قانون القوة

مثال على رسم بياني لقانون القوة يوضح ترتيب الشعبية. على اليمين يوجد الذيل الطويل ، وعلى اليسار يوجد القليل الذي يهيمن (المعروف أيضًا باسم قاعدة 80-20 ).

في الرياضيات والعلوم ، يُعرف قانون القوة بأنه علاقة وظيفية بين كميتين، حيث يؤدي التغير النسبي في إحداهما إلى تغير نسبي في الأخرى يتناسب مع التغير مرفوعًا إلى أس ثابت: أي أن إحدى الكميتين تتغير كقوة للأخرى. ويكون هذا التغير مستقلاً عن القيمة الابتدائية لهاتين الكميتين.

فعلى سبيل المثال، ترتبط مساحة المربع بعلاقة أسية مع طول ضلعه، فإذا تضاعف الطول، تتضاعف المساحة بمقدار 2² ، وإذا تضاعف الطول ثلاث مرات، تتضاعف المساحة بمقدار 3² ، وهكذا. [ 1 ]

أمثلة تجريبية

تتبع توزيعات طيف واسع من الظواهر الفيزيائية والبيولوجية والبشرية تقريبًا قانون القوة ضمن نطاق واسع من المقادير، وتشمل هذه الظواهر أحجام الفوهات على سطح القمر والتوهجات الشمسية ، [ 2 ] وأحجام السحب، [ 3 ] وأنماط البحث عن الغذاء لدى مختلف الأنواع، [ 4 ] وأحجام أنماط نشاط الخلايا العصبية، [ 5 ] وتواتر الكلمات في معظم اللغات، وتواتر أسماء العائلات ، وتنوع الأنواع في مجموعات الكائنات الحية، [ 6 ] وأحجام انقطاعات التيار الكهربائي ، والانفجارات البركانية، [ 7 ] وتقييمات الإنسان لشدة المؤثرات ، [ 8 ] [ 9 ] والعديد من الكميات الأخرى. [ 10 ] لا يمكن للتوزيعات التجريبية أن تتوافق مع قانون القوة إلا ضمن نطاق محدود من القيم، لأن قانون القوة البحت يسمح بقيم كبيرة أو صغيرة بشكل تعسفي. ويتبع التوهين الصوتي قوانين القوة الترددية ضمن نطاقات ترددية واسعة للعديد من الوسائط المعقدة. تُعد قوانين القياس الألومتري للعلاقات بين المتغيرات البيولوجية من بين أفضل دوال قانون القوة المعروفة في الطبيعة.

ملكيات

عدم الاكتمال الإحصائي

لا يلتزم نموذج قانون القوة بالنموذج الإحصائي الكامل المرموق . فعلى وجه الخصوص، تغيب حدود الاحتمالية، التي يُعتقد أنها السبب وراء ظواهر الانحناء و/أو التسطح النموذجية في القطاعات البيانية عالية ومنخفضة التردد، بشكل بارامتري في النموذج القياسي. [ 11 ]

ثبات المقياس

إحدى سمات قوانين القوة هي ثباتها على المقياس . بالنظر إلى علاقةو(x)=أx-ك{\displaystyle f(x)=ax^{-k}}توسيع نطاق الحجةx{\displaystyle x}بمعامل ثابتج{\displaystyle c}لا يؤدي ذلك إلا إلى تغيير متناسب في حجم الدالة نفسها. أي،

و(جx)=أ(جx)-ك=ج-كو(x)و(x)،{\displaystyle f(cx)=a(cx)^{-k}=c^{-k}f(x)\propto f(x),\!}

أين{\displaystyle \propto }يشير إلى التناسب المباشر . أي، القياس بمعامل ثابت.ج{\displaystyle c}ببساطة، يتم ضرب علاقة قانون القوة الأصلية بالثابت.ج-ك{\displaystyle c^{-k}}وبالتالي، فإن جميع قوانين القوى ذات أس قياس معين متكافئة حتى عوامل ثابتة، لأن كل منها هو ببساطة نسخة مُقاسة من الأخرى. هذا السلوك هو ما يُنتج العلاقة الخطية عند أخذ اللوغاريتمات لكليهما.و(x){\displaystyle f(x)}وx{\displaystyle x}ويُطلق على الخط المستقيم في الرسم البياني اللوغاريتمي غالبًا اسم " علامة قانون القوة". في البيانات الحقيقية، يُعدّ هذا الاستقامة شرطًا ضروريًا، ولكنه غير كافٍ، لاتباع البيانات علاقة قانون القوة. في الواقع، توجد طرق عديدة لتوليد كميات محدودة من البيانات تُحاكي هذا السلوك المميز، ولكنها، في حدّها التقاربي، لا تُمثّل قوانين قوة حقيقية. لذا، يُعدّ التوفيق الدقيق لنماذج قانون القوة والتحقق من صحتها مجالًا بحثيًا نشطًا في الإحصاء؛ انظر أدناه.

عدم وجود قيمة متوسطة محددة بوضوح

قانون القوةx-ك{\displaystyle x^{-k}}له متوسط ​​محدد جيدًا علىx[1،){\displaystyle x\in [1,\infty )}فقط إذاك>2{\displaystyle k>2}ويكون لها تباين محدود فقط إذاك>3{\displaystyle k>3}معظم قوانين القوة المعروفة في الطبيعة لها أسس تجعل المتوسط ​​محددًا بدقة، بينما التباين غير محدد، مما يعني أنها قادرة على إظهار سلوك غير متوقع . [ 2 ] ويتجلى ذلك في تأثير إضافة الشخص صاحب أعلى دخل في العالم إلى عينة من الأفراد ذوي الدخل المماثل على متوسط ​​الدخل. [ 12 ] يُوزع الدخل وفقًا لقانون قوة يُعرف بتوزيع باريتو (على سبيل المثال، يُوزع صافي ثروة الأمريكيين وفقًا لقانون قوة ذي أس 2).

من جهة، يجعل هذا من غير الصحيح تطبيق الإحصاءات التقليدية القائمة على التباين والانحراف المعياري (مثل تحليل الانحدار ). [ 13 ] ومن جهة أخرى، يسمح هذا أيضًا بتدخلات فعّالة من حيث التكلفة. [ 12 ] على سبيل المثال، نظرًا لأن انبعاثات عوادم السيارات تتوزع وفقًا لقانون القوة بين السيارات (حيث تساهم سيارات قليلة جدًا في معظم التلوث)، فسيكون من الكافي إزالة تلك السيارات القليلة جدًا من الطريق لتقليل إجمالي الانبعاثات بشكل كبير. [ 14 ]

لكن الوسيط موجود بالفعل: بالنسبة لقانون القوة x k ، مع الأس ك>1{\displaystyle k>1}، تأخذ القيمة 2 1/( k – 1) x min ، حيث x min هي القيمة الدنيا التي ينطبق عليها قانون القوة. [ 2 ]

عالمية

قد يكون لتكافؤ قوانين القوى ذات أس قياس معين أصل أعمق في العمليات الديناميكية التي تولد علاقة قانون القوة. ففي الفيزياء، على سبيل المثال، ترتبط التحولات الطورية في الأنظمة الديناميكية الحرارية بظهور توزيعات قانون القوة لكميات معينة، تُعرف أسسها بالأسس الحرجة للنظام. ويمكن إثبات أن الأنظمة المتنوعة ذات الأسس الحرجة نفسها - أي التي تُظهر سلوك قياس متطابقًا عند اقترابها من الحالة الحرجة - تشترك، عبر نظرية مجموعة إعادة التطبيع ، في الديناميكيات الأساسية نفسها. فعلى سبيل المثال، يندرج سلوك الماء وثاني أكسيد الكربون عند نقاط غليانهما ضمن فئة عالمية واحدة نظرًا لتطابق أسسهما الحرجة. في الواقع، تُوصف جميع التحولات الطورية للمواد تقريبًا بمجموعة صغيرة من الفئات العالمية. وقد لوحظت ملاحظات مماثلة، وإن لم تكن شاملة بنفس القدر، لأنظمة حرجة ذاتية التنظيم ، حيث تكون النقطة الحرجة للنظام جاذبة . رسميًا، يُشار إلى هذا التشارك في الديناميكيات باسم العالمية ، ويُقال إن الأنظمة التي لها نفس الأسس الحرجة تنتمي إلى نفس فئة العالمية .

