Fyzikální fenomén Brownova pohybu se týká nepravidelného přemísťování drobných částic, které jsou ponořeny do nějaké látky. Objev tohoto jevu provedl na počátku 19. století skotský botanik a lékař Robert Brown.
Pozorování nevyzpytatelného pohybu pylu
Po analýze náhodného pohybu pylových zrn v kapalné látce pozoroval skotský vědec řadu jevů:
1) že trajektorie pylu byly spojité,
2) že pohyby pylu byly nepravidelné a zjevně spolu nesouvisely v různých časových intervalech a
3) že pylové částice měly mnohočetné srážky s molekulami kapalné látky.
Vědecký objev, který lze prokázat jednoduchým experimentem
Pokud naplníme sklenici horkou vodou a druhou studenou vodou a do každé z nich kápneme několik kapek barviva, bude výsledek velmi odlišný: za několik sekund bude mít obsah horké sklenice homogenní barvu, zatímco sklenice se studenou vodou bude vykazovat zabarvení na dně sklenice.
K tomuto jevu dochází z nějakého důvodu: čím vyšší je teplota, tím větší je pohyb molekul kapaliny (naopak, pokud je teplota nižší, pohyb molekul se sníží).
Pozorování Roberta Browna se nakonec odrazila v matematickém modelu stochastického typu
Stochastický proces je nekonečný soubor náhodných proměnných. Lze tedy měřit a vyhodnocovat jakýkoli jev, který se náhodně vyvíjí v čase. Stochastický počet je disciplína matematiky, která nám umožňuje vysvětlit pohyb částic, které jsou vystaveny náhodným silám.
Brownův pohyb je příkladem jednoduchého stochastického procesu, ale Robert Brown nebyl tím, kdo tento jev vysvětlil matematickým jazykem. Stochastické jevy se začaly chápat díky pokroku v kinematice, disciplíně fyziky orientované na pohybující se objekty, které nepodléhají původním silám. Jinými slovy, v kinematice jsou popsány pohyby částic nebo objektů, ale příčiny tohoto pohybu nejsou známy.
Tyto typy výpočtů mají více aplikací, protože umožňují lépe porozumět dráze molekuly v kapalině nebo plynu, dráze zvířete při migraci, kolísání ceny některých akcií nebo finanční situaci účetní jednotky.
Foto Fotolia: Carloscastilla
