Ветвящийся процесс — это случайный процесс, описывающий широкий круг явлений, связанных с размножением и превращением каких-либо объектов.

Термин «ветвящиеся процессы» был предложен А. Н. Колмогоровым в начале 1947 года и в силу своей удачности пришёл в другие языки в виде кальки: англ. branching processes, нем. Verzweigungsprozesse, швед. förgreningsprocesser. По воспоминаниям Б. А. Севастьянова, после появления в США в том же году аналогичных исследований, связанных с разработкой атомного оружия, работы по теории ветвящихся процессов были засекречены на пять лет до хрущёвской оттепели в связи с опасениями, что теория может служить общей моделью неких ядерных цепных реакций, пока академик Я. Б. Зельдович не дал заключение, что работы могут быть опубликованы^[1].

Основным аналитическим аппаратом ветвящихся процессов являются производящие функции:

Модели

Первыми рассмотренными моделями был ветвящийся процесс Гальтона — Ватсона (англ.)русск. и марковский ветвящийся процесс. Обобщениями этих двух моделей являются^[2]:

• Процесс Беллмана — Харриса
• Процесс Севастьянова
• Процесс Крампа — Мода — Ягерса

Марковский ветвящийся процесс

Рассмотрим физическую систему, состоящую из конечного числа частиц одного или нескольких типов, в которой каждая частица может, независимо от других, превратиться в одну или несколько других частиц или исчезнуть. Состояние системы (популяция) в момент времени  — вектор количеств частиц каждого типа, выраженных целыми числами. Эволюцию такой системы можно считать стохастической и марковской, а соответствующий процесс — марковским ветвящимся процессом^[3].

Марковскими ветвящимися процессами можно описывать различные явления природы: развитие биологических популяций, прохождение элементарных частиц через вещество, распространение эпидемий и т. п.^[3]

Примечания

Литература

• Колмогоров А. Н., Дмитриев Н. А. Ветвящиеся случайные процессы // Доклады АН СССР : журнал. — М., 1947. — В. 1. — Т. 56. — С. 7-10.
• Гихман И. И., Скороход А. В. Часть V. Ветвящиеся процессы // Теория случайных процессов. — М.: Наука, 1973. — Т. II.
• Ватутин В. А., Зубков А. М. Ветвящиеся процессы. I // Итоги науки и техники. Серия «Теория вероятностей. Математическая статистика. Теоретическая кибернетика». — М.: ВИНИТИ, 1985. — Т. 23. — С. 3–67.