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归谬法证明《随机过程》布朗运动理论基本假设不成立

已有 1473 次阅读 2022-8-8 09:38 |个人分类:随机过程|系统分类:科研笔记

一、归谬法

归谬法是一种揭露、反驳或推翻谬误和错误判断的逻辑方法。

归谬法首先假设被反驳的判断为真,然后通过正确的逻辑推理,推出一个与已知为真的科学事实或科学理论相悖的结论,从而否定假设,证明被反驳的判断为假,不能成立。

二、布朗运动瞬时速度观测结果

2010年,美国德克萨斯大学的李统藏利用激光光镊技术首次实验测量到了悬浮布朗粒子的瞬时速度(图1),实验结果表明:布朗运动瞬时速度为平均功率有限的白噪声

图5.png

图1 布朗运动瞬时速度测量实验结果

布朗运动是一种广泛存在于自然界和人类社会实践活动中的随机运动。自然科学、工程技术和社会科学等领域的观察和实验结果也表明:陀螺随机游走、表面微观形貌和股票价格波动等不同形式布朗运动的瞬时速度均为平均功率有限的白噪声(图2)。

图 规律.png

图2 不同形式布朗运动的瞬时速度

三、归谬法证明《随机过程》布朗运动理论基本假设不成立

x(t)为一个布朗粒子在t时刻的位移,《随机过程》教科书在布朗运动(维纳过程)定义中给出了如下的基本假设:

x(t)N0σ2t

即布朗粒子在t时刻的位移x(t)服从均值为零、方差为σ2t的正态分布

假设x(t)N0σ2t的判断为真,《随机过程》教科书由此推导出了布朗粒子平均速度的极限

公式.png

并得出了“布朗运动瞬时速度无穷大(不存在)”和“布朗运动路径处处不可导”的结论,与图1和图2所示的布朗运动瞬时速度观测结果矛盾

因此,x(t)N0σ2t判断不能成立,《随机过程》布朗运动理论的基本假设被推翻。


参考:

布朗运动理论中的反常问题及原因分析(预印本)




https://blog.sciencenet.cn/blog-3418723-1350395.html

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