القدرة على التنبؤ

القدرة على التنبؤ هي الدرجة التي يمكن عندها التنبؤ أو التوقع الصحيح لحالة النظام ، سواء نوعياً أو كمياً.

ترتبط الحتمية السببية ارتباطًا وثيقًا بإمكانية التنبؤ. فإمكانية التنبؤ التامة تعني حتمية مطلقة، لكن انعدام إمكانية التنبؤ لا يعني بالضرورة انعدام الحتمية. وقد تنجم القيود المفروضة على إمكانية التنبؤ عن عوامل مثل نقص المعلومات أو التعقيد المفرط.

في الفيزياء التجريبية، توجد دائمًا أخطاء رصدية تحدد متغيرات مثل المواقع والسرعات. لذا، فإن التنبؤ المثالي مستحيل عمليًا . علاوة على ذلك، في ميكانيكا الكم الحديثة ، يفرض مبدأ عدم التحديد لفيرنر هايزنبرغ حدودًا على دقة معرفة هذه الكميات. لذا، فإن إمكانية التنبؤ المثالي مستحيلة نظريًا أيضًا .

على الرغم من أن القانون الثاني للديناميكا الحرارية يُمكنه تحديد حالة التوازن التي سيصل إليها النظام، وأن حالات الاستقرار في الأنظمة المبددة للطاقة يُمكن التنبؤ بها أحيانًا، إلا أنه لا توجد قاعدة عامة للتنبؤ بالتطور الزمني للأنظمة البعيدة عن حالة التوازن، مثل الأنظمة الفوضوية ، إذا لم تقترب من حالة التوازن. عادةً ما تتدهور إمكانية التنبؤ بها مع مرور الوقت، ولتحديد هذه الإمكانية كميًا، يُمكن قياس معدل تباعد مسارات النظام في فضاء الطور ( إنتروبيا كولموغوروف-سيناي ، ومعاملات ليابونوف ).

في التحليل العشوائي، تعتبر العملية العشوائية عملية قابلة للتنبؤ إذا كان من الممكن معرفة الحالة التالية من الوقت الحالي.

يركز فرع الرياضيات المعروف بنظرية الفوضى على سلوك الأنظمة شديدة الحساسية للظروف الأولية. وتشير هذه النظرية إلى أن تغييرًا طفيفًا في الظروف الأولية قد يُغير مسار النظام تمامًا. تُعرف هذه الظاهرة بتأثير الفراشة ، الذي يُزعم أن رفرفة جناح فراشة في البرازيل قد تُسبب إعصارًا في تكساس. وتُشير طبيعة نظرية الفوضى إلى أن إمكانية التنبؤ بأي نظام محدودة، لأنه من المستحيل معرفة جميع تفاصيل النظام في الوقت الراهن. من حيث المبدأ، يُمكن التنبؤ بالأنظمة الحتمية التي تُحاول نظرية الفوضى تحليلها، ولكن عدم اليقين في التنبؤ يزداد بشكل كبير مع مرور الوقت. ^{[ 2 ]}

كما هو موثق في ^{[ 3 ]،} تتضمن ثلاثة أنواع رئيسية من تأثيرات الفراشة في دراسات لورنز ما يلي: الحساسية الشديدة للظروف الأولية، ^{[ 4 ] [ 5 ]} وقدرة اضطراب طفيف على إحداث دوران منظم على مسافات كبيرة، ^{[ 6 ]} والدور المفترض للعمليات صغيرة النطاق في المساهمة في إمكانية التنبؤ المحدودة. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} ولا تتطابق أنواع تأثيرات الفراشة الثلاثة تمامًا.

في دراسة التفاعل بين الإنسان والحاسوب ، تعتبر القدرة على التنبؤ هي الخاصية التي تسمح بتوقع عواقب إجراء المستخدم بالنظر إلى الحالة الحالية للنظام.

يتجلى مثال معاصر للتفاعل بين الإنسان والحاسوب في تطوير خوارزميات رؤية الحاسوب لبرامج تجنب الاصطدام في السيارات ذاتية القيادة. ويستفيد باحثون في شركة NVIDIA ^{[ 10 ]} وجامعة برينستون ^{[ 11 ]} ومؤسسات أخرى من التعلم العميق لتعليم الحواسيب توقع سيناريوهات الطريق اللاحقة بناءً على المعلومات المرئية حول الحالات الحالية والسابقة.

ومن الأمثلة الأخرى على التفاعل بين الإنسان والحاسوب، المحاكاة الحاسوبية المصممة للتنبؤ بالسلوك البشري باستخدام الخوارزميات. فعلى سبيل المثال، طوّر معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مؤخرًا خوارزمية بالغة الدقة للتنبؤ بسلوك البشر. وعند اختبارها على برامج تلفزيونية، استطاعت الخوارزمية التنبؤ بدقة عالية بتصرفات الشخصيات اللاحقة. تُبشّر هذه الخوارزميات والمحاكاة الحاسوبية بمستقبل واعد للذكاء الاصطناعي. ^{[ 12 ]}

التنبؤ اللغوي ظاهرة في علم اللغة النفسي تحدث عندما يتم تنشيط معلومات حول كلمة أو وحدة لغوية أخرى قبل مصادفتها فعليًا. تشير الأدلة المستقاة من تتبع حركة العين ، والجهود المُستحثة المرتبطة بالأحداث ، وغيرها من الأساليب التجريبية، إلى أنه بالإضافة إلى دمج كل كلمة لاحقة في السياق الذي تشكله الكلمات السابقة، قد يحاول مستخدمو اللغة، في ظل ظروف معينة، التنبؤ بالكلمات القادمة. وقد ثبت أن القدرة على التنبؤ تؤثر على كل من معالجة النصوص والكلام، وكذلك على إنتاج الكلام. علاوة على ذلك، فقد ثبت أن للتنبؤ تأثيرًا على الفهم النحوي والدلالي والتداولي.

