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17 feb 2013

De las Matemáticas de la Física.

De las Matemáticas de la Física.

Del Número.
Por número entiendo el comportamiento generado con la intencionalidad de obtener (abstraer) lo común entre sucesos.

La naturaleza y bondad de este comportamiento (actividad, o sistema) cualifica el número que el mismo identifica.
Sean a y b dos sucesos, y ⌡ la naturaleza del comportamiento a priori. La generación del número N, viene dado como sigue:

1. a ⌡
2. a ⌡ b
3. N/(a ⌠ b) (o trabajo del observador; ambiente, o ruido).
4. N ⌠
5. N ⌠ a
6. N ⌠ a ⌡ b

Dónde ⌠ representa la naturaleza del comportamiento a posteriori; la cualificación de N.

Por todo ello, el número no es suceso (magnitud), sino sistema, proceso, o comportamiento.

De la Unidad.
La bondad del número le cualifica de espacio/tiempo (magnitudes), le proporciona cualidades diferenciadoras. Así, el espacio gana en cantidad y calidad conforme se empobrece la bondad del número, perdiéndose el tiempo. Por el contrario, un enriquecimiento de la bondad del número, lo es en cantidad y calidad del tiempo, perdiéndose el espacio.

Por Unidad entiendo la bondad del número.

Del Trabajo.
Por Trabajo entiendo la parte del suceso que cabe por razón de su relación solidaria con otro.
Representa el suceso detraído y dispersado de modo simultáneo por aquel sometido a observación (observado a priori) por parte del observador. Representa el suceso de relación, o común al observado a priori y a posteriori.

De la Suma.
Por Suma entiendo el trabajo realizado por cada suceso que constituye la distribución observada para relacionarse entre sí y/o con los demás, cuando se consideran dos condiciones: el trabajo realizado haya tomado valores superiores o iguales a la unidad y el mismo haya sido realizado de modo excluyente. Es un trabajo a posteriori.
Representa el trabajo de agregación interna de la distribución observada.
Se representa por el signo .

De la Multiplicación.
Por Multiplicación entiendo el trabajo realizado por cada suceso que constituye la distribución observada para relacionarse entre sí y/o con los demás, cuando se consideran dos condiciones: el trabajo realizado haya tomado valores superiores o iguales a la unidad y el mismo haya sido realizado de modo simultáneo. Es un trabajo a posteriori.
Representa el trabajo de agregación interna de la distribución observada.
Se representa por el signo ∩.

De la Resta.
Por Resta entiendo el trabajo realizado por cada suceso que constituye la distribución observada para relacionarse entre sí y/o con los demás, cuando se consideran dos condiciones: el trabajo realizado haya tomado valores inferiores o iguales a cero y el mismo haya sido realizado de modo excluyente.
Es un trabajo complementario de la Suma.
Es un trabajo a priori.
Representa el trabajo de relación con el ambiente, o agregación externa de la distribución observada.
Se representa por el signo ¬.

De la División.
Por División entiendo el trabajo realizado por cada suceso que constituye la distribución observada para relacionarse entre sí y/o con los demás, cuando se consideran dos condiciones: el trabajo realizado haya tomado valores inferiores a la unidad y el mismo haya sido realizado de modo simultáneo.
Es un trabajo inverso al de la Multiplicación.
Es un trabajo a priori.
Representa el trabajo de relación con el ambiente, o agregación externa de la distribución observada.
Se representa por el signo ∩¬.

De la Potencia.
Por Potencia entiendo el trabajo de multiplicación en el que se cumple una condición: el trabajo realizado por los sucesos que constituyen la distribución observada son idénticos.
Se representa por el signo□.

De la Raíz.
Por Raíz entiendo el trabajo de división en el que se cumple una condición: el trabajo realizado por los sucesos que constituyen la distribución observada son idénticos.
Se representa por el signo .

Del Logaritmo.
Por Logaritmo entiendo el trabajo de raíz a posteriori.
Se representa por el signo .

