Кіріспе

Жүйенің күйін дұрыс болжау мүмкіндігінің деңгейі. Болжамдылық – жүйенің күйін сапалық немесе сандық түрде дұрыс болжау немесе күрделі болжам жасау мүмкіндігінің деңгейі.

Болжамдылық және себептілік

Себептік детерминизмнің болжамдылықпен тығыз байланысы бар. Толық болжам қатаң детерминизмді білдіреді, бірақ болжамның мүмкін болмауы детерминизмнің жоқтығын міндетті түрде білдірмейді. Болжамдылықтың шектелуіне ақпараттың жетіспеуі немесе артық күрделілік сияқты факторлар себеп болуы мүмкін. Эксперименталды физикада позициялар мен жылдамдықтар сияқты айнымалыларды анықтауда әрқашан бақылау қателіктері болады. Сондықтан толық болжам іс жүзінде мүмкін емес. Бұдан әрі, қазіргі кванттық механикада Вернер Гейзенбергтің белгісіздік принципі мұндай шамаларды білудің дәлдігіне шектеулер қояды. Осылайша, мұндай толық болжам теориялық тұрғыдан да мүмкін емес.

Лапластың жындысы

Лапластың жындысы – ең жоғарғы интеллект, ол Ньютонның классикалық физикасының динамикалық заңдары мен әлемдегі барлық бөлшектердің орны мен жылдамдықтарын толық білгенде, болашақтың жалғыз мүмкін болатын нұсқасын толық болжауға қабілетті. Яғни, егер уақыттың басынан бері ғаламдағы әрбір атом туралы барлық мәліметтерді білуге мүмкіндік болса, онда әрбір атомның болашақтағы қылығын болжауға болар еді. Лапластың детерминизмі көбінесе оның механикасына негізделген деп саналады, бірақ ол механиканың детерминистік екенін математикалық тұрғыдан дәлелдей алмады. Оның детерминизмі жалпы философиялық қағидаларға, атап айтқанда, жеткілікті себептер принципіне және үздіксіздік заңына негізделген.

Статистикалық физикада

Термодинамиканың екінші заңы жүйе қандай тепе-теңдік жағдайға қарай дамитынын анықтаса да, және таратушы жүйелердегі тұрақты жағдайларды кейде болжау мүмкін болса да, тепе-теңдіктен алшақ жүйелердің, мысалы, хаостық жүйелердің уақыт бойынша қалай өсетінін болжауға арналған жалпы ереже жоқ, егер олар тепе-теңдік жағдайға жақындамаса. Олардың болжамдылығы көбінесе уақыт өте келе нашарлайды, ал болжамдылықты сандық бағалау үшін фазалық кеңістікте жүйе траекторияларының айырылу жылдамдығын өлшеуге болады (Колмогоров-Синай энтропиясы, Ляпунов көрсеткіштері).

Математикадан

Стохастикалық талдауда кездейсоқ процесс, егер қазіргі уақыттан келесі күйін білуге болады, болжамды процесс деп аталады. Хаос теориясы деп аталатын математика саласы, бастапқы шарттарға өте сезімтал жүйелердің қылықтарын зерттейді. Ол бастапқы шарттардағы шағын өзгеріс жүйенің даму бағытын толығымен өзгерте алатынын көрсетеді. Бұл құбылыс "көбелек эффектісі" деп белгіленеді, оған сәйкес, Бразилияда қанатын қағып ұшқан көбелек Техаста дауыл тудыруы мүмкін. Хаос теориясының мәні, кез келген жүйенің болжамдылығы шектеулі екенін көрсетеді, себебі жүйенің қазіргі уақыттағы барлық ұсақ-түйектерін білу мүмкін емес. Теориялық тұрғыдан алғанда, хаос теориясы талдауға тырысатын детерминистік жүйелерді болжауға болады, бірақ болжамның дәлдігі уақыт өте келеп экспоненциалды түрде төмендейді. Лоренц жүргізген зерттеулерде көбелек эффектісінің үш негізгі түрі анықталды: бастапқы шарттарға сезімталдық, кішкентай бұзылыстың үлкен қашықтықта ұйымдасқан айналым құру қабілеті және шекті болжам жасауға шағын масштабты процестердің ықпалы. Бұл үш түрлі көбелек эффектісі бір-бірінен толыққанды түрде ерекшеленеді.