دوال قانون القوة

ينبع الاهتمام العلمي بعلاقات قانون القوة جزئيًا من سهولة توليدها بواسطة فئات عامة معينة من الآليات. [ 15 ] ويمكن أن يشير إثبات وجود علاقة قانون القوة في بعض البيانات إلى أنواع محددة من الآليات التي قد تكمن وراء الظاهرة الطبيعية قيد الدراسة، كما يمكن أن يدل على وجود صلة وثيقة بأنظمة أخرى تبدو غير ذات صلة؛ [ 16 ] انظر أيضًا إلى الشمولية أعلاه. ويعود انتشار علاقات قانون القوة في الفيزياء جزئيًا إلى القيود البُعدية ، بينما في الأنظمة المعقدة ، غالبًا ما يُعتقد أن قوانين القوة هي مؤشرات على التسلسل الهرمي أو على عمليات عشوائية محددة . ومن الأمثلة البارزة على قوانين القوة: قانون باريتو لتوزيع الدخل، والتشابه الذاتي الهيكلي للكسور الهندسية ، وقوانين القياس في الأنظمة البيولوجية ، وقوانين القياس في المدن . يُعد البحث في أصول علاقات قانون القوة، والجهود المبذولة لملاحظتها والتحقق منها في العالم الحقيقي، موضوعًا نشطًا للبحث في العديد من مجالات العلوم، بما في ذلك الفيزياء وعلوم الكمبيوتر واللغويات والجيوفيزياء وعلم الأعصاب وعلم التصنيف وعلم الاجتماع والاقتصاد وغيرها .

مع ذلك، ينبع جزء كبير من الاهتمام الحديث بقوانين القوة من دراسة التوزيعات الاحتمالية : إذ يبدو أن توزيعات مجموعة واسعة من الكميات تتبع شكل قانون القوة، على الأقل في ذيلها العلوي (الأحداث الكبيرة). ويربط سلوك هذه الأحداث الكبيرة هذه الكميات بدراسة نظرية الانحرافات الكبيرة (وتسمى أيضًا نظرية القيم المتطرفة )، التي تُعنى بدراسة تواتر الأحداث النادرة للغاية مثل انهيارات سوق الأسهم والكوارث الطبيعية الكبرى . ويُستخدم مصطلح "قانون القوة" بشكل أساسي في دراسة التوزيعات الإحصائية.

في السياقات التجريبية، تقريب لقانون القوةo(xك){\displaystyle o(x^{k})}غالباً ما يتضمن مصطلح انحرافε{\displaystyle \varepsilon }، والتي يمكن أن تمثل عدم اليقين في القيم المرصودة (ربما أخطاء القياس أو أخذ العينات) أو توفر طريقة بسيطة لانحراف الملاحظات عن دالة قانون القوة (ربما لأسباب عشوائية):

y=أxك+ε.{\displaystyle y=ax^{k}+\varepsilon .}

رياضياً، لا يمكن أن يكون قانون القوة الصارم توزيعًا احتماليًا، ولكن من الممكن أن يكون التوزيع عبارة عن دالة قوة مقطوعة :ص(x)=جx-α{\displaystyle p(x)=Cx^{-\alpha }}لx>xمين{\displaystyle x>x_{\text{min}}}حيث الأسα{\displaystyle \alpha }(الحرف اليوناني ألفا ، لا ينبغي الخلط بينه وبين عامل القياس)أ{\displaystyle a}إذا كانت القيمة المستخدمة أعلاه أكبر من 1 (وإلا فإن مساحة الذيل ستكون لانهائية)، فإن القيمة الدنياxمين{\displaystyle x_{\text{min}}}يلزم ذلك، وإلا فإن التوزيع سيكون ذا مساحة لانهائية عندما تقترب x من 0، والثابت C هو عامل قياس لضمان أن تكون المساحة الكلية 1، كما هو مطلوب في توزيع الاحتمالات. في أغلب الأحيان، يُستخدم قانون القوة التقاربي - وهو قانون صحيح فقط في النهاية؛ انظر توزيعات الاحتمالات لقانون القوة أدناه لمزيد من التفاصيل. عادةً ما يقع الأس في النطاق2<α<3{\displaystyle 2<\alpha <3}، وإن لم يكن ذلك دائماً. [ 10 ]

أمثلة

تم تحديد أكثر من مئة توزيع لقانون القوة في الفيزياء (مثل انهيارات أكوام الرمل)، وعلم الأحياء (مثل انقراض الأنواع وكتلة الجسم)، والعلوم الاجتماعية (مثل أحجام المدن والدخل). [ 17 ] ومن بينها:

الذكاء الاصطناعي

علم الفلك

علم الأحياء

كيمياء

علم المناخ

  • أحجام مناطق السحب ومحيطاتها، كما تُرى من الفضاء [ 3 ]
  • حجم خلايا زخات المطر [ 22 ]
  • تبديد الطاقة في الأعاصير [ 23 ]
  • أقطار العواصف الترابية على الأرض والمريخ [ 24 ]

العلوم العامة

الاقتصاد

تمويل

الرياضيات

الفيزياء

العلوم السياسية

علم النفس

المتغيرات

قانون القوة المخالف

تستخدم بعض نماذج دالة الكتلة الأولية قانون قوة مكسور؛ هنا Kroupa (2001) باللون الأحمر.

قانون القوة المكسور هو دالة متعددة الأجزاء ، تتكون من قانونين أو أكثر من قوانين القوة، بالإضافة إلى عتبة. على سبيل المثال، مع قانونين للقوة: [ 49 ]

و(x)xα1{\displaystyle f(x)\propto x^{\alpha _{1}}}لx<xذ{\displaystyle x<x_{\text{th}}}، و(x)xذα1-α2xα2 ل x>xذ.{\displaystyle f(x)\propto x_{\text{th}}^{\alpha _{1}-\alpha _{2}}x^{\alpha _{2}}{\text{ for }}x>x_{\text{th}}.}

قانون القوة المكسور بسلاسة

يمكن دمج أجزاء قانون القوة المكسور بسلاسة معًا لتكوين قانون قوة مكسور بسلاسة.

توجد طرق مختلفة لدمج قوانين القوة. أحد الأمثلة على ذلك هو التالي: [ 50 ]ln(yy0+أ)=ج0ln(xx0)+أنا=1نجأنا-جأنا-1وأناln(1+(xxأنا)وأنا){\displaystyle \ln \left({\frac {y}{y_{0}}}+a\right)=c_{0}\ln \left({\frac {x}{x_{0}}}\right)+\sum _{i=1}^{n}{\frac {c_{i}-c_{i-1}}{f_{i}}}\ln \left(1+\left({\frac {x}{x_{i}}}\right)^{f_{i}}\right)}أين0<x0<x1<<xن{\displaystyle 0<x_{0}<x_{1}<\cdots <x_{n}}.

عندما يتم رسم الدالة كرسم بياني لوغاريتمي مزدوج مع المحور الأفقيlnx{\displaystyle \ln x}والمحور الرأسي هوln(y/y0+أ){\displaystyle \ln(y/y_{0}+a)}، تتكون الحبكة منن+1{\displaystyle n+1}القطع المستقيمة ذات المنحدراتج0،ج1،...،جن{\displaystyle c_{0},c_{1},\dots ,c_{n}}، منفصلين عندx=x1،...،xن{\displaystyle x=x_{1},\dots ,x_{n}}، موصولة ببعضها بسلاسة. حجموأنا{\displaystyle f_{i}}يحدد مدى دقة الربط بين الأجزاءأنا-1،أنا{\displaystyle i-1,i}.

