フォッカー・プランク方程式

フォッカー・プランク方程式（英: Fokker–Planck equation）とは、統計力学で(クラマース・モヤル方程式)（英語版）においてn ≥ 3 の項のない次の方程式のことをいう。

${\displaystyle {\frac {\partial P(x,t)}{\partial t}}=-{\frac {\partial }{\partial x}}\alpha _{1}(x,t)P(x,t)+{\frac {1}{2}}{\frac {\partial ^{2}}{\partial x^{2}}}\alpha _{2}(x,t)P(x,t)}$

物理量x (t) の(揺動)が確率微分方程式

${\displaystyle {\frac {dx}{dt}}=a(x,t)+b(x,t)R(t)}$

という形で与えられるとする。ただし、R (t) は白色雑音のガウス過程：

${\displaystyle \langle R(t)R(t')\rangle =D\delta (t-t')}$

である。このとき、x の確率分布P (x, t) はフォッカー・プランク方程式に従う。ただし係数の定義には以下の2つの流儀がある：

• 伊藤清の方法

${\displaystyle {\begin{aligned}\alpha _{1}(x,t)&=a(x,t)\\\alpha _{2}(x,t)&=D(b(x,t))^{2}\end{aligned}}}$

• (ストラトノビッチ)の方法

${\displaystyle {\begin{aligned}\alpha _{1}(x,t)&=a(x,t)+{\frac {D}{2}}{\frac {\partial b}{\partial x}}(x,t)b(x,t)\\\alpha _{2}(x,t)&=D(b(x,t))^{2}\end{aligned}}}$

特に線形ブラウン運動（オルンシュタイン＝ウーレンベック過程）に対する方程式を線形フォッカー・プランク方程式という。このときは

${\displaystyle {\begin{aligned}\alpha _{1}(x,t)&=-\gamma x\\\alpha _{2}(x,t)&=D\end{aligned}}}$

となる（γ , D は定数）。これは

${\displaystyle {\frac {dx}{dt}}=-\gamma x+R(t)}$

というランジュバン方程式に対応する。

参考文献

• 『物理学辞典』培風館、1984年。 

関連項目

• 非平衡熱力学
• 線形応答理論