Адам мен компьютер арасындағы қарым-қатынаста

Адам мен компьютер арасындағы өзара әрекеттесуді зерттеуде болжамдылық – жүйенің қазіргі күйіне байланысты пайдаланушының әрекетінің салдарына қойылған күтілім. Адам мен компьютердің өзара әрекеттесуінің заманауи мысалы – дербес басқарылатын көліктердегі соқтығыстарды болдырмау бағдарламалық құралы үшін компьютерлік көру алгоритмдерін жасау. NVIDIA корпорациясы, Принстон университеті және басқа да мекемелердің ғалымдары терең оқыту арқылы компьютерлерді ағымдағы және бұрынғы күй туралы визуалды мәліметтер негізінде болашақ жол жағдайларын болжауға үйретуде. Адам-компьютер қарым-қатынасының тағы бір мысалы – алгоритмдерге негізделген адамның мінез-құлқын болжауға арналған компьютерлік модельдеу. Мысалы, MIT жақында адамның мінез-құлқын өте дәл болжауға қабілетті алгоритмді жасады. Телевизиялық шоуларда сынақтан өткенде, алгоритм кейіпкерлердің келесі әрекеттерін жоғары дәлдікпен болжады. Осындай алгоритмдер мен компьютерлік модельдеулер жасанды интеллекттің болашағына зор үміт сыйлайды.

Адамның сөйлемдерін өңдеуде

Лингвистикалық болжау – психолингвистикада сөз немесе басқа тілдік бірлік туралы ақпарат, сол бірлік кездеспей тұрып белсендірілген кезде туындайтын құбылыс. Көзді іздеу, оқиғаға байланысты потенциалдар және басқа да тәжірибелік әдістерден алынған деректер, тіл қолданушылар бұрынғы сөздер арқылы қалыптасқан контекстке әрбір келесі сөзді енгізумен қатар, белгілі жағдайларда алдағы сөздерді болжауға ұмтылуы мүмкін екенін көрсетеді. Болжамдылық мәтін және сөйлеуді түсінуге, сондай-ақ сөйлеуді жасауға әсер ететіні дәлелденді. Бұдан әрі, болжамдылықтың синтаксистік, семантикалық және прагматикалық түсінуге де әсер ететіні көрсетілді.

Биологияда

Биологияны зерттеуде, әсіресе генетика және нейробиология салаларында, болжамдылық – мұрагерлік гендер мен бұрынғы тәжірибелерге негізделген биологиялық даму мен мінез-құлықты болжаумен байланысты. Ғылыми қауымдастықта адамның мінез-құлқы оның генетикасына сәйкес толыққанды болжауға бола ма, жоқ па деген маңызды пікірталас жүріп жатыр. Мысалы, Израильде жүргізілген зерттеу көрсеткендей, судьялар соңғы рет тамақтанғанда жеңіл жаза тағайындауға бейім. Осыған ұқсас жағдайлармен қатар, адамдар өте қабылдамалы иммундық гендері бар біреуге жақсырақ сезінетіні дәлелденді, бұл денеге тартымдылыққа әкеледі. Генетиканы жеке адамның қандай да бір ауруға бейімділігін анықтау үшін зерттеуге болады, ал мінез-құлық бұзылыстары көбінесе генетикалық кодтағы ақауларды талдау арқылы түсіндіріледі. Осы сияқты мысалдарға ден қойған ғалымдар адамның мінез-құлқы толыққанды болжамды деп санайды. Пікірдің екінші жағындағылар генетика тек белгілі бір әрекетке бейімділік береді және соңында адамдар әрекет етуді немесе жасамауды таңдау еркіне ие деп мәлімдейді. Жануарлардың мінез-құлқы адамдарға қарағанда әлдеқайда болжамды. Табиғи іріктеудің нәтижесінде жануарлар жұптасу шақыруларын, жыртқыштар туралы ескертулерді және қарым-қатынас билерін дамытады. Осы қалыптасқан мінез-құлықтың бір мысалы – Белдингтің жер қаскырлары, олар жақын жердегі қаскырларды жыртқыштар туралы ескертетін ерекше шақырулар жиынтығын жасады. Егер жерде жыртқыш көрсе, қаскыр қауіпсіз жерге жеткеннен кейін жақын маңдағы қаскырларға сигнал береді, олар артқы аяқтарына тұрып, жыртқышты табуға тырысады. Егер жыртқыш ауада көрінсе, қаскыр бірден ұзақ үнді шығарып, өзін қауіпке тікелей ұшыратады, бірақ жақын маңдағы қаскырларға жасырынуға шақырады. Эксперименттер мен зерттеулер арқылы ғалымдар осы сияқты мінез-құлықты картаға түсіріп, жануарлардың белгілі бір жағдайларда қалай әрекет ететінін өте дәл болжауға қол жеткізді.