... nos hemos vuelto deterministas absolutos y aún los que quieren conservar los derechos del libre arbitrio humano, dejan por lo menos al determinismo reinar sin división en el mundo inorgánico. Todo fenómeno, por mínimo que sea, tiene una causa y un espíritu infinitamente potente, maravillosamente bien informado de las leyes de la Naturaleza, lo hubiera preveer desde el comienzo de los siglos. Si un espíritu parecido existiera no se podría jugar con él a ningún juego de azar, se perdería siempre.

Para él la palabra azar no tendría ningún sentido, o mejor dicho no habría azar. Es a causa de nuestra debilidad y de nuestra ignorancia que existe uno para nosotros. Incluso sin salir de nuestra débil humanidad, lo que es azar para el ignorante, no lo es para el sabio. El azar no es más que la medida de nuestra ignorancia. Los fenómenos fortuitos son por definición aquellos de los que ignoramos las leyes.

Ciencia y Método. H. Poincaré.
















De la Probabilidad.

Probabilidad a priori.
Por probabilidad a priori entiendo el trabajo de transformación del observable posible, o potencial en observable obtenido, realizado por el Observador.
Su expresión formal es P=OO/OP, donde P, OO y OP representan, respectivamente, la probabilidad a priori, Objeto Obtenido y Objeto Posible. Representa la llamada probabilidad marginal.
Este trabajo tiene como característica el ser excluyente de otros a realizar con el observable posible. Así mismo, tiene como peculiaridad la identificación de los dos observables, haciendo que el trabajo se identifique por una variable bidimensional y adimensional, a la vez.
Así definido el trabajo (T), o probabilidad (P), el mismo no es una propiedad del observable, sino del Observador. Sin embargo, no es una propiedad definida en sí misma, sino a través del observable, hecho que no se considera cuando su tratamiento es superficial.
Así pues, la probabilidad es un instrumento de observación de medida del observable por el que tiene interés el observador. Éste, con el propósito de conocer el efecto perturbador que tal instrumento tiene en el observable, en la medida, diseña un nuevo instrumento cuyo trabajo se realiza bajo una sola condición. Al instrumento diseñado con tal propósito lo llamo Acción de Trabajo (AT) o, por su uso condición que se le impone para que sea posible es que sea aplicable a instrumentos de medida con un trabajo potencialmente nulo e indeterminado, es decir, que pueda tomar valores comprendidos entre cero y la unidad.
La acción de transformación del observable realizada por el observador en su trabajo de observación, o Acción de Trabajo, tiene la siguiente expresión: AT= Ti-Tr, donde Tr y TI representan el Trabajo Inicial y Real, respectivamente.
Dada la condición ideal, la Acción de Trabajo toma la expresión AT=1-P, y substituyendo, la siguiente, AT=1-(OO/OP). De donde se obtiene, AT=(OP-OO)/OP.
Esta Acción de Trabajo representa el grado de dominio que tiene el observador sobre el observable posible. Representa el trabajo que desarrolla el observador para transformar el Azar en Certidumbre. Por el resultado de este trabajo, al mismo también se le conoce como Incertidumbre, pudiendo expresarse como Incertidumbre=Certidumbre/Azar.
Así pues, todo observable, resultado de un trabajo de observación identificado por la variable denominada Probabilidad, está condicionado por éste. Condicionamiento identificado por la variable Incertidumbre.
Como consecuencia de los valores posibles que puede tomar la Incertidumbre por el observador al observable, éste toma los siguientes:
1. Si AT=1, entonces T=0.- No hay acción transformadora del azar; no hay certidumbre, hay azar. No hay observable. Hay una total incertidumbre.
2. Si AT=1.- No hay acción transformadora del azar; no hay certidumbre, hay azar. No hay observación. Hay una total incertidumbre.
Primer axioma de la Probabilidad.- La probabilidad máxima es uno. Si E es el espacio de eventos, P(E)=1.
3. Si AT<1 acci="" azar.="" azar="" certidumbre="" del="" entonces="" font="" hay="" incertidumbre.="" n.="" n="" observaci="" t="" transformadora="" y="">
Segundo axioma de la probabilidad.- La probabilidad mínima es cero; no hay probabilidad negativa. Si "a" es un evento del espacio "E", P(E)>0.
4. Si AT=<1 entonces="" t="">1.- Hay acción transformadora del azar; hay certidumbre y azar. Hay observación. Hay incertidumbre. Hay ruptura en la relación entre observable y observador; el observable posible es menor que el observable obtenido. No es "controlable" por el observador el observable.
Si E es el espacio de eventos conocido, el real es ER, entonces P(ER)> P(E). Si P(E)=1, entonces P(ER)>1.
Esta condición de trabajo se contrapone a la del punto 2., o primer axioma de la Probabilidad. Esta limita, condiciona, el espacio de eventos E a tener un valor de 1. Este hecho supone que ha de ser conocido el espacio de eventos, observable posible, dado que el trabajo de observación intenciona a éste, necesariamente el mismo puede tomar cualquier valor.
En el caso particular de un conocimiento del espacio de eventos, no lo es de aquel que lo contiene y con el cual mantiene relación. Si este hecho es tal, necesariamente el conocimiento del espacio de eventos no es absoluto sino relativo. En consecuencia, el tomar un espacio de eventos como conocido es una restricción en el trabajo de observación.
La relación mantenida por los eventos de un espacio conocido recibe el nombre de Conjunto Cerrado. Por el contrario, recibe el nombre de Conjunto Abierto la relación mantenida por los eventos de un espacio no conocido.
Cuando la relación es mantenida por los eventos de un espacio conocido, Conjunto Cerrado, se dice de los mismos que son discretos y continuos cuando no lo son.
5. Si AT>1, entonces T<0 .-="" acci="" azar.="" certidumbre.="" certidumbre="" de="" del="" font="" hay="" incertidumbre="" n.="" n="" no="" observaci="" sino="" transformaci="" y="">
Hay ruptura en la relación existente entre azar y certidumbre. No es controlable el azar.
Esta condición es la misma que la anterior. Esta se contrapone al segundo axioma de la probabilidad.
Así si "a", es un evento del espacio E, -∞
La relación entre el Trabajo (T) y la Acción de Trabajo (AT), es complementaria o excluyente, de acuerdo con los dos axiomas de la probabilidad expresados. Este hecho lleva al tercer axioma de la probabilidad.
Tercer axioma de la probabilidad.- La probabilidad (P) máxima, o Trabajo nulo, viene dada por la suma de aquellas parciales mutuamente excluyentes, o complementarias.
Axioma que tiene como expresión P=T+AT, o, también, P(TAT)=P(T)+ P(AT).
El trabajo y la Acción de trabajo son mutuamente excluyentes y como tal su expresión es la que sigue: AT*T=0 o, P(AT∩T)=0, ya que se cumplen estas igualdades, tenemos: AT=1-T (Tercer axioma), multiplicando por T ambos miembros, AT*T=T (1-T). Si T=1 (Primer axioma) y T=0 (Segundo axioma), entonces se tiene, P(AT∩T)=0.

