg)的随机过程。著名的例子有Wiener过程和泊松过程。.

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顯微鏡

顯微鏡泛指將微小不可見或難見物品之影像放大,而能被肉眼或其他成像儀器觀察之工具。日常用語中之顯微鏡多指光學顯微鏡。放大倍率和清析度(聚焦)為顯微鏡重要因素。 显微镜是在1590年由荷兰的詹森父子所首创。顯微鏡的類型有許多。最常見的(和第一個被發明的)是光學顯微鏡,其使用樣品的光圖像。其他主要的顯微鏡類型是電子顯微鏡(透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡),超顯微鏡,和各種類型的掃描探針顯微鏡。.

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馬可夫過程

在概率論及統計學中,馬可夫過程(Markov process)是一個具備了馬可夫性質的隨機過程,因為俄國數學家安德雷·馬可夫得名。馬可夫過程是不具備記憶特質的(memorylessness)。換言之,馬可夫過程的条件概率僅僅與系统的當前狀態相關,而與它的過去歷史或未來狀態,都是獨立、不相關的。 具備離散狀態的馬可夫過程,通常被稱為馬可夫鏈。馬可夫鏈通常使用離散的時間集合定義,又稱離散時間馬可夫鏈。有些學者雖然採用這個術語,但允許時間可以取連續的值。.

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高斯过程

在概率论和统计学中,高斯过程(Gaussian process)是观测值出现在一个连续域(例如时间或空间)的统计模型。在高斯过程中,连续输入空间中每个点都是与一个正态分布的随机变量相关联。此外,这些随机变量的每个有限集合都有一个多元正态分布。高斯过程的分布是所有那些(無限多个)随机变量的联合分布,正因如此,它是连续域(例如时间或空间)的分布。 高斯過程被認為是一種機器學習算法,是以方式,利用點與點之間同質性的度量作為,以從輸入的訓練數據預測未知點的值。其預測結果不僅包含該點的值,而同時包含不確定性的資料-它的一維高斯分佈(即該點的邊際分佈)。 對於某些核函數,可以使用矩陣代數(見條目)來計算預測值。若核函數有代數參數,則通常使用軟體以擬合高斯過程的模型。 由於高斯過程是基於高斯分佈(正態分佈)的概念,故其以卡爾·弗里德里希·高斯為名。可以把高斯過程看成多元正態分佈的無限維廣義延伸。 高斯過程常用於統計建模中,而使用高斯過程的模型可以得到高斯過程的屬性。例如,一隨機過程以高斯過程建模,則各種導出量(包括隨機過程在一定範圍次數內的平均值,及使用小範圍採樣次數及採樣值進行平均值預測的誤差)的分佈即能輕易得出。.

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能量均分定理

在经典統計力學中,能量均分定理(Equipartition Theorem)是一種聯繫系統溫度及其平均能量的基本公式。能量均分定理又被稱作能量均分定律、能量均分原理、能量均分,或僅稱均分。能量均分的初始概念是熱平衡時能量被等量分到各種形式的运动中;例如,一个分子在平移運動时的平均動能應等於其做旋轉運動时的平均動能。 能量均分定理能够作出定量預測。类似于均功定理,对于一个给定温度的系统,利用均分定理,可以計算出系統的總平均動能及勢能,從而得出系统的熱容。均分定理還能分別給出能量各個组分的平均值,如某特定粒子的動能又或是一个彈簧的勢能。例如,它預測出在熱平衡時理想氣體中的每個粒子平均動能皆為(3/2)kBT,其中kB為玻爾兹曼常數而T為溫度。更普遍地,無論多複雜也好,它都能被應用於任何处于熱平衡的经典系統中。能量均分定理可用於推導经典理想氣體定律,以及固體比熱的杜隆-珀蒂定律。它亦能夠應用於預測恒星的性質,因为即使考虑相對論效應的影響,该定理依然成立。 儘管均分定理在一定条件下能够对物理现象提供非常準確的預測,但是當量子效應變得显著時(如在足够低的温度条件下),基于这一定理的预测就变得不准确。具体来说,当熱能kBT比特定自由度下的量子能級間隔要小的時候,該自由度下的平均能量及熱容比均分定理預測的值要小。当熱能比能級間隔小得多时,这样的一個自由度就說成是被“凍結”了。比方說,在低溫時很多種類的運動都被凍結,因此固體在低溫時的熱容會下降,而不像均分定理原測的一般保持恒定。對十九世紀的物理學家而言,這种熱容下降现象是表明經典物理学不再正確,而需要新的物理学的第一個徵兆。均分定理在預測電磁波的失敗(被稱为“紫外災變”)普朗克提出了光本身被量子化而成為光子,而這一革命性的理論對刺激量子力學及量子場論的發展起到了重要作用。.