قانون القوة مع قطع أسي (قانون القوة المقتطع)

قانون القوة مع قطع أسي هو ببساطة قانون قوة مضروب في دالة أسية: [ 10 ]

و(x)x-αهـ-βx.{\displaystyle f(x)\propto x^{-\alpha }e^{-\beta x}.}

قانون القوة المنحني

و(x)xα+βx{\displaystyle f(x)\propto x^{\alpha +\beta x}}[ 51 ]

توزيعات احتمالية قانون القوة

بمعنى أوسع، فإن توزيع الاحتمال ذي قانون القوة هو توزيع تكون دالة كثافته (أو دالة كتلته في الحالة المنفصلة) على الشكل التالي، وذلك لقيم كبيرة منx{\displaystyle x}, [ 52 ]

P(X>x)ل(x)x-(α-1){\displaystyle P(X>x)\sim L(x)x^{-(\alpha -1)}}

أينα>1{\displaystyle \alpha >1}، ول(x){\displaystyle L(x)}هي دالة متغيرة ببطء ، وهي أي دالة تحقق الشرط التالي:ليمxل(رx)/ل(x)=1{\textstyle \lim _{x\to \infty }L(rx)/L(x)=1}لأي عامل إيجابير{\displaystyle r}هذه الخاصية لـل(x){\displaystyle L(x)}وينتج ذلك مباشرة عن الشرط الذيص(x){\displaystyle p(x)}أن تكون ثابتة المقياس تقاربياً؛ وبالتالي، فإن شكلل(x){\displaystyle L(x)}يتحكم فقط في شكل وامتداد الذيل السفلي. على سبيل المثال، إذال(x){\displaystyle L(x)}إذا كانت الدالة ثابتة، فسنحصل على قانون قوة ينطبق على جميع قيمx{\displaystyle x}في كثير من الحالات، يكون من الملائم افتراض حد أدنىxمأنان{\displaystyle x_{\mathrm {min} }}الذي يستند إليه القانون. بدمج هاتين الحالتين، وحيثx{\displaystyle x}إذا كان متغيرًا مستمرًا، فإن قانون القوة يأخذ شكل توزيع باريتو.

ص(x)=α-1xمين(xxمين)-α،{\displaystyle p(x)={\frac {\alpha -1}{x_{\min }}}\left({\frac {x}{x_{\min }}}\right)^{-\alpha },}

حيث العامل المسبق لـα-1xمين{\displaystyle {\frac {\alpha -1}{x_{\min }}}}هو ثابت التوحيد . يمكننا الآن دراسة عدة خصائص لهذا التوزيع. على سبيل المثال، تُعطى عزومه بالعلاقة التالية:

هـ(Xم)=xمينxمص(x)دx=α-1α-1-مxمينم{\displaystyle \mathbb {E} \left(X^{m}\right)=\int _{x_{\min }}^{\infty }x^{m}p(x)\,\mathrm {d} x={\frac {\alpha -1}{\alpha -1-m}}x_{\min }^{m}}

وهو أمر محدد جيدًا فقط لـم<α-1{\displaystyle m<\alpha -1}أي جميع اللحظاتمα-1{\displaystyle m\geq \alpha -1}يتباعد: عندماα2{\displaystyle \alpha \leq 2}، ويكون المتوسط ​​وجميع العزوم ذات الرتب الأعلى لانهائية؛ عندما2<α<3{\displaystyle 2<\alpha <3}يوجد المتوسط، لكن التباين والعزوم ذات الرتب العليا لا نهائية، وهكذا. بالنسبة للعينات ذات الحجم المحدود المسحوبة من هذا التوزيع، يشير هذا السلوك إلى أن مُقدِّرات العزم المركزي (مثل المتوسط ​​والتباين) للعزوم المتباعدة لن تتقارب أبدًا - فمع تراكم المزيد من البيانات، تستمر في النمو. تُسمى توزيعات الاحتمال ذات قانون القوة هذه أيضًا بتوزيعات باريتو، أو التوزيعات ذات ذيول باريتو، أو التوزيعات ذات الذيول المتغيرة بانتظام.

التعديل الذي لا يفي بالشكل العام أعلاه، مع قطع أسي، [ 10 ] هو

ص(x)ل(x)x-αهـ-λx.{\displaystyle p(x)\propto L(x)x^{-\alpha }\mathrm {e} ^{-\lambda x}.}

في هذا التوزيع، حد الاضمحلال الأسيهـ-λx{\displaystyle \mathrm {e} ^{-\lambda x}}وفي النهاية، يتغلب على سلوك قانون القوة عند قيم كبيرة جدًا لـx{\displaystyle x}لا يتناسب هذا التوزيع مع المقياس ، وبالتالي لا يتقارب مع قانون القوة؛ ومع ذلك، فإنه يتناسب تقريبًا مع المقياس ضمن منطقة محدودة قبل نقطة القطع. الشكل النقي المذكور أعلاه هو مجموعة فرعية من هذه العائلة، معλ=0{\displaystyle \lambda =0}يُعد هذا التوزيع بديلاً شائعاً لتوزيع قانون القوة التقاربي لأنه يلتقط بشكل طبيعي تأثيرات الحجم المحدود.

تُعدّ توزيعات تويدي عائلة من النماذج الإحصائية التي تتميز بالانغلاق تحت الالتفاف الجمعي والتكراري، وكذلك تحت تحويل المقياس. ونتيجةً لذلك، تُعبّر هذه النماذج جميعها عن علاقة أسية بين التباين والمتوسط. وتلعب هذه النماذج دورًا أساسيًا كبؤر للتقارب الرياضي ، على غرار دور التوزيع الطبيعي كبؤرة في نظرية النهاية المركزية . يُفسّر تأثير التقارب هذا سبب ظهور قانون القوة بين التباين والمتوسط ​​على نطاق واسع في العمليات الطبيعية، كما هو الحال مع قانون تايلور في علم البيئة، ومع قياس التذبذب [ 53 ] في الفيزياء. ويمكن أيضًا إثبات أن قانون القوة هذا، عند إثباته باستخدام طريقة توسيع الفئات ، يُشير إلى وجود ضوضاء 1/ f ، وأن هذه الضوضاء قد تنشأ كنتيجة لتأثير تقارب تويدي هذا. [ 54 ]

الأساليب البيانية للتعرف

على الرغم من اقتراح طرق أكثر تطورًا ودقة، فإن أكثر الطرق البيانية استخدامًا لتحديد توزيعات الاحتمالية ذات قانون القوة باستخدام عينات عشوائية هي مخططات باريتو الكمية-الكمية (أو مخططات باريتو Q-Q ) [ 55 ] ، ومخططات متوسط ​​العمر المتبقي [ 56 ] [ 57 ] ، ومخططات اللوغاريتم-اللوغاريتم . وهناك طريقة بيانية أخرى أكثر دقة تستخدم حزمًا من دوال الكمية المتبقية [ 58 ] . (يُرجى ملاحظة أن توزيعات قانون القوة تُسمى أيضًا توزيعات من نوع باريتو). يُفترض هنا الحصول على عينة عشوائية من توزيع احتمالي، وأننا نريد معرفة ما إذا كان ذيل التوزيع يتبع قانون القوة (بمعنى آخر، نريد معرفة ما إذا كان للتوزيع "ذيل باريتو"). وتُسمى العينة العشوائية هنا "البيانات".