في دراسة علم الأحياء - وخاصة علم الوراثة وعلم الأعصاب - ترتبط القدرة على التنبؤ بالتنبؤ بالتطورات والسلوكيات البيولوجية بناءً على الجينات الموروثة والخبرات السابقة.

يدور جدل واسع في الأوساط العلمية حول إمكانية التنبؤ الكامل بسلوك الفرد بناءً على جيناته. فقد أظهرت دراسات، كالدراسة التي أُجريت في إسرائيل، أن القضاة يميلون إلى إصدار أحكام مخففة إذا كان الشخص قد تناول طعامه مؤخرًا. ^{[ 13 ]} إضافةً إلى حالات كهذه، فقد ثبت أن الأفراد يتمتعون برائحة أفضل لدى من يمتلكون جينات مناعية مكملة، مما يؤدي إلى انجذاب جسدي أكبر. ^{[ 14 ]} يمكن دراسة الجينات لتحديد ما إذا كان الفرد مُعرَّضًا لأي أمراض، وغالبًا ما يمكن تفسير الاضطرابات السلوكية بتحليل عيوب الشفرة الوراثية. يرى العلماء الذين يركزون على أمثلة كهذه أن السلوك البشري قابل للتنبؤ تمامًا. بينما يرى آخرون أن الجينات لا تُوفر سوى استعدادًا للتصرف بطريقة معينة، وأن الإنسان في نهاية المطاف يمتلك حرية الاختيار في التصرف من عدمه.

تتمتع الحيوانات بسلوك أكثر قابلية للتنبؤ من البشر. فبفعل الانتقاء الطبيعي، تطور الحيوانات نداءات التزاوج، وتحذيرات من المفترسات، ورقصات تواصلية. ومن الأمثلة على هذه السلوكيات المتأصلة سنجاب بيلدينغ الأرضي، الذي طور مجموعة محددة من النداءات لتحذير السناجب القريبة من المفترسات. فإذا رأى سنجاب أرضي مفترسًا على اليابسة، فإنه يُصدر صوتًا خفيفًا بعد وصوله إلى بر الأمان، مما يُشير إلى السناجب القريبة بضرورة الوقوف على رجليها الخلفيتين ومحاولة تحديد موقع المفترس. وعندما يُرى مفترس في الجو، يُطلق السنجاب الأرضي على الفور صفيرًا طويلًا، مُعرِّضًا نفسه للخطر ولكنه يُشير إلى السناجب القريبة بالفرار والاحتماء. ومن خلال التجارب والدراسات، تمكن العلماء من رصد سلوكيات كهذه والتنبؤ بدقة عالية بكيفية تصرف الحيوانات في مواقف معينة. ^{[ 15 ]}

غالباً ما تثير دراسة إمكانية التنبؤ جدلاً بين من يعتقدون أن الإنسان يمتلك سيطرة كاملة على إرادته الحرة، ومن يعتقدون أن أفعالنا مُقدَّرة سلفاً. ومع ذلك، فمن المرجح أن نيوتن ولا لابلاس لم يريا في دراسة إمكانية التنبؤ صلة بالحتمية. ^{[ 16 ]}

مع ازدياد شيوع تغير المناخ والظواهر الجوية الأخرى، تزداد أهمية القدرة على التنبؤ بالأنظمة المناخية. وتشير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ إلى صعوبة التنبؤ بالتفاعلات المناخية التفصيلية المستقبلية، إلا أن التنبؤات المناخية طويلة الأجل ممكنة. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

تشير القدرة على التنبؤ في الاقتصاد الكلي في أغلب الأحيان إلى مدى دقة النموذج الاقتصادي في عكس البيانات الفصلية، ومدى إمكانية تحديد آليات الانتشار الداخلي للنماذج بنجاح. ومن أمثلة السلاسل الاقتصادية الكلية الأمريكية ذات الأهمية، على سبيل المثال لا الحصر، الاستهلاك، والاستثمار، والناتج القومي الإجمالي الحقيقي، ورأس المال. وتشمل العوامل المؤثرة في القدرة على التنبؤ بالنظام الاقتصادي نطاق التنبؤ (هل هو لمدة سنتين أم عشرين سنة؟) وتباين التقديرات. ولا تزال العمليات الرياضية لتقييم القدرة على التنبؤ بالاتجاهات الاقتصادية الكلية قيد التطوير. ^{[ 25 ]}

• الطوارئ
• التنبؤ
• الارتجال
• العشوائية