動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的相對(duì)化與局部化.pdf

1、本文由動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的相對(duì)化和局部化兩部分構(gòu)成。首先，我們使用相對(duì)化的思想系統(tǒng)地將很多動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的最新進(jìn)展推廣到相對(duì)化的情形．其次，一方面，我們細(xì)化前人的動(dòng)力系統(tǒng)熵理論的局部化思想；另一方面，我們考慮更廣泛的群作用動(dòng)力系統(tǒng)的局部熵理論．在這些過(guò)程中，很多時(shí)候我們借鑒于前人的工作，但也有很多時(shí)候在借鑒的同時(shí)我們遇到了本質(zhì)的困難，這迫使我們尋求完全不同的方法來(lái)處理．不僅如此，在推廣的過(guò)程中，我們還得到了很多即使放到絕對(duì)情形下來(lái)看也是嶄新的結(jié)果．

2、 本文的具體安排如下： 在第一章中，我們簡(jiǎn)要地介紹了動(dòng)力系統(tǒng)(尤其是拓?fù)鋭?dòng)力系統(tǒng)和遍歷理論)的起源、發(fā)展以及主要研究?jī)?nèi)容．通過(guò)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)展歷史與現(xiàn)狀的簡(jiǎn)單回顧，我們逐步介紹本文的背景知識(shí)和主要內(nèi)容． 在第二章中，我們簡(jiǎn)單地介紹本文涉及到的拓?fù)鋭?dòng)力系統(tǒng)和遍歷理論的預(yù)備知識(shí)． 第三、四、五章組成本文的第一個(gè)主題：動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的相對(duì)化．即：給定動(dòng)力系統(tǒng)間的因子映射，我們分析發(fā)生在纖維上的動(dòng)力學(xué)行為．設(shè)π：(X，

3、T)→(Y,S)為動(dòng)力系統(tǒng)間的因子映射，也就是說(shuō)，π為從X到y(tǒng)上與作用相容的連續(xù)滿射，對(duì)每個(gè)Y ∈Y，稱π<'-1>(y)為一個(gè)纖維．特別的，當(dāng)(Y，S)平凡時(shí)，纖維上動(dòng)力學(xué)行為的研究即成為通常的動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為的研究． 在第三章中，我們研究了復(fù)雜性函數(shù)和正向等度連續(xù)系統(tǒng)在相對(duì)化情形下的對(duì)應(yīng)：相對(duì)復(fù)雜性函數(shù)和正向等度連續(xù)擴(kuò)充．我們證明了：對(duì)于極小動(dòng)力系統(tǒng)間的開(kāi)因子映射，它為正向等度連續(xù)擴(kuò)充當(dāng)且僅當(dāng)每個(gè)開(kāi)覆蓋具有有界的相對(duì)復(fù)雜

4、性函數(shù)．進(jìn)一步，基于相對(duì)復(fù)雜性函數(shù)的思想，我們定義了相對(duì)復(fù)雜性n-串，相對(duì)n-擴(kuò)散(n≥2)和相對(duì)擴(kuò)散．對(duì)于極小可逆動(dòng)力系統(tǒng)間的開(kāi)因子映射，我們得到了相對(duì)于它的最大可逆等度連續(xù)因子，并且證明了此時(shí)相對(duì)擴(kuò)散蘊(yùn)含了弱混合． 在第四章中，我們研究了纖維上的混沌行為一相對(duì)敏感和相對(duì)Mycielski混沌．首先，我們引入了相對(duì)敏感性的概念，證明了：極小動(dòng)力系統(tǒng)間的因子映射或者為相對(duì)敏感的，或者為正向等度連續(xù)的；動(dòng)力系統(tǒng)間非平凡的弱混合因子

5、映射為相對(duì)敏感的．著名的G1asner-Wleiss結(jié)果告訴我們：非極小的M-系統(tǒng)一定為敏感的．通過(guò)將這個(gè)結(jié)果推廣到相對(duì)化情形，某種意義下我們揭示了這個(gè)深刻結(jié)果的本質(zhì)．同時(shí)，我們證明了：很多時(shí)候，相對(duì)2一擴(kuò)散蘊(yùn)含了相對(duì)Mycielski混沌．其次，當(dāng)考慮可逆動(dòng)力系統(tǒng)間的因子映射時(shí)，我們證明了：正的條件熵不僅蘊(yùn)含了纖維上真的漸近對(duì)的存在性，還蘊(yùn)含了相對(duì)Mycielski混沌．事實(shí)上，我們還指出：這種情況下，纖維上存在拓?fù)湟饬x下‘很大’的混

