Кіріспе

Математикада ергодикалық ағымдар геометрияда жабық гиперболалық беттердің геодезиялық және гороциклдік ағымдары арқылы кездеседі. Бұл екі мысал да жергілікті жиынтық топтардың біртіндемелік өкілдіктерінің теориясы тұрғысынан түсіндірілген: егер Γ жабық беттің негізгі тобы болса, оны Мёбиус тобы G = PSL(2,R) кіші тобы ретінде қарастыруға болады, сонда геодезиялық және гороциклдік ағымдар нақты оң диагональдық матрицалардың A кіші тобы мен төменгі бірлік үшбұрышты матрицалардың N кіші тобының G / Γ бірлік жанама шоғырға атқаратын әрекеттерімен сәйкес келеді. Амброз-Какутани теоремасы кез келген ергодикалық ағынды өлшем кеңістігіндегі кері өтімді ергодикалық түрлендіруден құралған ағын ретінде көрсетеді, бұл үшін төбе функциясы қолданылады. Геодезиялық ағын жағдайында ергодикалық түрлендіруді символдық динамика тұрғысынан түсінуге болады; сондай-ақ, Γ-нің S1 = G / AN және G / A = S1 × S1 \ diag S1 шекарасындағы ергодикалық әрекеттері тұрғысынан. Эргодикалық ағымдар фон Нейман алгебраларын жіктеудегі инварианттар ретінде де табиғи түрде пайда болады: III0 типіндегі фактор үшін салмақтар ағыны өлшем кеңістігіндегі эргодикалық ағым болып табылады.

Іздестірілген ағымдар

Өлшем кеңістіктерінің ерекше емес кері айналымдарынан туындаған ағымдардың мысалдары классикалық механика мен эргодикалық теорияға операторлық теориялық тәсілінде анықталды. T – (X,μ) өлшем кеңістігінің ерекше емес кері айналымы болсын, ол A = L∞(X) автоморфизмін тудырады. Бұл (X × R,μ × m) өлшем кеңістігінде T ⊗ id кері айналымын тудырады, мұнда m – Лебег өлшемі, сондай-ақ A ⊗ L∞(R) автоморфизмін τ ⊗ id тудырады. Lt аудармасы R-де m өлшемін сақтайды және демек L∞(R) бойынша λt ағынын анықтайды. S = L1 және L∞(R) үшін σ автоморфизмі болсын. Осылайша τ ⊗ σ, A ⊗ L∞(R) автоморфизмін береді, ол id ⊗ λt ағынымен коммутациялайды. Y индукцияланған өлшем кеңістігі B = L∞(Y) = (L∞(X × R))^(τ ⊗ σ) арқылы анықталады, яғни τ ⊗ σ автоморфизмі бойынша өзгермейтін функциялар. Ол id ⊗ λt ағынының B-ға шектелуімен берілген индукцияланған ағынды қабылдайды. λt, L∞(R) бойынша эргодикалық әрекет ететініне байланысты, ағынмен өзгермейтін функцияларды L∞(X)^τ арқылы анықтауға болады. Атап айтқанда, егер бастапқы айналым эргодикалық болса, онда ол тудыратын ағын да эргодикалық болады.

Төменгі функция бойынша салынған ағымдар

Индуцирленген әрекетті біртұтас операторлар тұрғысынан да сипаттауға болады, және осы тәсіл ерекше ағындарға, яғни төбе функциялар бойынша құрылған ағындарға жалпылауды түсіндіреді. R – L2(R,m) кеңістігіндегі Фурье түрлендірмесі, Rλ(t)R∗ = Vt теңдігін қанағаттандыратын біртұтас оператор, мұнда λ(t) – t-ға қатысты ауыстыру, ал Vt – eitx-ке көбейту. Осылайша, Vt L∞(R) кеңістігінде жатыр. Атап айтқанда, V1 = R S R∗. Төбе функциясы h – A кеңістігіндегі h ≥ ε1 шартын қанағаттандыратын, ε > 0 болатын функция. Содан кейін eihx – A кеңістігінде R операторының біртұтас бейнесін береді, күшті оператор топологиясында үздіксіз, демек A L∞(R) кеңістігінің біртұтас элементі W, L2(X,μ) ⊗ L2(R) кеңістігіне әсер етеді. Әсіресе, W I ⊗ Vt операторымен коммутациялайды. Сондықтан 1=W1 = (I ⊗ R∗) W (I ⊗ R) операторы I ⊗ λ(t) операторымен коммутациялайды. L∞(X) кеңістігіндегі T әрекеті μ-ға қатысты μ ∘ T-нің Радон-Никодим туындысының квадрат түбірін пайдалана отырып, L2(X) кеңістігіндегі U біртұтас операторын индукциялайды. Индукцияланған алгебра B – 1=T ⊗ S операторымен коммутациялайтын операторлардың субальгебрасы ретінде анықталады. Индукцияланған ағын σt келесі теңдік арқылы беріледі: 1= σt (b) = (I ⊗ λ(t)) b (I ⊗ λ(−t)). Төбе функциясы h-ға және T негіздік түрлендіруіне сәйкес келетін ерекше ағын B(H) алгебрасында 1=(T ⊗ I) W1 операторымен коммутациялайтын элементтермен анықталады. Индукцияланған ағын h ≡ 1 тұрақты функциясына сәйкес келеді. Тағы да W1, демек 1=(T ⊗ I) W1 операторы I ⊗ λ(t) операторымен коммутациялайды. B(H) кеңістігіндегі ерекше ағын келесі теңдік арқылы беріледі: 1=σt (b) = (I ⊗ λ(t)) b (I ⊗ λ(−t)). Индукцияланған әрекеттер үшін қолданылатын дәлелдеме, ағынмен бекітілген функциялардың A кеңістігіндегі σ ағынымен бекітілген функцияларға сәйкес келетінін көрсетеді, сондықтан егер бастапқы емес-жеке түрлендіру T ергодикалық болса, ерекше ағын да ергодикалық болады.

