Stokastisuus

Stokastisuus tarkoittaa ilmiöiden tai järjestelmien ominaisuutta, jossa tulokset ovat epävarmoja ja kuvataan todennäköisyyksien avulla. Verrattuna deterministisiin malleihin, joissa nykytilanteesta johtaa deterministisesti seuraavaan tilaan, stokastiset järjestelmät sisältävät satunnaisuutta.

Matematiikassa stokastisuus käsitetään satunnaismuuttujilla, todennäköisyysjakaumilla ja stokastisilla prosesseilla, joiden arvoja voidaan tarkastella ajan funktiona. Keskeisiä käsitteitä: odotusarvo, varianssi, riippumattomuus, stationaarisuus, sekä Markovin ja Poissonin prosessit. Säännöt mahdollistavat ennustamisen epävarmuuden rajoissa.

Mallinnuksessa käytetään stokastisia differentiaaliyhtälöitä (SDE), Langevinin lähentäjää, sekä geneerisiä stokastisia simulaatioita kuten Gillespie algoritmi. Monte Carlo -menetelmät tarjoavat tapa arvioida suureita simuloimalla satunnaisia kokeiluja.

Sektoreita: fysiikka ja kemia (Brownian liike), biologia (solu- ja geneettinen ilmentyminen), talous (satunnaus osakekursseille), tietotekniikka (randomisointi, algoritmit). Stokastisuus voi olla sekä sisäistä että ulkoista melua: ilmiön sisäinen epävarmuus ja mittaus- tai havaintohäiriöt.