分支過程與聚合過程

連續隨機樹(continuum random tree)

正如布朗運動是隨機漫步的普適尺度極限,連續隨機樹(CRT)是大型隨機樹的普適尺度極限。由 Aldous 引入,它是一個隨機緊緻度量空間——一棵具不可數多個點、沒有正長度邊的「樹」——只要你取一棵臨界高爾頓-沃森樹(或均勻隨機標號樹),條件為很大,並縮小距離,它便浮現。它是典型的連續隨機碎形樹,也是許多離散樹結果所收斂到的對象。

最乾淨的構造經由布朗漂程。取一個標準化布朗漂程 (e_s){0<=s<=1},即一條被條件為始於、終於 0 且在 (0,1) 上保持為正的布朗運動路徑。在 [0,1] 上以 d(s, t) = e_s + e_t - 2 min{ e_r : r 介於 s 與 t 之間 } 定義一個偽距離,並把距離為 0 的點黏合;所得商度量空間即 CRT。直觀上,漂程被當作輪廓來讀:其在兩時刻之間的局部極小,量度了你須回溯多遠才能找到對應兩葉的最近共同祖先。CRT 幾乎必然是一棵實樹(任兩點由唯一不自交的路徑相連),它緊緻、Hausdorff 維度為 2,且其葉攜帶一個自然的質量測度。Aldous 定理:子代變異數有限的臨界高爾頓-沃森樹,條件為有 n 個頂點、並把圖距離以常數乘 1/sqrt(n) 重尺度化,依分布(在 Gromov-Hausdorff 意義下)收斂到 CRT。許多離散樹——均勻標號樹、隨機二元樹、隨機平面樹——共享同一個極限,這正是樹的不變原理的內涵。

重要性:CRT 之於隨機樹理論,正如布朗運動之於隨機漫步——一個統一整類離散模型的普適極限,也是隨機地圖與布朗球面/Liouville 量子重力之尺度極限的基礎。它也編碼譜系:CRT 是與 Feller 擴散連續狀態分支過程對偶的譜系結構,把族群側與樹側連結在一起。誠實的假設:普適性對子代變異數有限成立;無窮變異數(alpha-穩定)子代轉而收斂到穩定樹族,後者「並非」CRT,其 Hausdorff 維度為 alpha/(alpha - 1)。收斂是在度量空間的 Gromov-Hausdorff 拓撲下,這是真正的度量幾何概念——CRT 並非任何固定空間的子集,而是一個抽象的隨機度量空間,這正是定義所要求的概念性跳躍。

在 n 個標號頂點上取一棵均勻隨機樹,視之為每條邊長為 1 的度量空間,再把所有距離以 1/sqrt(n) 尺度化。當 n 成長,此隨機形狀(在 Gromov-Hausdorff 距離下)收斂到 CRT 的一個常數倍——這與你從「條件為大小」的臨界 Poisson 或二元高爾頓-沃森樹所得的極限相同,因為它們的子代變異數皆有限。

CRT 由被當作輪廓來讀的標準化布朗漂程建成;它是有限變異數隨機樹的普適極限。

CRT 是普適極限「僅」對有限變異數子代而言;alpha-穩定(無窮變異數)子代收斂到維度 alpha/(alpha-1) 的穩定樹,而非 CRT。收斂是抽象度量空間上的 Gromov-Hausdorff,並非在任何固定嵌入之中。

又稱
CRTAldous's CRTBrownian continuum random tree連續隨機樹布朗連續隨機樹