Relaciones de bondad máxima entre observable y observador en la Teoría y Método del Conocimiento de Sistemas por su Comportamiento.

La naturaleza de la relación que mantienen entre sí Observador y Observable está determinada por el Tercer Axioma. P identifica la Probabilidad, T el Observable y AT el Observador. En general y teniendo en cuenta los tres axiomas, la probabilidad de relación existente entre los tres constituyentes de un sistema, definidos como se ha hecho en la Teoría, tienen una bondad máxima que es aquella deducida como se hace a continuación.
Para simplificar el álgebra denomino a, b, c, a los constituyentes Primero, Segundo y Tercero, respectivamente.
....................................
P(ab)=P(a)+P(b)
P(a)=P(b) → P(a)=1/2; P(a)≡I1ª
P(ab)=1
------------------------------------
P((ab) u c)=P(a)+P(c)
P(ab)=P(c)* → P(ab)c)=2
P(ab)=1 → P(c)=1 P(ab)c)≡I2ª
------------------------------------
P(((ab)c)d)=P((ab)c)+P(d)
P((ab)c)=P(d) → P(((ab)c)d)=4
P((ab)c)=2 → P(d)=2
P(d(ab))=P(d)+P(ab)
P(ab)=1 → P(abcd)=3;
P(d)=P(ab) → P(d)=1
P(abcd) ≡I3ª


(*) Si se considera que la relación entre los tres constituyentes del Sistema es de interacción en su naturaleza, y de bondad máxima en su valor, se cumplen estas identidades.

