Кіріспе
Эргодикалық теорияда зерттелетін ауысу кеңістігінің түрі. Математикада, шекті типтегі субсдвигтер динамикалық жүйелерді модельдеу үшін пайдаланылады, және әсіресе символдық динамика мен эргодикалық теорияның зерттеу нысандары болып табылады. Олар сонымен қатар, шекті күйдегі машина орындай алатын барлық мүмкін тізбектер жиынтығын да сипаттайды. Ең көп зерттелген ауысу кеңістіктері – шекті типтегі субсдвигтер.
In mathematics, subshifts of finite type are used to model dynamical systems, and in particular are the objects of study in symbolic dynamics and ergodic theory. They also describe the set of all possible sequences executed by a finite state machine. The most widely studied shift spaces are the subshifts of finite type.
Көтермелі үлгілер
Бағытталған графикті қарастырайық. (бір жақты) шекті типтегі ауысулар – бұл тек бір жағында шексіз болатын, әріптерден құралуы мүмкін барлық тізбектер, мысалы, . (екі жақты) шекті типтегі ауысулар осыған ұқсас, бірақ екі жағында да шексіз. Енді, егер біз графиктің өзі арқылы анықталған субжиілістердің ішкі жиынына көшсек, ауысуларды тек қана график рұқсат еткендермен шектейміз. Бұл бізге тек үш мүмкін бір жақты субжиілісті береді. Сол сияқты, тек үш мүмкін екі жақты субжиіліс бар. Басқа әріптердегі басқа бағытталған графиктер басқа субжиілістерді тудырады. Мысалы, егер біз тағы бір жебе қоссақ, онда 3-тің орнына, санаусыз көп мүмкін субжиілістер болады.
The (one sided) shifts of finite type are all sequences, infinite on one end only, that can be made up of the letters , like The (two sided) shifts of finite type are similar, but are infinite on both ends. Now when we drop to the subset of subshifts, defined by the graph , we restrict transitions to only those allowed by the graph. This gives us only three possible one sided subshifts: Similarly, there are only three possible two sided subshifts. Other directed graphs on the letters give us other subshifts. For example, if we add another arrow , then instead of 3, we have uncountably infinitely many possible subshifts.
Терминология
Конвенция бойынша, "ауысу" термині толық n ауысуды білдіреді. Субсдвиг – бұл толық ауысудың ауысу инварианты (яғни, ауысу операторының әрекетіне қатысты инвариантты), бос емес және төменде анықталған көбейту топологиясы бойынша жабық кез келген ішкі кеңістігі. Кейбір субсдвигтерді жоғарыда көрсетілгендей, өтпелі матрица арқылы сипаттауға болады; мұндай субсдвигтер шекті типтегі субсдвигтер деп аталады. Көбінесе, шекті типтегі субсдвигтерді жай ғана шекті типтегі ауысулар деп атайды. Шекті типтегі субсдвигтер кейде топологиялық Марков ауысуы деп те аталады.
Мысалдар
Көптеген хаотикалық динамикалық жүйелер шекті типтегі субсдвигтерге изоморфты; мысалдарға көлденең гомоклиникалық байланыстары бар жүйелер, оң метрикалық энтропиясы бар жабық көптүрліліктердің диффеоморфизмдері, Проуэт-Тью-Морс жүйесі, Шакон жүйесі (бұл әлсіз араласатын, бірақ күшті араласпайтын алғашқы жүйе), Штурм жүйелері және Топлиц жүйелері жатады.
Жалпылау
Софикалық жүйе — бұл шекті типтегі субсдвигтің бейнесі, онда ауысу графигінің әртүрлі қабырғалары бір символға сәйкес келуі мүмкін. Мысалы, егер жасырын Марков тізбегінің шығысын ғана бақыласа, онда шығыс софикалық жүйе болып көрінеді. Оны автомат арқылы өтетін жолдардың таңбалануы ретінде қарастыруға болады: шекті типтегі субсдвиг детерминистік автоматқа сәйкес келеді. Мұндай жүйелер реттелген тілдерге сәйкес келеді. Контекстсіз жүйелер де осыған ұқсас анықталады және сөз тіркесі құрылымдық грамматика арқылы жасалады. Жаңару жүйесі — белгілі бір шекті сөздердің белгілі бір шекті жиынтығының шексіз тізбектелуінің жиынтығы ретінде анықталады. Шекті типтегі субсдвигтер еркін (өзара әрекеттеспейтін) бір өлшемді Поттс модельдерімен (Изинг модельдерінің n әріптік жалпыламалары) бірдей, кейбір жақын орналасқан конфигурациялар алынып тасталған. Өзара әрекеттесетін Изинг модельдері конфигурация кеңістігінің үздіксіз функциясымен бірге (төменде анықталған көбейту топологиясына қатысты үздіксіз) субсдвигтер ретінде анықталады; бөлгіш функциясы және Гамильтондық осы функция арқылы нақты түрде өрнектеледі. Субсдвигтерді белгілі бір тәсілмен кванттауға болады, бұл кванттық шекті автоматтар идеясына алып келеді.
Метрлік
Әр түрлі метрикалар ауысым кеңістігінде анықталуы мүмкін. Екі нүктенің көптеген бастапқы символдары ортақ болса, оларды "жақын" деп есептеу арқылы ауысым кеңістігінде метриканы анықтауға болады; бұл p-адық метрикасы. Шындығында, бір және екі жақты ауысым кеңістіктерінің екеуі де компактты метрикалық кеңістіктер болып табылады.