隨機過程:基礎
樣本路徑(sample path)
把隨機試驗執行一次 —— 讓整個機遇的宇宙塵埃落定為單一結果 —— 然後看看過程隨時間實際做了什麼。你記錄下來的那條曲線就是一條樣本路徑:一條完整的軌跡,是這一次運行中實際發生的過程。它就是你若把模擬跑一次後真正會畫出來的東西。
正式地說,固定底層隨機性的單一結果 omega。那麼對這個固定的 omega,整族 { X_t } 就不再隨機,而成為僅僅以 t 為變數的一個普通而確定的函數 —— t 對應到 X_t(omega)。那個函數就是 omega 的樣本路徑。每個不同的 omega 給出一條不同的路徑;過程就是路徑的整個集合,每條都攜帶其 omega 的機率。所以樣本路徑之於過程,正如單一個數之於隨機變數:一個被隨機抽出的實現值 —— 只是這裡的「值」是一整個函數。
這正是路徑層級問題的所在,是任何單一邊際永遠無法回答的問題:路徑是連續的,還是會跳?它曾經穿越零嗎?在時刻 T 之前它達到的最大值是多少?它停留在正值多久?兩個過程可以有完全相同的單時刻快照分布,卻有天差地別的路徑 —— 一條平滑、一條極度鋸齒 —— 所以真正能把一個過程釘死的,是路徑的法則,而非僅僅是邊際。
把擲硬幣隨機漫步模擬一次:你可能得到路徑 0, 1, 0, -1, 0, 1, 2, ... —— 一道特定的鋸齒階梯。再模擬一次,你得到另一道鋸齒。每一道鋸齒都是一條樣本路徑;完整的隨機漫步就是所有可能鋸齒的集合,按其機率加權。
樣本路徑是單次運行的一整條軌跡;過程是它們全體所成的集合。
小心一個常見的誤判:把「過程」等同於「一條樣本路徑」。單一觀察到的軌跡只是一次抽樣,並非過程本身 —— 正如擲出的一個 4 並非那顆骰子。路徑層級的性質(連續性、平滑性)是法則的性質,而非你恰好看到的任何單一路徑的性質。
又称
另见