Bondad máxima del Sistema.- Definidas las Variables de Identificación del Sistema como probabilidades marginales, estadisticamente independientes, aquella que lo hace de él, lo es como probabilidad conjunta (***).
En consecuencia, la bondad máxima de ésta viene dada por el producto de aquellas tenidas por las Variables de Identificación. Su expresión es la que sigue:

P(a∩((ab)c)∩((((ab)c)d)))=P(a)*P(((ab)c)* P(((ab)c)d)=1/2*2*3.


Probabilidad a posteriori.
Por probabilidad a posteriori, entiendo el trabajo de relación tenido por los observables obtenidos de la probabilidad a priori.
La aplicación de los axiomas de la Probabilidad ha sido hecha para conjuntos finitos, a álgebras finitas. Su aplicación a conjuntos infinitos, a álgebras infinitas, precisa de una ampliación en su tratamiento respecto a como se ha hecho entonces.
La extensión del axioma de la aditividad a conjuntos infinitos hace necesario que éstos estén conformados por sucesos, valores de variable/magnitud aleatoria, incompatibles dos a dos. El Tercer axioma de la probabilidad, así entendido se denomina de aditividad completa, pudiendo ser formulado del modo siguiente: Si todo un conjunto de sucesos ((an) n N) de una distribución D, tomados dos a dos, en los que la unión de éstos (p Vn N (an)), permite una medida que sea que sea la resultante de la suma de aquellas parciales (p Vn N (an) = ∑p(an)), se dice que esta función p es completamente aditiva. Cuando esta función p es tal que 0
En los conjuntos infinitos, también se cumple el que los sucesos son mutuamente excluyentes como en los finitos (axioma de Kolmogorov). Así, para que p sea una medida sobre D, es necesario y suficiente el que para todo el conjunto de sucesos de ésta (a1 a2 ... an , con n N=0), se tenga que Limn→∞ = 0.
Si se tiene en cuenta este hecho, todo Observable viene dado como medida por la expresión siguiente: Observable= p(an+1)/p(an). Y, para el conjunto de sucesos de la distribución D viene dado como medida por la expresión siguiente: Observable = ∑p(an+1)/∑ p(an).
nN nN
Si MA, MI, MO y DS representan, respectivamente, las variables (estadísticas) que identifican la distribución, toman la expresión dada en la Teoría y Método del Conocimiento de Sistemas por su Comportamiento.

-----------------------------------------------
(***) De acuerdo con la Ley binomial -principio de las probabilidades totales, principio de las probabilidades compuestas, o de independencia de los sucesos- la probabilidad de aparición simultánea de sucesos independientes es igual al producto de sus probabilidades absolutas.








Repara en ti mismo; aparta tu mirada de todo lo que te rodea y llévala a tu interior. Tal es el primer requerimiento que la filosofía hace a quién se inicia en ella. No interesa nada de cuanto está fuera de tí, sino que solo interesas tú mismo.
Introducciones a la doctrina de la Ciencia. J. G. Fichte.



De la Distribución de Frecuencias de Magnitud: Variable de Identificación.

Variables de identificación primarias.
Por tales entiendo aquellas variables que identifican las propiedades primeras de la distribución de frecuencias de magnitud que constituye el observable, de su comportamiento. Son dos: Media Aritmética y Varianza. La primera identifica cuantitativamente la distribución, mientras que la segunda lo hace cualitativamente.