مخططات باريتو Q-Q

تقارن مخططات باريتو Q-Q كميات البيانات المحولة لوغاريتميًا بالكميات المقابلة لتوزيع أسي بمتوسط ​​1 (أو بكميات توزيع باريتو القياسي) عن طريق رسم الأولى مقابل الأخيرة. إذا أشار مخطط التشتت الناتج إلى أن النقاط المرسومة تتقارب تقاربًا مقاربًا إلى خط مستقيم، فينبغي الاشتباه في توزيع قانون القوة. من عيوب مخططات باريتو Q-Q أنها لا تُظهر أداءً جيدًا عندما يكون مؤشر الذيل كبيرًا.α{\displaystyle \alpha }(يُسمى أيضًا مؤشر باريتو) يقترب من الصفر، لأن مخططات باريتو Q-Q ليست مصممة لتحديد التوزيعات ذات الذيول المتغيرة ببطء. [ 58 ]

مخططات متوسط ​​العمر المتبقي

من جهة أخرى، في نسختها الخاصة بتحديد توزيعات الاحتمالية ذات قانون القوة، تتألف مخططات متوسط ​​العمر المتبقي من تحويل البيانات لوغاريتميًا أولًا، ثم رسم متوسط ​​تلك البيانات المحولة لوغاريتميًا التي تتجاوز إحصائية الرتبة i مقابل إحصائية الرتبة i ، وذلك لـ i  =   ...، n ، حيث n هو حجم العينة العشوائية. إذا أشارت مخططات التشتت الناتجة إلى أن النقاط المرسومة تميل إلى الاستقرار حول خط مستقيم أفقي، فينبغي الاشتباه في وجود توزيع ذي قانون قوة. ولأن مخطط متوسط ​​العمر المتبقي حساس جدًا للقيم الشاذة (فهو ليس قويًا)، فإنه عادةً ما ينتج مخططات يصعب تفسيرها؛ ولهذا السبب، تُسمى هذه المخططات عادةً بمخططات هيل المرعبة. [ 59 ] 

مخططات لوغاريتمية

إن وجود خط مستقيم على الرسم البياني اللوغاريتمي-اللوغاريتمي هو دليل ضروري ولكنه غير كافٍ لقوانين القوة، ويتوافق ميل الخط المستقيم مع أس قانون القوة.

تُعدّ الرسوم البيانية اللوغاريتمية طريقة بديلة لفحص ذيل التوزيع بيانيًا باستخدام عينة عشوائية. يتم ذلك بأخذ لوغاريتم قانون القوة بالشكل التالي:و(x)=أxك{\displaystyle f(x)=ax^{k}}النتائج: [ 60 ]

سجل(و(x))=سجل(أxك)=سجل(أ)+سجل(xك)=سجل(أ)+كسجل(x)،{\displaystyle {\begin{aligned}\log(f(x))&=\log(ax^{k})\\&=\log(a)+\log(x^{k})\\&=\log(a)+k\cdot \log(x),\end{aligned}}}

والذي يشكل خطًا مستقيمًا بميلك{\displaystyle k}على مقياس لوغاريتمي مزدوج. مع ذلك، يجب توخي الحذر، إذ أن الرسم البياني اللوغاريتمي المزدوج ضروري ولكنه غير كافٍ لإثبات وجود علاقة قانون القوة، حيث ستظهر العديد من التوزيعات غير الخاضعة لقانون القوة كخطوط مستقيمة على هذا المقياس. [ 10 ] [ 61 ] تتضمن هذه الطريقة رسم لوغاريتم مُقدِّر احتمالية ظهور عدد معين من التوزيع مقابل لوغاريتم ذلك العدد. عادةً، يكون هذا المُقدِّر هو نسبة تكرار ظهور العدد في مجموعة البيانات. إذا مالت النقاط في الرسم البياني إلى التقارب نحو خط مستقيم للأعداد الكبيرة على المحور السيني، يستنتج الباحث أن التوزيع له ذيل قانون القوة. نُشرت أمثلة على تطبيق هذا النوع من الرسوم البيانية. [ 62 ] من عيوب هذه الرسوم البيانية أنها تتطلب كميات هائلة من البيانات للحصول على نتائج موثوقة. إضافةً إلى ذلك، فهي مناسبة فقط للبيانات المنفصلة (أو المُجمَّعة).

مخططات الحزم

تم اقتراح طريقة بيانية أخرى لتحديد توزيعات الاحتمال ذات قانون القوة باستخدام عينات عشوائية. [ 58 ] تتكون هذه المنهجية من رسم حزمة للعينة المحولة لوغاريتميًا . وقد طُرحت في الأصل كأداة لاستكشاف وجود العزوم ودالة توليد العزوم باستخدام عينات عشوائية، وتعتمد منهجية الحزمة على دوال الكمية المتبقية (RQFs) ، والتي تُسمى أيضًا دوال النسبة المئوية المتبقية، [63] [64] [65] [66] [67] [68 ] [69] والتي توفر توصيفًا كاملاً لسلوك ذيل العديد من توزيعات الاحتمال المعروفة ، بما في ذلك توزيعات قانون القوة ، والتوزيعات ذات الأنواع الأخرى من الذيول الثقيلة، وحتى التوزيعات غير الثقيلة الذيل. لا تعاني رسومات الحزمة من عيوب رسومات باريتو Q-Q، ورسومات متوسط ​​العمر المتبقي، ورسومات اللوغاريتم-اللوغاريتم المذكورة أعلاه (فهي قوية في مواجهة القيم الشاذة، وتسمح بتحديد قوانين القوة بصريًا ذات القيم الصغيرة).α{\displaystyle \alpha }ولا تتطلب جمع الكثير من البيانات). بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحديد أنواع أخرى من سلوك الذيل باستخدام مخططات الحزم.

رسم توزيعات قانون القوة

بشكل عام، تُرسَم توزيعات قانون القوة على محاور لوغاريتمية مزدوجة ، مما يُبرز منطقة الذيل العلوي. وأنسب طريقة للقيام بذلك هي عبر التوزيع التراكمي التكميلي (ccdf)، أي دالة البقاء .P(x)=برو(X>x){\displaystyle P(x)=\Pr(X>x)}،

P(x)=برو(X>x)=جxص(X)دX=α-1xمين-α+1xX-αدX=(xxمين)-(α-1).{\displaystyle P(x)=\Pr(X>x)=C\int _{x}^{\infty }p(X)\,\mathrm {d} X={\frac {\alpha -1}{x_{\min }^{-\alpha +1}}}\int _{x}^{\infty }X^{-\alpha }\,\mathrm {d} X=\left({\frac {x}{x_{\min }}}\right)^{-(\alpha -1)}.}

دالة التوزيع التراكمي هي أيضًا دالة أسية، ولكن بمعامل قياس أصغر. بالنسبة للبيانات، فإن الشكل المكافئ لدالة التوزيع التراكمي هو أسلوب الرتبة والتكرار، حيث نقوم أولاً بفرزن{\displaystyle n}قم بترتيب القيم المرصودة تصاعديًا، وارسمها بيانيًا مقابل المتجه.[1،ن-1ن،ن-2ن،...،1ن]{\displaystyle \left[1,{\frac {n-1}{n}},{\frac {n-2}{n}},\dots ,{\frac {1}{n}}\right]}.

على الرغم من سهولة تقسيم البيانات إلى فئات لوغاريتمية، أو تنعيم دالة كثافة الاحتمال (الكتلة) مباشرةً، إلا أن هذه الطرق تُدخل تحيزًا ضمنيًا في تمثيل البيانات، ولذا يُنصح بتجنبها. [ 10 ] [ 70 ] من ناحية أخرى، تُعد دالة البقاء أكثر مقاومةً (وإن لم تكن خالية تمامًا) لمثل هذه التحيزات في البيانات، وتحافظ على الطابع الخطي على المحاور اللوغاريتمية المزدوجة. مع أن تمثيل دالة البقاء يُفضّل على تمثيل دالة كثافة الاحتمال عند مطابقة قانون القوة مع البيانات باستخدام طريقة المربعات الصغرى الخطية، إلا أنه لا يخلو من عدم الدقة الرياضية. لذا، يُوصى باستخدام مُقدِّر الاحتمال الأقصى عند تقدير أسس توزيع قانون القوة.

