Superriippumattomuuden vapauttaminen: Avain monimutkaisten fyysisten järjestelmien ymmärtämiseen

Superriffence on käsite, jonka matemaatikko ja fyysikko David Ruelle esitteli 1970-luvulla. Se on tiettyjen fyysisten järjestelmien, kuten kaoottisten järjestelmien ominaisuus, joilla on epätavallinen tilastollinen käyttäytyminen. Järjestelmässä, jossa on välinpitämättömyys, tietyn tapahtumasarjan havainnoinnin todennäköisyys ei määräydy yksittäisten tapahtumien todennäköisyyksien perusteella, vaan pikemminkin sen mukaan, miten tapahtumat korreloivat keskenään.

Tämän käsitteen ymmärtämiseksi se voi olla hyödyllistä ottaa esimerkkiä. Kuvittele, että sinulla on korttipakka ja vedät pakasta yhden kortin kerrallaan. Jos kortit sekoitetaan satunnaisesti, minkä tahansa tietyn kortin nostamisen todennäköisyys on sama kuin minkä tahansa muun kortin nostamisen todennäköisyys. Jos kuitenkin tiedät, että kortteja ei sekoita satunnaisesti, vaan tietyn kaavan mukaan, tietyn kortin nostamisen todennäköisyys voi olla erilainen kuin minkä tahansa muun kortin nostamisen todennäköisyys.

Järjestelmässä, jossa on supervälinpitämättömyys, tapahtumien väliset korrelaatiot ei kuvata yksinkertaisella todennäköisyysjakaumalla, vaan pikemminkin monimutkaisemmalla matemaattisella objektilla, jota kutsutaan "supermatriiksi". Supermatriisi koodaa tapahtumien väliset korrelaatiot tavalla, jota ei ole mahdollista vangita perinteisellä todennäköisyysteorialla.

Yliriippuvuus on havaittu olevan monien fyysisten järjestelmien yhteinen ominaisuus, mukaan lukien kaoottiset järjestelmät, kvanttijärjestelmät ja tietyntyyppiset neuroverkot. Sen uskotaan liittyvän ajatukseen "informaatiohäviöstä" tai "informaation sekoitus", jossa tieto järjestelmän alkuolosuhteista katoaa tai sekoitetaan järjestelmän kehittyessä ajan myötä.

Yksi supervälinpitämättömyyden avainpiirteistä on, että se voi johtaa ei-laajaan tilastolliseen käyttäytymiseen, mikä tarkoittaa, että tietyn tapahtumasarjan havainnoinnin todennäköisyys ei riipu yksittäisten tapahtumien todennäköisyyksistä, vaan pikemminkin tavasta, jolla tapahtumat korreloivat keskenään. Tämä näkyy siinä, että superriippumattomuuden omaavan järjestelmän entropia voi olla negatiivinen, mikä ei ole mahdollista perinteisessä todennäköisyysteoriassa.

Yleensä välinpitämättömyys on kiehtova käsite, jolla on tärkeitä seurauksia monimutkaisten fysikaalisten järjestelmien ja niiden tilastollisen käyttäytymisen ymmärtämiseen. .