Sistema determinista

En matemáticas , informática y física , un sistema determinista es aquel en el que no interviene el azar en el desarrollo de los estados futuros del sistema. ^{[ 1 ]} Por lo tanto , un modelo determinista siempre producirá el mismo resultado a partir de una condición inicial o estado inicial dado.

Las leyes físicas descritas mediante ecuaciones diferenciales representan sistemas deterministas, aunque el estado del sistema en un momento dado pueda ser difícil de describir explícitamente. En mecánica cuántica , la ecuación de Schrödinger , que describe la evolución temporal continua de la función de onda de un sistema , es determinista. Sin embargo, la relación entre la función de onda de un sistema y sus propiedades observables parece ser no determinista.

Los sistemas estudiados en la teoría del caos son deterministas. Si se conociera con exactitud el estado inicial, teóricamente se podría predecir el estado futuro de dicho sistema . Sin embargo, en la práctica, el conocimiento sobre el estado futuro está limitado por la precisión con la que se puede medir el estado inicial, y los sistemas caóticos se caracterizan por una fuerte dependencia de las condiciones iniciales. Esta sensibilidad a las condiciones iniciales se puede medir con exponentes de Lyapunov . Las cadenas de Markov y otros paseos aleatorios no son sistemas deterministas, ya que su desarrollo depende de elecciones aleatorias.

Un modelo de computación determinista , como por ejemplo una máquina de Turing determinista , es un modelo en el que los estados sucesivos de la máquina y las operaciones a realizar están completamente determinados por el estado precedente. Un algoritmo determinista es aquel que, ante una entrada determinada, siempre produce la misma salida, y la máquina subyacente siempre pasa por la misma secuencia de estados.

Puede haber algoritmos no deterministas que se ejecuten en una máquina determinista; por ejemplo, un algoritmo que se base en elecciones aleatorias. Generalmente, para dichas elecciones aleatorias se utiliza un generador de números pseudoaleatorios , pero también se puede recurrir a algún proceso físico externo, como los últimos dígitos de la hora indicada por el reloj del ordenador. Un generador de números pseudoaleatorios es un algoritmo determinista diseñado para producir secuencias de números que se comportan como secuencias aleatorias. Sin embargo, un generador de números aleatorios por hardware puede ser no determinista.

En economía, el modelo de Ramsey-Cass-Koopmans es determinista. Su equivalente estocástico se conoce como teoría del ciclo económico real . En cuanto al determinismo en el modelado de las ciencias naturales, un modelo determinista ^{[ 2 ]} utiliza datos existentes para modelar el comportamiento futuro de un sistema. Este modelo es útil para sistemas que no presentan comportamientos frecuentes o inesperados, a menos que dicho comportamiento ya esté presente en el sistema a través de datos existentes. Este tipo de modelado se distingue del modelado estocástico ^{[ 2 ]} o del modelado predictivo ^{[ 3 ]} . El modelado estocástico utiliza datos aleatorios, mientras que el modelado predictivo utiliza un modelo dado para predecir el comportamiento futuro de un sistema. Los modelos deterministas se utilizan en diversas ciencias naturales, como la geología, la oceanografía ^{[ 4 ]} , la física y otras disciplinas.

• Sistema determinista (filosofía)
• Sistema dinámico
• Modelado científico
• Modelo estadístico
• Proceso estocástico