تقدير الأس من البيانات التجريبية

توجد طرق عديدة لتقدير قيمة أس القياس لذيل قانون القوة، إلا أن بعضها لا يُعطي نتائج غير متحيزة ومتسقة . وتعتمد بعض أكثر التقنيات موثوقية على طريقة الاحتمال الأقصى . أما الطرق البديلة فتعتمد غالبًا على إجراء انحدار خطي على دالة الاحتمال اللوغاريتمية، أو دالة التوزيع التراكمي اللوغاريتمية، أو على البيانات المصنفة لوغاريتميًا، ولكن ينبغي تجنب هذه الطرق لأنها قد تؤدي جميعها إلى تقديرات متحيزة للغاية لأس القياس. [ 10 ]

أقصى احتمال

بالنسبة للبيانات ذات القيم الحقيقية والمستقلة والموزعة توزيعًا متطابقًا ، نقوم بتطبيق توزيع قانون القوة بالشكل التالي:

ص(x)=α-1xمين(xxمين)-α{\displaystyle p(x)={\frac {\alpha -1}{x_{\min }}}\left({\frac {x}{x_{\min }}}\right)^{-\alpha }}

إلى البياناتxxمين{\displaystyle x\geq x_{\min }}، حيث المعاملα-1xمين{\displaystyle {\frac {\alpha -1}{x_{\min }}}}يتم تضمينها لضمان تطبيع التوزيع . بالنظر إلى خيار لـxمين{\displaystyle x_{\min }}تصبح دالة الاحتمالية اللوغاريتمية كما يلي:

ل(α)=سجلأنا=1نα-1xمين(xأناxمين)-α{\displaystyle {\mathcal {L}}(\alpha )=\log \prod _{i=1}^{n}{\frac {\alpha -1}{x_{\min }}}\left({\frac {x_{i}}{x_{\min }}}\right)^{-\alpha }} يتم إيجاد الحد الأقصى لهذا الاحتمال عن طريق التفاضل بالنسبة للمعاملα{\displaystyle \alpha }بجعل النتيجة مساوية للصفر. عند إعادة الترتيب، ينتج عن ذلك معادلة التقدير التالية:

α^=1+ن[أنا=1نlnxأناxمين]-1{\displaystyle {\hat {\alpha }}=1+n\left[\sum _{i=1}^{n}\ln {\frac {x_{i}}{x_{\min }}}\right]^{-1}}

أين{xأنا}{\displaystyle \{x_{i}\}}هين{\displaystyle n}نقاط البياناتxأناxمين{\displaystyle x_{i}\geq x_{\min }}[ 2 ] [ 71 ] يُظهر هذا المُقدِّر انحيازًا صغيرًا لحجم عينة محدود من الرتبةيا(ن-1){\displaystyle O(n^{-1})}وهو صغير عندما يكون n  >  100. علاوة على ذلك، فإن الخطأ المعياري للتقدير هوσ=α^-1ن+يا(ن-1){\displaystyle \sigma ={\frac {{\hat {\alpha }}-1}{\sqrt {n}}}+O(n^{-1})}هذا المقدر يعادل مقدر هيل الشهير من التمويل الكمي ونظرية القيم المتطرفة .

بالنسبة لمجموعة من n نقطة بيانات ذات قيم صحيحة{xأنا}{\displaystyle \{x_{i}\}}، مرة أخرى حيث كلxأناxمين{\displaystyle x_{i}\geq x_{\min }}، يُعدّ مُعامل الاحتمال الأقصى حلاً للمعادلة المتسامية

ζ(α^،xمين)ζ(α^،xمين)=-1نأنا=1نlnxأناxمين{\displaystyle {\frac {\zeta '({\hat {\alpha }},x_{\min })}{\zeta ({\hat {\alpha }},x_{\min })}}=-{\frac {1}{n}}\sum _{i=1}^{n}\ln {\frac {x_{i}}{x_{\min }}}}

أينζ(α،xمأنان){\displaystyle \zeta (\alpha ,x_{\mathrm {min} })}هي دالة زيتا غير المكتملة . ويتبع عدم اليقين في هذا التقدير نفس الصيغة المستخدمة في المعادلة المستمرة. ومع ذلك، فإن المعادلتين لـα^{\displaystyle {\hat {\alpha }}}ليست متكافئة، ولا ينبغي تطبيق النسخة المستمرة على البيانات المنفصلة، ​​ولا العكس.

علاوة على ذلك، يتطلب كلا هذين المقدرين اختيارxمين{\displaystyle x_{\min }}بالنسبة للدوال ذات القيمة غير التافهةل(x){\displaystyle L(x)}الوظيفة، اختيارxمين{\displaystyle x_{\min }}يؤدي صغر الحجم إلى تحيز كبير فيα^{\displaystyle {\hat {\alpha }}}بينما يؤدي اختيارها كبيرة جدًا إلى زيادة عدم اليقين فيα^{\displaystyle {\hat {\alpha }}}ويقلل ذلك من القوة الإحصائية لنموذجنا. وبشكل عام، فإن الخيار الأفضل هوxمين{\displaystyle x_{\min }}يعتمد ذلك بشكل كبير على الشكل المحدد للذيل السفلي، والذي يمثلهل(x){\displaystyle L(x)}فوق.

يمكن الاطلاع على المزيد حول هذه الأساليب، والشروط التي يمكن استخدامها في ظلها، في [ 10 ] . علاوة على ذلك، توفر هذه المقالة الاستعراضية الشاملة رمزًا قابلاً للاستخدام (Matlab، Python، R وC++) لتقدير واختبار إجراءات توزيعات قانون القوة.

تقدير كولموجوروف-سميرنوف

هناك طريقة أخرى لتقدير أس قانون القوة، والتي لا تفترض بيانات مستقلة وموزعة بشكل متطابق (iid)، وتستخدم تقليل إحصائية كولموغوروف-سميرنوف .د{\displaystyle D}، بين دوال التوزيع التراكمي للبيانات وقانون القوة:

α^=أرزمأنانαدα{\displaystyle {\hat {\alpha }}={\underset {\alpha }{\operatorname {arg\,min} }}\,D_{\alpha }}

مع

دα=الأعلىx|Pهـمص(x)-Pα(x)|{\displaystyle D_{\alpha }=\max _{x}\left|P_{\mathrm {emp} }(x)-P_{\alpha }(x)\right|}

أينPهـمص(x){\displaystyle P_{\mathrm {emp} }(x)}وPα(x){\displaystyle P_{\alpha }(x)}لنرمز إلى دوال التوزيع التراكمي للبيانات وقانون القوة ذي الأسα{\displaystyle \alpha }على التوالي. ولأن هذه الطريقة لا تفترض أن البيانات مستقلة ومتطابقة التوزيع، فإنها توفر طريقة بديلة لتحديد أس قانون القوة لمجموعات البيانات التي لا يمكن فيها تجاهل الارتباط الزمني. [ 5 ]

التحقق من صحة قوانين القوة

على الرغم من جاذبية علاقات قانون القوة لأسباب نظرية عديدة، فإن إثبات أن البيانات تتبع بالفعل علاقة قانون القوة يتطلب أكثر من مجرد ملاءمة نموذج معين للبيانات. [ 34 ] وهذا مهم لفهم الآلية التي تُنشئ التوزيع: فقد تنشأ توزيعات متشابهة ظاهريًا لأسباب مختلفة جوهريًا، وتُنتج النماذج المختلفة تنبؤات مختلفة، مثل الاستقراء.

على سبيل المثال، غالبًا ما يُخلط بين التوزيعات اللوغاريتمية الطبيعية وتوزيعات قانون القوة: [ 72 ] . عند حساب لوغاريتم دالة كثافة الاحتمال، يحتوي التوزيع اللوغاريتمي الطبيعي على حدود ثابتة، ولوغاريتمية، ولوغاريتمية تربيعية. عندما يكون المتوسط ​​صغيرًا والتباين كبيرًا، يكون الثابت أمام الحد اللوغاريتمي التربيعي صغيرًا جدًا. في هذه الحالة، يكون التوزيع خطيًا على الرسم البياني اللوغاريتمي-اللوغاريتمي في معظمه. فقط عند القيم المتطرفة يبرز الحد اللوغاريتمي التربيعي، مما يدل على أنه ليس توزيعًا لقانون القوة.