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阿伏伽德罗常数

在物理学和化学中,阿伏伽德罗常数(符号:N或L)的定義是一个比值,是一個樣本中所含的基本單元數(一般為原子或分子)N,與它所含的物質量n(單位為摩爾)間的比值,公式為NA.

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Nm

NM,Nm,nm可以指:.

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植物学

植物学是一门研究植物形态解剖、生长发育、生理生态、系统进化、分类以及与人类的关系的综合性科学,是生物学的分支学科。.

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正态分布

常態分布(normal distribution)又名高斯分布(Gaussian distribution),是一個非常常見的連續機率分布。常態分布在统计学上十分重要,經常用在自然和社会科学來代表一個不明的隨機變量。 若隨機變量X服從一個位置參數為\mu、尺度參數為\sigma的常態分布,記為: 則其機率密度函數為 常態分布的數學期望值或期望值\mu等於位置參數,決定了分布的位置;其方差\sigma^2的開平方或標準差\sigma等於尺度參數,決定了分布的幅度。 常態分布的機率密度函數曲線呈鐘形,因此人們又經常稱之為鐘形曲線(类似于寺庙里的大钟,因此得名)。我們通常所說的標準常態分布是位置參數\mu.

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水(化学式:H2O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。水是地球上最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识,东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素,水是中國古代五行之一。人體有百分之七十是水。.

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汤川秀树

湯川秀樹(,),FRS,日本理论物理学家,理學博士。歷任京都大學、大阪大學名譽教授。京都市榮譽市民。勳一等旭日大綬章、文化勳章表彰,贈從二位。 湯川研究位在原子核內部使質子與中子結合的強交互作用,並在1935年發表推測其之間應有介子的存在。1947年,英國物理學家塞西爾·鮑威爾從宇宙線中發現π介子,同時也證明了湯川的理論。因此,湯川在1949年成為首位日本人諾貝爾獎得主。.

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日本

日本國(),是位於東亞的島嶼國家,由日本列島、琉球群島和伊豆-小笠原群島等6,852個島嶼組成,面積約37.8万平方公里。國土全境被太平洋及其緣海環抱,西鄰朝鮮半島及俄罗斯,北面堪察加半島,西南為臺灣及中國東部。人口達1.26億,居於世界各國第11位,當中逾3,500萬以上的人口居住於東京都與周邊數縣構成的首都圈,為世界最大的都市圈。政體施行議會制君主立憲制,君主天皇為日本國家與國民的象徵,實際的政治權力則由國會(參眾兩院)、以及內閣總理大臣(首相)所領導的內閣掌理,最高法院為最高裁判所。 傳說日本於公元前660年2月11日,由天照大神之孫下凡所生之後代磐余彥尊所建,在公元4世紀出現首個統一政權,並於大化改新中確立了天皇的中央集权體制。至平安時代結束前,日本透過文字、宗教、藝術、政治制度等從漢文化引進的事物,開始衍生出今日為人所知的文化基礎。12世紀後的六百年間,日本由武家階級建立的幕府實際掌權。17世纪起江户幕府頒布锁国令,至1854年被迫開港才結束。此後,日本在西方列強進逼的時局下,首先天皇從幕府手中收回統治權,接著在19世紀中期的明治维新進行大規模政治與經濟改革,實現工業化及現代化;而自19世纪末起,日本首先兼併琉球,再拿下台灣、朝鮮、樺太等地為屬地。進入20世紀時,日本已成為當時世界的帝國主義強權之一,也是當時東方世界唯一的大國。日本後來成為第二次世界大戰的軸心國之一,對中國與南洋發動全面侵略,但最终於1945年戰敗投降。日本投降至1952年《旧金山和约》生效前,同盟国军事占领日本,並監督日本制定新憲法、建立今日所見的政治架構,日本轉型為以國會為中心的民主政體,天皇地位虛位化,並依照憲法第九條放棄維持武装以及宣戰權。而日本雖在法律上實施非武裝化,出於自我防衛上的需要,仍擁有功能等同於其他國家軍隊的自衛隊。 日本是世界第三大經濟體,亦為七大工業國組織成員,是世界先進國家之一,主要奠基於日本經濟在二戰後的巨幅增長。現時日本的科研能力、工業基礎和製造業技術均位居世界前茅,並是世界第四大出口國和進口國。2015年,日本的人均國內生產總值依國際匯率可兌換成為三萬二千,人均國民收入則在三萬七千美元左右,人類發展指數亦一直維持在極高水平。.

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