Танымал мәдениетте

Алдын ала болжауды зерттеу жиі адамдардың ерік-бостандығына толыққанды ие екеніне сенетіндер мен біздің іс-әрекеттеріміз алдын ала шешілген дегендер арасында пікір қақтығысын тудырады. Дегенмен, Ньютон мен Лаплас екеуі де болжамдылықты зерттеуді детерминизммен байланыстырмаған болуы ықтимал.

Ауа райы мен климат бойынша

Климаттың өзгеруі және басқа да ауа-райы құбылыстары жиілеген сайын, климат жүйелерінің болжамдылығы маңыздырақ болып келеді. IPCC болашақтағы климаттың күрделі өзара әрекеттерін толық болжау қиын екенін, бірақ ұзақ мерзімді климаттық болжамдар жасау мүмкін екенін көрсетеді.

Екі жақты табиғаты және нақты болжамдылығы

Лоренцтің 1963 жылғы зерттеуінен және 1972 жылғы одан әрі талқылауынан кейін 50 жылдан астам уақыт өткен соң, «ауа райы хаостық» деген тұжырым кеңінен қабылданды. Біз бірдей модельде, бірақ әртүрлі бастапқы шарттарда пайда болатын хаостық және реттелген шешімдердің бірге болуына назар аудардық. Аттракторлардың бірге болу нәтижелері ауа райының хаос пен тәртіптің екі жақты табиғатын және оның ерекше болжамдылығын көрсетеді. Жалпыланған Лоренц моделінде баяу өзгеретін, периодтық жылу параметрін қолдана отырып, Шен және оның әріптестері жаңа көзқарас ұсынды: «Атмосферада хаос пен тәртіп бар; оған мысал ретінде пайда болатын ұйымдасқан жүйелер (торнадо сияқты) және қайталама маусымдардан туындайтын уақыт бойынша өзгеретін күштер жатады».

Көктемгі болжамдылық кедергісі

Көктемгі болжамдылық кедергісі – жыл басында Эль-Ниньо-Оңтүстік осцилляциясына қатысты жазғы ауа райын болжаудың қиын кезеңін білдіреді. Оның неге қиын екені әлі белгісіз, бірақ көптеген теориялар ұсынылған. Кейбір пікірлер бойынша, мұның себебі ENSO-ның өзгеру кезеңіндегі жағдайлардың қарқынды түрде ауысуынан туындайды.

Макроэкономикада

Макроэкономикада болжамдылық ең көп кезде макроэкономикалық модельдің тоқсандық деректерді қаншалықты дәл бейнелейтінімен және модельдердің ішкі таралу механизмдерін сәтті анықтау мүмкіндігімен байланысты. Қызығушылық тудыратын АҚШ макроэкономикалық деректерінің мысалдары тұтыну, инвестициялар, нақты ЖЖӨ және капитал қоры болып табылады, бірақ олармен ғана шектелмейді. Экономикалық жүйенің болжамдылығына әсер ететін факторларға болжамның мерзімі (болжам екі жылға жасалған ба, немесе жиырма жылға) және бағалаулардың өзгеру деңгейі жатады. Макроэкономикалық тенденциялардың болжамдылығын бағалауға арналған математикалық әдістер әлі де дамып келеді.