Очень часто
результат одиночного опыта, произведенного с достаточно сложной системой, не
может быть предсказан с полной определенностью, т.к. зависит от ряда случайных
факторов и является случайной величиной. Несмотря
на это, мы можем сделать важные выводы о поведении системы производя большое
число идентичных опытов. В таком случае мы говорим о статистическом описании
системы и используем для такого описания методы теории вероятностей.
Статистическая теория позволяет предсказать не результат конкретного опыта, а
вероятность
появления каждого из возможных результатов опыта. Предсказанные вероятности
можно сравнить с вероятностями, измеренными на опыте с большим числом одинаковых
систем (ансамблем). Если состояние системы не зависит от времени, то с
равным успехом можно многократно повторить один и тот же опыт над одной системой.
Статистический подход оказался чрезвычайно плодотворным в физике при
рассмотрении таких проблем как радиоактивный распад, падение космических лучей
на Землю, испускание электронов и фотонов, при квантовомеханическом описании
атомов и молекул.