強馬可夫性(strong Markov property)
普通的馬可夫性說,過程在任何「固定」的鐘錶時刻都是無記憶的:給定布朗運動此刻(時間 t = 5)在哪裡,它的未來在統計上就是一個從該點重新出發的全新布朗運動,對它是怎麼走到那裡的毫不在意。當你在一個事先選定的瞬間停錶時,這沒問題。但有趣的時刻往往不是固定時間——而是某事第一次「發生」的時間:路徑第一次觸及水平 10、第一次回到零。這種隨機時間取決於路徑本身。強馬可夫性就是那個(並不顯然的)保證:即使在這些隨機的「某事第一次發生」的時刻,無記憶的重新出發仍然成立。
一個可允許的隨機停止時刻的技術名稱是停時:一個隨機時間 T,使得要判斷 T 是否已在當下發生,你只需要過去與現在,絕不需偷看未來(「第一次觸及水平 10」合格;「當日最高點的時刻」不合格,因為你要到後來才知道它是最高)。強馬可夫性說:在任何停時 T,條件於 B(T) 的值,平移後的過程 B(T + s) - B(T)(s 至少 0)是一個全新的標準布朗運動,且與 T 之前的一切獨立。簡言之,你可以在一個依路徑而定的事件處凍結過程,而它從那裡重新從頭開始。
這是幾乎每一項顯式布朗計算背後的主力。它使反射原理成立(在路徑第一次觸及某水平後反射它),讓你能藉由在每個到達的水平處重新出發來分解觸及時間問題,也使遠足(excursion)理論成為可能。使它變得不平凡的提醒:對任意隨機時間,重新出發的性質「並非」自動成立——對那些暗地裡用了未來資訊的隨機時間它可能失效。它恰恰對停時成立,而布朗運動(因連續)滿足強版本,這就是為什麼我們能把「它第一次做 X 的那一刻」當作一次乾淨的全新開始。
令 T 為布朗運動第一次達到 +1 的時間。由強馬可夫性,一旦它觸及 +1,後續 B(T + s) - 1 是一個從 0 出發的全新布朗運動。所以從 +1 再爬到 +2 所需的進一步時間,與它原本從 0 爬到 +1 所花的時間有完全相同的分布。
在一個停時處,布朗運動如同全新一般重新出發,且與其過去獨立。
重新出發只在「停時」處成立——僅用過去與現在的資訊所決定的隨機時間。對於暗中偷看未來的時間(如「路徑觸及其最大值之時」),此性質可能失效。