測度論機率

可測空間(measurable space)

在你能談論事情有多可能之前,你得先解決兩個更前置的問題:可能的結果有哪些,以及我們被允許詢問哪些結果的集合。可測空間恰好把這兩項記帳工作打包起來,不多不少。它是「舞台」與「可被允許的問題陣容」,在任何機率被指派之前就已搭好。關鍵在於:它此時尚未承載任何「可能性」的概念——它只說明哪些事件作為可測量的正當對象而存在。

形式上,可測空間是一個對 (Omega, F):一個包含所有可能結果的集合 Omega,連同 Omega 子集所成的一個 σ-代數 F。F 的成員稱為可測集,在機率脈絡下即稱為事件。所以這個空間告訴你「結果的全集」與「公認的事件家族」,並保證該家族對取補與可數聯集封閉。可以把它想成一台空白的測量儀器:刻度位置(事件)已標好,但尚未取得任何讀數(機率)。兩個可測空間之間的函數若尊重此結構——目標空間中每個事件的原像都是來源空間中的事件——就稱為可測函數。

把這副骨架與真正的測度分開,是嚴格理論中一個低調卻有力的手法。同一個可測空間 (R, Borel 集) 可以承載可數多個不同的機率測度——常態、指數、[0,1] 上的均勻——每一個都是把權重分配到同一族事件上的不同方式。先釘定結果與事件,再把機率疊加其上,正是讓本學科能毫無矛盾地處理無窮與連續模型的關鍵。

(R, Borel 集) 是一個可測空間:結果是所有實數,事件是所有 Borel 集。它對任何區域有多可能隻字不提——你之後可以為它配上常態(0,1) 測度、均勻(0,1) 測度或其他任何測度,它們全都共用這副相同的骨架。

結果加上一個事件的 σ-代數——一個尚未附加任何測度的測量舞台。

可測空間完全不承載任何機率;它只宣告哪些集合是事件。加上一個測度是另一個獨立步驟,而同一個空間可支撐許多不同的測度。

又称
可測空間