巴拿赫空間上的高斯測度(Gaussian measure on a Banach space)
當高斯過程具連續(或其他良好)樣本路徑時,它的分布律自然是函數空間上的一個機率測度——一個無窮維巴拿赫空間,如 C[0, 1]。直接研究該測度,而非逐坐標研究過程,是做高斯分析的幾何/測度論方式。維納測度(C[0, 1] 上布朗運動的分布律)是其原型。
設 E 為可分巴拿赫空間,對偶空間為 E^*。E 上的 Borel 機率測度 mu 為高斯,是指對每個連續線性泛函 L in E^*,前推 L_# mu 為 R 上一維高斯律(可退化)。等價地,每個 L in E^*,視為 (E, mu) 上的隨機變數,皆為實高斯。平均是滿足 L(m) = integral L dmu(對所有 L)的向量 m in E,共變異數是 E^* x E^* 上的雙線性型 (L_1, L_2) -> integral (L_1 - L_1(m))(L_2 - L_2(m)) dmu。中心化(m = 0)高斯測度由此共變異算子決定。無窮維中有兩個核心且令人意外的事實:沒有勒貝格測度/沒有平移不變的參考測度,故高斯測度須經自身結構研究;且由費尼克(Fernique)定理,範數有高斯尾,integral exp(alpha ||x||^2) dmu(x) < infinity(某 alpha > 0),故即使空間無窮維,||x|| 的所有動差仍有限。
重要性:這是卡梅倫-馬丁定理(哪些平移容許)、Borell-TIS 集中不等式(範數/上確界集中於其平均附近)、以及抽象維納空間(卡梅倫-馬丁空間、巴拿赫空間、高斯測度的典範三元組)的舞台。關於維度的關鍵提醒:無窮維中兩個中心化高斯測度要嘛等價(互為絕對連續)、要嘛互為奇異——費爾德曼-哈耶克二分法——沒有中間地帶,而大多數在 R^n 中看似無害的平移與縮放都會產生奇異測度。卡梅倫-馬丁空間恰為使你留在等價類中的(零測度)平移集合。
維納測度是 E = C[0, 1](在 0 處為零的連續函數)上的高斯測度,即布朗運動的分布律。坐標泛函 L_t(w) = w(t) 為高斯,Cov(L_s, L_t) = min(s, t)。費尼克定理保證 E[exp(alpha (max_t |w(t)|)^2)] < infinity(小 alpha),故布朗路徑的最大值具有所有動差與高斯型尾。
C[0,1] 上的維納測度是典範高斯測度;費尼克定理使其範數具高斯尾。
無窮維中兩個中心化高斯測度要嘛等價、要嘛互為奇異(費爾德曼-哈耶克)——沒有勒貝格測度,也沒有平滑的中間態。