福克-普朗克方程 (Fokker–Planck equation )描述粒子 在势能场中受到随机 力后,随时间演化的位置 或是速度 的分布函数 [ 1] 。此方程以荷兰 物理 学家阿德里安·福克 [ 2] 与马克斯·普朗克 [ 3] 的姓氏来命名。
存在拖拽和扩散项时,福克-普朗克方程的一个一维解。初始状态为远离零速度的δ函数,随机冲击使其分布逐渐变宽
一维 x 方向上,福克-普朗克方程有两个参数,一是拖拽参数 D 1 (x ,t ),另一是扩散 D 2 (x ,t )
∂
∂
t
f
(
x
,
t
)
=
−
∂
∂
x
[
D
1
(
x
,
t
)
f
(
x
,
t
)
]
+
∂
2
∂
x
2
[
D
2
(
x
,
t
)
f
(
x
,
t
)
]
.
{\displaystyle {\frac {\partial }{\partial t}}f(x,t)=-{\frac {\partial }{\partial x}}\left[D_{1}(x,t)f(x,t)\right]+{\frac {\partial ^{2}}{\partial x^{2}}}\left[D_{2}(x,t)f(x,t)\right].}
在
N
{\displaystyle N}
维空间中的福克-普朗克方程是
∂
f
∂
t
=
−
∑
i
=
1
N
∂
∂
x
i
[
D
i
1
(
x
1
,
…
,
x
N
)
f
]
+
∑
i
=
1
N
∑
j
=
1
N
∂
2
∂
x
i
∂
x
j
[
D
i
j
2
(
x
1
,
…
,
x
N
)
f
]
,
{\displaystyle {\frac {\partial f}{\partial t}}=-\sum _{i=1}^{N}{\frac {\partial }{\partial x_{i}}}\left[D_{i}^{1}(x_{1},\ldots ,x_{N})f\right]+\sum _{i=1}^{N}\sum _{j=1}^{N}{\frac {\partial ^{2}}{\partial x_{i}\,\partial x_{j}}}\left[D_{ij}^{2}(x_{1},\ldots ,x_{N})f\right],}
x
i
{\displaystyle x_{i}}
是第
i
{\displaystyle i}
维度的位置,此时
D
1
{\displaystyle D^{1}}
为拖拽矢量 ,
D
2
{\displaystyle D^{2}}
为扩散 张量 。