状態の概念と各分野における用法

状態（じょうたい、英語: state）とは、ある事物や対象が示す、時間とともに変化しうるありさまや性質を指す言葉である。日常語として広く用いられるほか、科学や技術の諸分野においては厳密な定義や文脈を持って使用される。

概要

状態という概念は極めて汎用的であり、対象とする学問や技術の領域によってその意味合いや扱い方は大きく異なる。単一の普遍的な定義を適用することは難しく、それぞれの分野において定義された系やモデルの条件を表すために用いられる。

各分野における主な用法

物理学

物理学においては、物質の相（固体、液体、気体、プラズマ、ボース＝アインシュタイン凝縮、フェルミ凝縮など）をはじめ、力学系における力学系の状態、熱力学・統計力学における巨視的状態や状態量、さらには量子論における状態ベクトルや量子状態など、多様なスケールで状態という言葉が定義されている。

数学

数学の分野では、関数解析学における状態や、確率過程における状態空間の元などとして現れる。また、力学系の数理的モデルにおいても重要な概念として扱われる。

制御理論・電気回路理論

制御理論や電気回路理論においては、システム内部の情報を表す状態変数や、システムの挙動を記述する状態方程式が用いられ、動的なシステムの解析に不可欠な要素となっている。

情報科学・情報工学

情報科学および情報工学の領域では、状態遷移系やオートマトンにおける状態のほか、オブジェクト指向プログラミングにおけるオブジェクトの状態、デザインパターンの一つであるStateパターン、論理回路における論理状態など、計算やデータの変化を追跡するための基本的な概念として広く採用されている。