على سبيل المثال، ينتج عن قانون جبرات المتعلق بعمليات النمو النسبي توزيعات لوغاريتمية طبيعية، على الرغم من أن رسوماتها البيانية اللوغاريتمية تبدو خطية ضمن نطاق محدود. يُعزى ذلك إلى أنه على الرغم من أن لوغاريتم دالة الكثافة اللوغاريتمية الطبيعية هو دالة تربيعية في لوغاريتم ( س ) ، مما ينتج عنه شكل "مقوس" في الرسم البياني اللوغاريتمي المزدوج، إلا أنه إذا كان الحد التربيعي صغيرًا نسبيًا مقارنةً بالحد الخطي، فقد تبدو النتيجة خطية تقريبًا، ولا يظهر السلوك اللوغاريتمي الطبيعي إلا عندما يهيمن الحد التربيعي، وهو ما قد يتطلب بيانات أكثر بكثير. لذلك، فإن الرسم البياني اللوغاريتمي المزدوج المنحني قليلًا نحو الأسفل قد يعكس توزيعًا لوغاريتميًا طبيعيًا - وليس قانون قوة.

بشكل عام، قد تبدو العديد من الصيغ الوظيفية البديلة وكأنها تتبع قانون القوة إلى حد ما. [ 73 ] اقترح ستامبف وبورتر (2012) رسم دالة التوزيع التراكمي التجريبية في المجال اللوغاريتمي، وأكدا أن قانون القوة المرشح يجب أن يغطي على الأقل رتبتين من حيث الحجم. [ 74 ] كما يواجه الباحثون عادةً مشكلة تحديد ما إذا كان توزيع الاحتمالات في العالم الحقيقي يتبع قانون القوة أم لا. كحل لهذه المشكلة، اقترح دياز [ 58 ] منهجية بيانية تعتمد على عينات عشوائية تسمح بالتمييز البصري بين أنواع مختلفة من سلوك الذيل. تستخدم هذه المنهجية حزمًا من دوال الكمية المتبقية، والتي تُسمى أيضًا دوال العمر المتبقي المئوي، والتي تُميز أنواعًا عديدة من ذيول التوزيع، بما في ذلك الذيول الثقيلة وغير الثقيلة. مع ذلك، أكد ستامبف وبورتر (2012) على ضرورة وجود خلفية إحصائية ونظرية لدعم قانون القوة في الآلية الأساسية التي تحرك عملية توليد البيانات. [ 74 ]

إحدى طرق التحقق من صحة علاقة قانون القوة هي اختبار العديد من التنبؤات المتعامدة لآلية توليد معينة مقابل البيانات. ولا يُعدّ مجرد ملاءمة علاقة قانون القوة لنوع معين من البيانات نهجًا منطقيًا. ولذلك، يبقى التحقق من صحة ادعاءات قانون القوة مجالًا بحثيًا نشطًا للغاية في العديد من مجالات العلوم الحديثة. [ 10 ]