Хопф ыдыраумен байланысы

Егер St – A = L∞(X,μ автоморфизмдерінің 1-параметрлік тобы σt-ге сәйкес келетін өлшемдік кеңістіктегі (X,μ) эргодикалық ағын болса, онда Хопф ыдырауы бойынша, t ≠ 0 болған кез келген St диссипативті немесе t ≠ 0 болған кез келген St консервативті болады. Диссипативті жағдайда эргодикалық ағын транзитивті болуы керек, сондықтан A Лебег өлшемі бойынша L∞(R) және R трансляция арқылы әрекет ете алады. Диссипативті жағдайдағы нәтижені дәлелдеу үшін, A = L∞(X,μ) – L2(X,μ) Хилберт кеңістігінде әрекет ететін максималды абелдік фон Нейман алгебрасы екенін ескеру керек. Ықтималдық өлшемі μ эквивалентті инвариантты өлшем λ-мен алмастырылуы мүмкін, және A-да σt(p) < p, t > 0 және λ(p – σt(p)) = t болатын p проекциясы бар. Бұл жағдайда σt(p) = E([t,∞)), мұндағы E – R-де мәнді проекциялық өлшем. Бұл проекциялар A-ның фон Нейманның B субальгебрасын тудырады. Эргодиктік бойынша, t → −∞ болғанда σt(p) → 1. Хилберт кеңістігі L2(X,λ) A-дағы λ(|f|2) < ∞ шартын қанағаттандыратын f функцияларының субкеңістігінің толықтырылуымен анықталады. B-ге сәйкес келетін субкеңістікті L2(R) арқылы, ал B-ді L∞(R) арқылы анықтауға болады. λ St бойынша инвариантты болғандықтан, ол бірлік операторы Ut арқылы іске асырылады. Ковариантты жүйе B, Ut үшін Стоун-Вон Нейман теоремасы бойынша, Хилберт кеңістігі H = L2(X,λ) L2(R) ⊗ ыдырауын қабылдайды, мұнда B және Ut тек бірінші тензорлық факторға әсер етеді. Егер A-да B-де жоқ a элементі болса, онда ол B ⊗ C коммутантында, яғни B' ∩ C' -де жатыр. Сондықтан A-ны B-дегі жазбалары бар матрица ретінде жүзеге асыруға болады. B-дегі χ[r,s] еселігімен көбейту арқылы a-ның жазбаларын L∞(R) ∩ L1(R) деп қабылдауға болады. Мұндай f функциялары үшін, эргодикалық теореманың қарапайым жағдайы ретінде σt(f) ортасы [−R,R] аралығында әлсіз операторлық топологияда ∫ f(t) dt-ге жуықсады. Сондықтан тиісті χ[r,s] үшін бұл C ⊗ B-де жатқан және 1 ⊗ I-дің еселігі емес A элементін тудырады. Бірақ мұндай элемент Ut-мен коммутациялайды, сондықтан σt бойынша бекітіледі, бұл эргодиктікке қайшы келеді. Сондықтан A = B = L∞(R). Егер барлық σt, t ≠ 0 консервативті болса, ағын дұрыс эргодикалық деп аталады. Бұл жағдайда, A-дағы кез келген нөлдік емес p және t ≠ 0 үшін p ≤ σt(p) ∨ σ2t(p) ∨ σ3t(p) ∨ … орындалады. Атап айтқанда, ±t > 0 үшін σt(p) = 1, p ≠ 0.