Media Aritmética.- Por Media Aritmética entiendo el trabajo realizado por cada suceso (magnitud) que constituye la distribución observada para relacionarse entre sí y/o con los demás, cuando se consideran dos condiciones: que el trabajo sea idéntico para cada suceso y que el mismo se dé simultáneamente entre todos los que constituyen la distribución.
Formalización.- La distribución D observada está constituida por los sucesos an (n N) que mantienen una relación entre sí de carácter discontinuo, o excluyente (a1 a2 ...an ). Si esta relación entre sucesos se supone, o idealiza de carácter continuo, o simultáneo (a1 a2∩ ...∩an), a la distribución se le puede aplicar el tercer axioma de la probabilidad, o teorema de Stone por el cual la probabilidad de observación de la misma (p(D)) resulta de la relación de exclu-sión de las probabilidades de observación de los sucesos constituyentes tomados separadamente (p(a1 )p(a2) ... p(an)).
Cuando se considera la distribución bajo condición ideal de una relación de simultaneidad entre sus sucesos constituyentes, la probabilidad e observación individual de los mismos viene dada por la expresión siguiente: p(an) = an/D-, donde D=∑an.
Si se tiene en cuenta el teorema de Stone, la probabilidad de observación de la distribución D, toma la expresión p(D)=∑p(an), de donde: ∑p(an)= ∑an/D o, ∑p(an)*D=∑an
Teniendo en cuenta el criterio de identidad (uniformidad) exigido en la concepción de la media aritmética (ME), se tiene: ∑p(an).D = n.∑p(a).D o, n. ∑p(a).D= ∑an. Donde, ∑p(a).D = ME, por lo que: ME=∑an/n, donde ME representa el tra-bajo de relación de los sucesos entre sí, tomados de dos en dos.
Si también se tiene en cuenta el criterio ideal en el que la media aritmética (ME) representa el trabajo de relación tenido por cada suceso con el resto que conforma la distribución, se tiene, n. p(a).D-p(a).D=∑an, de donde, (p(a).D). (n-1) =∑an. Así, dado que p(a).D=ME, se tiene: ME=∑an /(n-1).

Desviación Media.- Por Desviación Media entiendo el trabajo realizado por cada suceso (que constituye la distribución resultante de la discrepancia entre el suceso real y el ideal que supone la media aritmética) para relacionarse entre sí y/o con los demás, cuando se consideran dos condiciones: que el trabajo sea idéntico (uniforme) para cada suceso, y que el mismo se de simultáneamente entre todos los que constituyen la distribución ideal que se considera.
Formalización.- La distribución D' está constituida por los sucesos an -ME (nN) que mantienen una relación entre sí de carácter discontinuo, o excluyente ((a1-ME) (a2-ME) ... (an-ME)). Si esta relación entre sucesos se supone, o idealiza de carácter continuo, o simultáneo (a1-ME) ∩ (a2-ME) ∩...∩ (an-ME)), a la distribución se le puede aplicar el tercer axioma de la probabilidad, o teorema de Stone, por el cual la probabilidad de observación de la misma (p(D')) resulta de la relación de exclusión de las probabilidades de observación de los sucesos excluyentes tomados separadamente (p(a1-ME) p(a2-ME) ... p(an-ME)).
Cuando se considera la distribución bajo la condición ideal de una relación de simultaneidad entre sus sucesos constituyentes, la probabilidad de observación individual de los mismos viene dada por la expresión siguiente: p(a1-ME) = (a1-ME)/ D'; p(a2 -ME) = (a2-ME)/D' ... p(an-ME) = (an-ME)/D', donde D'=∑(an-ME).
Si se tiene en cuenta el teorema de Stone, la probabilidad de observación de la distribución D', toma la expresión p(D')=∑(an-ME), donde: ∑p(an-ME)= (an-ME)/ D', ∑p(an-ME).D'= ∑p(an-ME).
Teniendo en cuenta el criterio de identidad exigido en la concepción de la desviación media (DME), se tiene:∑p(an-ME).D'=n.∑p(an-ME).D' o, n.∑p(an-ME).D'= ∑(an-ME), dado que: ∑p(an-ME).D'=DME, se tiene: DME= ∑(an-ME)/n, donde DME representa el trabajo de relación de los sucesos entre sí.
Si también se tiene en cuenta el criterio ideal en el que la desviación media (DME) representa el trabajo de relación tenido por cada suceso con el resto que conforma la distribución (D'), se tiene n.p(an-ME).D'-p(an-ME).D'= ∑(an-ME), donde p(an-ME).D'.(n-1)=∑(an-ME).
Así, dado que p(an-ME).D'=DME, se tiene que DME=∑(an-ME)/(n-1).