6、沌集，即，纖維上混沌集拓?fù)潇氐纳洗_界恰好等于因子映射的條件拓?fù)潇兀词乖诮^對(duì)情形下來(lái)看，這個(gè)結(jié)果也是嶄新而又深刻的，以至于審稿人在評(píng)審意見(jiàn)中強(qiáng)調(diào)，應(yīng)當(dāng)將絕對(duì)情形下的這個(gè)結(jié)果單獨(dú)在文章中凸顯出來(lái)． 在第五章中，我們建立了有限開(kāi)覆蓋的局部相對(duì)變分原理．作為應(yīng)用，我們定義了相對(duì)拓?fù)潇卮拖鄬?duì)測(cè)度熵串，建立了兩者之間的變分關(guān)系，并由此得到了相對(duì)的拓?fù)銹insker因子，這回答了[111]中提出的某些問(wèn)題．同時(shí)，基于相對(duì)拓?fù)潇貙?duì)的思想，我

7、們引入了相對(duì)一致正熵?cái)U(kuò)充和相對(duì)完全正熵?cái)U(kuò)充，討論了它們的基本性質(zhì)和有限乘積．上述的這些結(jié)果將十五年來(lái)建立起來(lái)的動(dòng)力系統(tǒng)局部熵理論完全推廣到相對(duì)化的情形．尤其需要指出的是，在建立有限開(kāi)覆蓋的局部相對(duì)變分原理這一過(guò)程中，一方面，在[12]中起到關(guān)鍵作用的組合引理[12，引理1]似乎很難推廣到相對(duì)化情形，因此我們需要用新的完全不同于前人的方法來(lái)解決；另一方面，對(duì)于有限Borel覆蓋，我們?cè)跍y(cè)度意義下引入兩種條件熵，并最終建立了兩者之間的相等關(guān)

8、系，特別地，回到絕對(duì)情形下，我們?cè)谖墨I(xiàn)中第一次指出了兩者的相等關(guān)系，且它在后面第七章的可數(shù)離散amenable群作用動(dòng)力系統(tǒng)局部熵理論的建立過(guò)程中起到了重要作用．注意到，這里兩種條件熵的引入及它們的相等關(guān)系均是對(duì)有限Borel覆蓋進(jìn)行的，而不必要求它為開(kāi)覆蓋．第六、七章組成本文的第二個(gè)主題：動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的局部化． 在第六章中，我們細(xì)化前人有關(guān)動(dòng)力系統(tǒng)熵理論的局部化思想．一方面，我們?cè)谕負(fù)浜蜏y(cè)度意義下同時(shí)定義C．熵點(diǎn)，并建立了兩者之

9、間的變分關(guān)系；另一方面，我們定義并研究了一致熵點(diǎn)．一致熵點(diǎn)研究的一個(gè)也許有點(diǎn)驚奇的副產(chǎn)品是：每個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)里存在一個(gè)可數(shù)閉子集，使得它的拓?fù)潇氐扔谡麄€(gè)系統(tǒng)的拓?fù)潇兀⒁鈱⑦@個(gè)結(jié)果與如下的經(jīng)典結(jié)果做比較：每個(gè)緊致可數(shù)空間上的同胚均具有零拓?fù)潇兀聦?shí)上，通過(guò)進(jìn)一步探討一致熵點(diǎn)研究的思想，我們?cè)赱82]中得到了更多深刻的結(jié)果． 在第七章中，我們致力于分析比Z要更加廣泛的一類群-可數(shù)離散的amenable群(包括所有可數(shù)離散的可解群)一作

10、用的動(dòng)力系統(tǒng)(即，緊致度量空間上的同胚構(gòu)成一個(gè)可數(shù)離散的amenable群)的熵理論．在這個(gè)背景下我們重新構(gòu)建十五年來(lái)建立起來(lái)的z作用動(dòng)力系統(tǒng)的局部熵理論(參見(jiàn)E．Glasner和葉向東教授最近撰寫的綜述性文章[57])．首先，我們對(duì)它建立有限開(kāi)覆蓋的局部變分原理，并由此簡(jiǎn)潔地得到了可數(shù)離散amenable群作用動(dòng)力系統(tǒng)的經(jīng)典變分原理．接著，做為應(yīng)用，我們?cè)谕負(fù)浜蜏y(cè)度意義下同時(shí)定義熵串，并建立兩者之間的變分關(guān)系．最后，基于拓?fù)潇貙?duì)的思想

11、，我們引入并討論了一致正熵和完全正熵的概念，指出：一致正熵蘊(yùn)含了很強(qiáng)的傳遞屬性，完全正熵蘊(yùn)含了動(dòng)力系統(tǒng)為滿支撐的，且一致正熵和完全正熵在有限乘積下均保持不變．在局部變分原理的建立過(guò)程中，對(duì)于有限Borel覆蓋，我們?cè)跍y(cè)度意義下也同時(shí)引入了兩種熵．然而，不同于Z作用及其相對(duì)化的情形，為了證明它們關(guān)于不變測(cè)度的上半連續(xù)性，我們需要尋找隱藏在可數(shù)離散amenable群身上未知的深刻性質(zhì)；為了證明兩者的等價(jià)性，由于這時(shí)萬(wàn)有的Rohlin引理及著