انظر أيضاً

مراجع

ملحوظات

  1. يانير بار-يام. "المفاهيم: قانون القوة" . معهد نيو إنجلاند للأنظمة المعقدة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أغسطس 2015 .
  2. 1 2 3 4 نيومان، إم إي جيه (2005). "قوانين القوى، وتوزيعات باريتو، وقانون زيبف". الفيزياء المعاصرة . 46 (5): 323-351 . arXiv : cond-mat/0412004 . Bibcode : 2005ConPh..46..323N . doi : 10.1080/00107510500052444 . S2CID 202719165 . 
  3. 1 2 ديويت، توماس د.؛ غاريت، تيموثي ج.؛ ريس، كارلي ن.؛ بويس، كوري؛ كروجر، ستيفن ك.؛ فيرلاي، نيكولاس (2024-01-05). "ثبات المقياس المناخي في توزيعات الأحجام الأفقية للسحب" . كيمياء وفيزياء الغلاف الجوي . 24 (1): 109-122 . Bibcode : 2024ACP....24..109D . doi : 10.5194/acp-24-109-2024 . ISSN 1680-7316 . 
  4. همفريز، ن. إي.، كويروز، ن.، داير، ج. ر.، بادي، ن. ج.، موسيل، م. ك.، شيفر، ك. م.، فولر، د. و.، برونشويلر، ج. م.، دويل، ت. ك.، هوتون، ج. د.، هايز، ج. س.، جونز، س. س.، نوبل، ل. ر.، ويرماوث، ف. ج.، ساوثول، إ. ج.، سيمز، د. و. (2010). "السياق البيئي يفسر أنماط حركة ليفي وبراون للحيوانات المفترسة البحرية" (ملف PDF) . مجلة نيتشر . 465 (7301): 1066-1069 . Bibcode : 2010Natur.465.1066H . doi : 10.1038/nature09116 . PMID: 20531470. S2CID : 4316766 .  
  5. 1 2 3 كلاوس أ، يو س، بلينز د (2011). زوتشوفسكي م (محرر). "التحليلات الإحصائية تدعم توزيعات قانون القوة الموجودة في الانهيارات العصبية" . PLOS ONE . 6 (5). e19779. Bibcode : 2011PLoSO...619779K . doi : 10.1371/journal.pone.0019779 . PMC 3102672. PMID 21720544 .  
  6. ألبرت وريس 2011 ، ص. 
  7. كانافو، فلافيو؛ نوناري، جوزيبي (2016-03-01). "حول قانون قياس موحد محتمل لفترات ثوران البراكين" . التقارير العلمية . 6 22289. Bibcode : 2016NatSR...622289C . doi : 10.1038 / srep22289 . ISSN 2045-2322 . PMC 4772095. PMID 26926425 .   
  8. ستيفنز، إس إس (1957). "حول القانون النفسي الفيزيائي". مجلة علم النفس . 64 (3): 153-181 . doi : 10.1037/h0046162 . PMID 13441853 . 
  9. ستادون، جيه إي آر (1978). "نظرية وظائف القوة السلوكية". مجلة علم النفس . 85 (4): 305-320 . doi : 10.1037/0033-295x.85.4.305 . hdl : 10161/6003 .
  10. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 كلوسيت، شاليزي ونيومان 2009 .
  11. فان دروجنبروك، فرانس جيه، "إكمال نموذج قانون القوة القياسي من خلال تضمين حدود الاحتمالية العليا والسفلى" (2023).
  12. 1 2 "9na CEPAL Charlas Sobre Sistemas Complejos Sociales (CCSSCS): Leyes de Potencias" . يوتيوب . 31 ديسمبر 2013.
  13. طالب، نسيم نيكولاس؛ بار-يام، يانير؛ سيريلو، باسكوالي (2020-10-20). "حول التنبؤات أحادية النقطة للمتغيرات ذات الذيول السميكة" . المجلة الدولية للتنبؤ . 38 (2): 413-422 . doi : 10.1016/j.ijforecast.2020.08.008 . ISSN 0169-2070 . PMC 7572356. PMID 33100449. S2CID 220919883 .    
  14. مالكولم غلادويل (13 فبراير 2006). "موراي المليونير" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 مارس 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يونيو 2015 .
  15. سورنيت 2006 .
  16. سيمون 1955 .
  17. أندرياني، ب.؛ ماكيلفي، ب. (2007). "ما وراء المتوسطات الغاوسية: إعادة توجيه بحوث الأعمال والإدارة الدولية نحو الأحداث المتطرفة وقوانين القوة" . مجلة دراسات الأعمال الدولية . 38 (7): 1212-1230 . doi : 10.1057/palgrave.jibs.8400324 . S2CID 512642 . 
  18. لاكوانيتي، فرانشيسكو ؛ تيرزولو، كارلو؛ فيفياني، باولو (1983). "القانون الذي يربط بين الجوانب الحركية والشكلية لحركات الرسم". مجلة علم النفس . 54 ( 1-3 ): 115-130 . doi : 10.1016/0001-6918(83)90027-6 . PMID 6666647. S2CID 5144040 .  
  19. ألبرت، جيه إس؛ بارت، إتش جيه؛ ريس، آر إي "ثراء الأنواع والتنوع التصنيفي". في ألبرت وريس (2011) ، الصفحات 89-104. 
  20. يو، فرانك هـ.؛ ويلسون، تيموثي؛ فراي، ستيفن؛ إدواردز، أليد؛ بادر، غاري د.؛ إيسرلين، روث (2011-02-02). "الجينوم البشري واكتشاف الأدوية بعد عقد من الزمن. طرق (لا تزال) غير مسلوكة". مجلة نيتشر . 470 (7333): 163-165 . arXiv : 1102.0448v2 . Bibcode : 2011Natur.470..163E . doi : 10.1038/470163a . ​​PMID: 21307913. S2CID : 4429387 .  
  21. سارافيا، ليوناردو أ.؛ دويل، سانتياغو ر.؛ بوند-لامبرتي، بن (10 ديسمبر 2018). "قوانين القوة والتجزئة الحرجة في الغابات العالمية" . التقارير العلمية . 8 (1): 17766. Bibcode : 2018NatSR...817766S . doi : 10.1038/s41598-018-36120-w . ISSN 2045-2322 . PMC 6288094. PMID 30532065 .   
  22. ماتشادو إل، روسو دبليو بي (1993). "الخصائص الهيكلية والخصائص الشعاعية لتجمعات السحب الاستوائية" . مجلة الطقس الشهرية . 121 (12): 3234-3260 . doi : 10.1175/1520-0493(1993)121 < 3234:scarpo > 2.0.co ; 2 .
  23. كورال، أ.، أوسو، أ.، ليبوت، ج. إي. (2010). "قياس تبديد طاقة الأعاصير المدارية". مجلة نيتشر فيزيكس . 6 (9): 693-696 . arXiv : 0910.0054 . Bibcode : 2010NatPh...6..693C . doi : 10.1038/nphys1725 . S2CID 67754747 . 
  24. لورنز، آر. دي. (2009). "قانون القوة لأقطار الزوابع الترابية على الأرض والمريخ". إيكاروس . 203 (2): 683-684 . Bibcode : 2009Icar..203..683L . doi : 10.1016/j.icarus.2009.06.029 .
  25. "قوانين هورتون - مثال" . www.engr.colostate.edu . تاريخ الاسترجاع: 30-09-2018 .
  26. ساتون، ج. (1997)، "إرث جبرات"، مجلة الأدب الاقتصادي XXXV، 40-59.
  27. لي، و. (نوفمبر 1999). "تُظهر النصوص العشوائية توزيعًا لتردد الكلمات يشبه قانون زيبف". معاملات IEEE في نظرية المعلومات . 38 (6): 1842-1845 . doi : 10.1109/18.165464 . ISSN 0018-9448 . 
  28. كورتيس، فيكي (2018-04-20). العلوم المدنية عبر الإنترنت وتوسيع نطاق الأوساط الأكاديمية: المشاركة الموزعة في البحث وإنتاج المعرفة . سبرينغر. ISBN 978-3-319-77664-4.
  29. كروتو، ديفيد؛ هوينز، ويليام (2013-11-06). الإعلام/المجتمع: الصناعات والصور والجماهير . منشورات سيج. ISBN 978-1-4833-2355-8.
  30. لويس فراي ريتشاردسون (1950). إحصائيات المشاجرات المميتة .
  31. بيربي، ديفيد (31 يوليو 2014). "غائم مع احتمال نشوب حرب" . مجلة نوتيلوس . تم الاطلاع عليه في 22 أكتوبر 2020 .
  32. مارتن، تشارلز هـ.؛ ماهوني، مايكل و. (2018-10-02). "التنظيم الذاتي الضمني في الشبكات العصبية العميقة: أدلة من نظرية المصفوفات العشوائية وآثارها على التعلم". arXiv : 1810.01075 [ cs.LG ].
  33. ريد، دبليو جيه؛ هيوز، بي دي (2002). "من عائلات الجينات والأجناس إلى الدخل وأحجام ملفات الإنترنت: لماذا تُعد قوانين القوة شائعة جدًا في الطبيعة" (ملف PDF) . مجلة فيزيكال ريفيو إي . 66 (6) 067103. رمز Bibcode : 2002PhRvE..66f7103R . doi : 10.1103/physreve.66.067103 . PMID 12513446 . 
  34. 1 2 هيلبرت، مارتن (2013). "قوانين القوة غير المعتمدة على المقياس كتفاعل بين التقدم والانتشار" . التعقيد (مخطوطة مقدمة). 19 (4): 56-65 . Bibcode : 2014Cmplx..19d..56H . doi : 10.1002/cplx.21485 .
  35. إيترو، ف.؛ ستيبانوفا، إ. (2018). "قوانين القوى في الفن". فيزيكا أ: الميكانيكا الإحصائية وتطبيقاتها . 506 : 217-220 . Bibcode : 2018PhyA..506..217E . doi : 10.1016/j.physa.2018.04.057 . hdl : 11382/522706 . S2CID 126347599 . 
  36. فريكه، دانيال؛ لوكس، توماس (13 فبراير 2015). "حول توزيع الروابط في شبكة ما بين البنوك: أدلة من سوق المال الليلي الإلكتروني" (ملف PDF) . الاقتصاد التجريبي . 49 (4). سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا ​​ذ.م.م: 1463-1495 . doi : 10.1007/s00181-015-0919-x . ISSN 0377-7332 . S2CID 154684126 .  
