النظام الحتمي

في الرياضيات وعلوم الحاسوب والفيزياء ، يُعرف النظام الحتمي بأنه نظام لا يتضمن أي عنصر عشوائي في تطور حالاته المستقبلية. ^{[ 1 ]} وبالتالي ، فإن النموذج الحتمي سيُنتج دائمًا نفس المخرجات من حالة ابتدائية أو شرط بداية مُعطى.

تمثل القوانين الفيزيائية التي تُوصف بالمعادلات التفاضلية أنظمة حتمية، على الرغم من صعوبة وصف حالة النظام بدقة عند لحظة زمنية معينة. في ميكانيكا الكم ، تُعد معادلة شرودنغر ، التي تصف التطور الزمني المستمر لدالة الموجة للنظام ، حتمية. مع ذلك، تبدو العلاقة بين دالة الموجة للنظام وخصائصه القابلة للملاحظة غير حتمية.

تُعتبر الأنظمة المدروسة في نظرية الفوضى حتمية. فلو عُرفت الحالة الابتدائية بدقة، لأمكن نظريًا التنبؤ بالحالة المستقبلية لهذا النظام . إلا أن المعرفة العملية بالحالة المستقبلية محدودة بدقة قياس الحالة الابتدائية، وتتميز الأنظمة الفوضوية باعتمادها الشديد على الشروط الابتدائية. ويمكن قياس هذه الحساسية للشروط الابتدائية باستخدام أسس ليابونوف . أما سلاسل ماركوف وغيرها من المسارات العشوائية، فهي ليست أنظمة حتمية، لأن تطورها يعتمد على خيارات عشوائية.

النموذج الحتمي للحوسبة ، كآلة تورينج الحتمية على سبيل المثال ، هو نموذج حوسبة تُحدد فيه الحالة السابقة كل حالة من حالات الآلة المتتالية والعمليات التي تُنفذها. أما الخوارزمية الحتمية فهي خوارزمية تُنتج، عند إدخال مُدخل مُحدد، نفس المُخرجات دائمًا، حيث تمر الآلة الأساسية دائمًا بنفس تسلسل الحالات.

قد توجد خوارزميات غير حتمية تعمل على جهاز حتمي، مثل الخوارزمية التي تعتمد على الاختيارات العشوائية. عادةً، تُستخدم مولدات الأرقام شبه العشوائية لهذه الاختيارات ، ولكن يمكن أيضًا استخدام عملية فيزيائية خارجية، مثل الأرقام الأخيرة من الوقت الذي تُحدده ساعة الحاسوب. مولد الأرقام شبه العشوائية هو خوارزمية حتمية، مصممة لإنتاج سلاسل من الأرقام تتصرف كسلاسل عشوائية. أما مولد الأرقام العشوائية المادي ، فقد يكون غير حتمي.

في علم الاقتصاد، يُعدّ نموذج رامزي-كاس-كوبمانز نموذجًا حتميًا. أما النموذج الاحتمالي المكافئ له فيُعرف بنظرية دورة الأعمال الحقيقية . وبما أن الحتمية ترتبط بالنمذجة في العلوم الطبيعية، فإن النموذج الحتمي ^{[ 2 ]} يستخدم البيانات الموجودة لنمذجة السلوك المستقبلي للنظام. يُعدّ النموذج الحتمي مفيدًا للأنظمة التي لا تشهد سلوكًا متكررًا أو غير متوقع، إلا إذا كان هذا السلوك موجودًا بالفعل في النظام من خلال البيانات الموجودة. يختلف هذا النوع من النمذجة عن النمذجة الاحتمالية ^{[ 2 ]} أو النمذجة التنبؤية ^{[ 3 ]} . تستخدم النمذجة الاحتمالية بيانات عشوائية في النموذج، بينما تستخدم النمذجة التنبؤية نموذجًا مُحددًا للتنبؤ بالسلوك المستقبلي للنظام. تُستخدم النماذج الحتمية في مختلف فروع العلوم الطبيعية، بما في ذلك الجيولوجيا، وعلم المحيطات ^{[ 4 ]} ، والفيزياء، وغيرها من التخصصات.

• النظام الحتمي (الفلسفة)
• النظام الديناميكي
• النمذجة العلمية
• النموذج الإحصائي
• عملية عشوائية