Varianza. Por Varianza entiendo el trabajo realizado por cada suceso (que cons-tituye la distribución resultante del trabajo de agregación, interacción, entre los sucesos que constituyen la distribución resultante de la discrepancia entre el suceso real y el ideal que supone la Media Aritmética) para relacionarse entre sí y/o con los demás, cuando se consideran dos condiciones: que el trabajo sea idéntico para cada suceso y que el mismo se de simultáneamente entre todos los que constituyen la distribución ideal que se considera.
Formalización.- La distribución D'' está constituida por los sucesos (an-ME)2 ((nN) que mantienen una relación entre sí de carácter discontinuo, o excluyente ((a1-ME) (a2 -ME) ... (an -ME)). Si esa relación entre sucesos se supone, o idealiza de carácter contínuo, o simultáneo ((a1 -ME) ∩ (a2 -ME) ∩...∩ (an -ME), a la distribución se le puede aplicar el tercer axioma de la probabilidad, por el cual la probabilidad de observación de la misma (p(D'')) resulta de la relación de exclusión de las probabilidades de observación de los sucesos constituyentes tomados separadamente (p(a1 -ME) p(a2 -ME) ... p(an -ME)).
Cuando se considera la distribución bajo la condición ideal de una relación de simultaneidad entre sus sucesos constituyentes, la probabilidad de observación indi-vidual de los mismos viene dada por la expresión siguiente: p(a1-ME)= (a1-ME)2/ D'', p(a2-ME)=(a2-ME)2/D''... p(an -ME) =(an -ME)2/D'', donde D''= ∑(an-ME)2 .
Si se tiene en cuenta el teorema de Stone, la probabilidad de observación de la distribución D'', toma la expresión p(D'')=∑p(a-ME), donde: ∑p(an-ME)2= ∑(an-ME)2 /D'', o, ∑(an-ME)2 . D''=∑(an-ME)2.
Teniendo en cuenta el criterio de identidad (uniformidad) exigido por la concep- ción de la Varianza (V), se tiene: ∑p(an-ME)2 .D''= n.∑p(an-ME)2. D'' o, n.∑p(an-ME)2.D''=∑(an-ME)2, dado que ∑p(an-ME)2.D''=V, se tiene: V= ∑(an-ME)2/n, donde V representa el trabajo de relación de los sucesos entre sí.
Si también se tiene en cuenta el criterio ideal en el que la Varianza (V) representa el trabajo de relación tenido por cada suceso, representa el trabajo de relación tenido por cada suceso con el resto que conforma la distribución D'', se tiene: n.p(an-ME)2.D''-p(an-ME)2.D''=∑(an-ME)2, donde: p(an-ME)2.D''.(n-1)= ∑(an-ME)2. Así, dado que p(an-ME)2. D''=V, se tiene: V= ∑(an-ME)2/(n-1).

Desviación Standard.- La Varianza (V) representa el trabajo de relación ideal (de interacción entre los sucesos dos a dos) tenido (a posteriori) por cada suceso, la Desviación Standard (DS) representa el trabajo de relación ideal a tener (a priori) por cada suceso, tomados de dos en dos. Así pues, DS = V1/2 o, DS= √V. Es decir:
1. Trabajo de relación de los sucesos entre sí dos a dos a priori: DS= √∑(an-ME)2/n .
2. Trabajo de relación de cada suceso con el resto que conforma la distribución D'' a priori: DS=√∑(an-ME)2/(n -1).


Variables de identificación secundarias.
Por tales entiendo aquellas variables que identifican las propiedades secundarias, o magnitudes de la distribución de frecuencias que constituye el observable. Son tres: moda, máxima y mínima.

Moda.- Los sucesos (valores de variable/magnitud) que conforman la distribución sometida a observación, son el resultado del acoplamiento en oposición del observable con aquel valor de magnitud tomado como unidad de medida (patrón, o referente). Es decir, la magnitud observada real (MOR) identifica la diferencia entre aquella observada (MOS) y la utilizada como patrón por el observador (MOB). Así pues, la magnitud observada real toma la expresión siguiente: MO=MOS - MOB.
La MOB es la magnitud común a todas las MOR, no lo siendo la MOS.
La MOB en la distribución de frecuencias de magnitud (sucesos) viene identificada por la variable estadística secundaria moda (MO), o valor de magnitud más frecuente.
Si se tiene en cuenta este hecho, a toda observación de la distribución de frecuencias de magnitud observada ha de detraerse la variable moda.

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