  37. "الأصول الحبيبية للتقلبات الكلية". Econometrica . 79 (3): 733–772 . 2011. doi : 10.3982/ecta8769 . ISSN 0012-9682 . 
  38. غوميز-ليفانو، أندريس؛ باترسون-لومبا، أوسكار؛ هاوسمان، ريكاردو (22-12-2016). "شرح انتشار الظواهر الحضرية ونطاقها وتباينها" . مجلة نيتشر للسلوك البشري . 1 (1) 0012. arXiv : 1604.07876 . doi : 10.1038/s41562-016-0012 . ISSN 2397-3374 . 
  39. بيتينكورت، لويس م.أ.؛ لوبو، خوسيه؛ هيلبينغ، ديرك؛ كوهنرت، كريستيان؛ ويست، جيفري ب. (24 أبريل 2007). "النمو والابتكار والتوسع ووتيرة الحياة في المدن" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 104 (17): 7301-7306 . Bibcode : 2007PNAS..104.7301B . doi : 10.1073 / pnas.0610172104 . ISSN 0027-8424 . PMC 1852329. PMID 17438298 .   
  40. نيومان، جيري (25-06-2015). "قوانين القوة في المشاريع" . رياكشن ويل . تم الاسترجاع في 11-10-2023 .
  41. مولر، أولريش أ.؛ داكورونيا، ميشيل م.؛ أولسن، ريتشارد ب.؛ بيكتيه، أوليفييه ف.؛ شوارتز، ماتياس؛ مورجينيج، كلود (1990-12-01). "دراسة إحصائية لأسعار صرف العملات الأجنبية، ودليل تجريبي على قانون قياس تغير الأسعار، وتحليل خلال اليوم". مجلة المصارف والتمويل . 14 (6): 1189-1208 . doi : 10.1016/0378-4266(90)90009-Q . ISSN 0378-4266 . 
  42. لوكس، توماس أ.؛ ألفارانو، سيمون (2016). "قوانين القوة المالية: الأدلة التجريبية والنماذج والآليات". الفوضى، السوليتونات والكسور . 88 : 3-18 . Bibcode : 2016CSF....88....3L . doi : 10.1016/j.chaos.2016.01.020 .
  43. غلاتفيلدر، جيه بي؛ دوبوي، أ؛ أولسن، آر بي (2011-04-01). "أنماط في بيانات تداول العملات الأجنبية عالية التردد: اكتشاف 12 قانونًا تجريبيًا للقياس". التمويل الكمي . 11 (4): 599-614 . arXiv : 0809.1040 . doi : 10.1080/14697688.2010.481632 . ISSN 1469-7688 . S2CID 154979612 .  
  44. بولماتوف، د.؛ برازكين، ف. ف.؛ تراشينكو، ك. (2013). "السلوك الديناميكي الحراري للمادة فوق الحرجة". نيتشر كوميونيكيشنز . 4 2331. arXiv : 1303.3153 . Bibcode : 2013NatCo...4.2331B . doi : 10.1038/ncomms3331 . PMID 23949085. S2CID 205319155 .  
  45. موريه، م.؛ زيبيندي، ج. (2007). "كراهية الماء للأحماض الأمينية ومساحة السطح المتاحة". مجلة Physical Review E. 75 ( 1 الجزء 1). 011920. Bibcode : 2007PhRvE..75a1920M . doi : 10.1103/PhysRevE.75.011920 . PMID 17358197 . 
  46. ماكاي، د.م. (1963). "علم النفس الفيزيائي للشدة المُدرَكة: أساس نظري لقانوني فيشنر وستيفنز". مجلة ساينس . 139 (3560): 1213-1216 . Bibcode : 1963Sci...139.1213M . doi : 10.1126/science.139.3560.1213-a . S2CID 122501807 . 
  47. ستادون، جيه إي آر (1978). "نظرية وظائف القوة السلوكية" (ملف PDF) . مجلة علم النفس . 85 (4): 305-320 . doi : 10.1037/0033-295x.85.4.305 . hdl : 10161/6003 .
  48. جون تي. ويكستيد؛ شانا ك. كاربنتر. "قانون ويكلغرين للقوة ودالة إيبنغهاوس للادخار" (ملف PDF) . العلوم النفسية . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 8 أبريل 2016. تم الاطلاع عليه في 31 أغسطس 2016 .
  49. يوهانسون، غودلاوغور؛ بيورنسون، غونلاوغور؛ غودموندسون، إينار هـ. (2006). "منحنيات ضوء التوهج اللاحق وقوانين القوة المكسورة: دراسة إحصائية". المجلة الفيزيائية الفلكية . 640 (1): L5. arXiv : astro-ph/0602219 . Bibcode : 2006ApJ...640L...5J . doi : 10.1086/503294 . S2CID 16139116 . 
  50. ^ كاباليرو ، إيثان. غوبتا، كشيتيج؛ ريش، إيرينا؛ كروجر ، ديفيد (24/04/2023). “قوانين القياس العصبي المكسورة”. أرخايف : 2210.14891 [ cs.LG ].
  51. "قانون القوة المنحنية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2016-02-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2013-07-07 .
  52. إن إتش بينغهام، سي إم غولدي، وجيه إل توغلز، التباين المنتظم. مطبعة جامعة كامبريدج، 1989
  53. كيندال، دبليو إس؛ يورغنسن، بي (2011). "قانون تايلور للقوة وتفسير قياس التذبذب من خلال تقارب يشبه الحد المركزي". مجلة الفيزياء E. 83 ( 6) 066115. Bibcode : 2011PhRvE..83f6115K . doi : 10.1103/physreve.83.066115 . PMID 21797449 . 
  54. كيندال، دبليو إس؛ يورغنسن، بي آر (2011). "تقارب تويدي: أساس رياضي لقانون تايلور للقوة، وضوضاء 1/ f ، والتعددية الكسرية" (ملف PDF) . مجلة الفيزياء E. 84 ( 6) 066120. رمز Bibcode : 2011PhRvE..84f6120K . doi : 10.1103/physreve.84.066120 . PMID 22304168 . 
  55. بيترسن، كاسبر؛ سيمونسن، جاكوب غرو؛ ليوما، كريستينا (2016). "توزيعات قانون القوة في استرجاع المعلومات" . معاملات ACM في نظم المعلومات . 34 ( 2): 1-37 عبر Google Scholar.
  56. بيرلانت، ج.، توغلس، ج. ل.، فينكيير، ب. (1996) التحليل العملي للقيم المتطرفة ، لوفين: مطبعة جامعة لوفين
  57. كولز، س. (2001) مقدمة في النمذجة الإحصائية للقيم المتطرفة . سبرينغر-فيرلاغ، لندن.
  58. 1 2 3 4 دياز، إف جيه (1999). "تحديد سلوك الذيل باستخدام دوال الكمية المتبقية". مجلة الإحصاءات الحاسوبية والرسومية . 8 (3): 493-509 . doi : 10.2307/1390871 . JSTOR 1390871 . 
  59. ريسنيك، إس آي (1997). "نمذجة الذيل الثقيل وبيانات حركة الاتصالات" . حوليات الإحصاء . 25 (5): 1805-1869 . doi : 10.1214/aos/1069362376 .
  60. "ملاءمة قانون القوة والرسوم البيانية اللوغاريتمية" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2016-07-05.
  61. "إذن تعتقد أن لديك قانون قوة - أليس هذا مميزًا؟" . bactra.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مارس 2018 .
  62. جيونغ، هـ.؛ تومبور، ب. ألبرت؛ أولتفاي، ز.ن.؛ باراباسي، أ.-ل. (2000). "التنظيم واسع النطاق للشبكات الأيضية". نيتشر . 407 (6804): 651-654 . arXiv : cond-mat/0010278 . Bibcode : 2000Natur.407..651J . doi : 10.1038/35036627 . PMID: 11034217. S2CID : 4426931 .  
  63. أرنولد، بي سي؛ بروكيت، بي إل (1983). "متى تحدد دالة العمر المتبقي عند النسبة المئوية β التوزيع؟". بحوث العمليات . 31 (2): 391-396 . doi : 10.1287/opre.31.2.391 .
  64. جو، هـ.؛ بروشان، ف. (1984). "دوال العمر المتبقي المئوية". بحوث العمليات . 32 (3): 668-678 . doi : 10.1287/opre.32.3.668 .
  65. جو، هـ. (1985)، "خصائص توزيعات العمر من العمر المتبقي المئوي"، حوليات معهد الإحصاء الرياضي 37، الجزء أ، 165-172.
  66. تشورغو، س.؛ فيهاروس، ل. (1992). "نطاقات الثقة لأعمار البواقي المئوية" (ملف PDF) . مجلة التخطيط والاستدلال الإحصائي . 30 (3): 327-337 . doi : 10.1016/0378-3758(92)90159-p . hdl : 2027.42/30190 .
  67. شميتلين، دي سي؛ موريسون، دي جي (1981). "متوسط ​​العمر المتبقي: نظرية توصيف وتطبيق". بحوث العمليات . 29 (2): 392-399 . doi : 10.1287/opre.29.2.392 .
  68. موريسون، دي جي؛ شميتلين، دي سي (1980). "الوظائف والإضرابات والحروب: نماذج احتمالية للمدة". السلوك التنظيمي والأداء البشري . 25 (2): 224-251 . doi : 10.1016/0030-5073(80)90065-3 .
  69. جيرتشاك، ي (1984). "خفض معدلات الفشل والقضايا ذات الصلة في العلوم الاجتماعية". بحوث العمليات . 32 (3): 537-546 . doi : 10.1287/opre.32.3.537 .
  70. باوك، هـ. (2007). "تقدير معلمات توزيعات قانون القوة باستخدام طرق الاحتمال الأقصى". المجلة الأوروبية للفيزياء ب . 58 (2): 167-173 . arXiv : 0704.1867 . Bibcode : 2007EPJB...58..167B . doi : 10.1140/epjb/e2007-00219-y . S2CID 119602829 . 
  71. هول، ب. (1982). "حول بعض التقديرات البسيطة لأسٍّ ذي تباين منتظم". مجلة الجمعية الإحصائية الملكية، السلسلة ب . 44 (1): 37-42 . doi : 10.1111/j.2517-6161.1982.tb01183.x . JSTOR 2984706 . 
  72. ميتزنماخر 2004 .
  73. ^ لاهيرير وسورنيت 1998 .
  74. 1 2 ستامبف آند بورتر 2012 .

فهرس