分布唯一性(uniqueness in law)
分布唯一性(弱唯一性)是說:對每個起始點,SDE 的解本質上只有一個可能的機率分布。它並不說解路徑唯一——不同的弱解可能活在不同機率空間上、描出確實不同的路徑——但它們都有相同的有限維分布,因而作為路徑空間中的隨機元有相同分布。在應用中(通常如此)你所量測的是分布而非特定軌跡時,這正是恰當的唯一性概念。
精確地說:若任兩個弱解 (X, B) 於 (Omega, F, P) 與 (X', B') 於 (Omega', F', P')、滿足 X_0 = X'_0 = x,都有 law(X) = law(X')(作為路徑空間 C([0,infinity), R^d) 上的測度),則 SDE dX = b(X) dt + sigma(X) dB 自起始點 x 具分布唯一性。這確實弱於逐路徑唯一性,後者比較的是在同一空間上由同一布朗運動驅動的 X 與 X'。分布唯一性正是鞅問題所給出的唯一性形式:若生成元 L 的鞅問題適定,則擴散的分布被確定,且解是強馬可夫過程。證明它的工具包括鞅問題適定性定理(斯特魯克-瓦拉丹,在 a = sigma sigma^T 連續且非退化下)、用於變漂移的吉爾薩諾夫定理,以及顯式轉移密度。
為何重要:分布唯一性使「生成元為 L 的擴散」成為一個良定義的對象——它的半群、生成元,以及所有分布量 E[g(X_t)] 都無歧義。與其他概念的誠實接口是雅馬達-渡邊環:逐路徑唯一性蘊涵分布唯一性,且弱存在加逐路徑唯一性給出唯一強解;但僅有分布唯一性並不蘊涵逐路徑唯一性。一個乾淨的警告:在係數僅連續(非李普希茨)而逐路徑唯一性可能失效時,通常是擴散矩陣的非退化性挽救了分布唯一性。
田中方程 dX = sign(X) dB 具分布唯一性(每個解都是布朗運動,故所有解共享維納分布),但逐路徑唯一性失效(X 與 -X 都是由同一 B 驅動的解)。這顯示兩種概念確實不同。
即使逐路徑唯一性失效,分布唯一性仍可成立。
分布唯一性嚴格弱於逐路徑唯一性——田中方程有前者而無後者。它是適定鞅問題所提供的唯一性形式。