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随机游走定理与随机游走定义自相矛盾

已有 6008 次阅读 2023-7-14 08:06 |个人分类:随机过程|系统分类:科研笔记

随机游走Random Walk随机过程教科书中的一种基本随机过程假设一个质点醉汉在数轴的整数点上做随机运动1),X(n)表示质点在第n步时的位置根据随机游走定义X(n)的方差为

D[X(n)]=n

美籍匈牙利数学家波利亚George Polya1921年证明了著名的随机游走定理随机游走具有常返性也就是说从原点出发的质点最终一定会返回原点日本著名数学家角谷静夫将随机游走定理形象地表述为喝醉的酒鬼总能找到回家的路A drunk man will eventually find his way home)。

假设随机游走的质点醉汉在第n步时返回原点此时X(n)=0,我们可直接计算出X[n]的方差

D[X(n)]=D[0]=0

显然,从随机游走定理得出的方差D[X(n)]=0与随机游走定义给出的方差D[X(n)]=n自相矛盾表明随机游走理论中包含逻辑悖论,随机游走定理不能成立


随机游走.png

图1 随机游走定理与随机游走定义自相矛盾

 

原因分析

根据随机过程定义,质点在第n步时的位置X(n)是样本函数但是随机游走定义和随机游走定理却违反同一律逻辑要求X(n)当作随机变从而产生了混淆概念的逻辑错误导致出现了上述自相矛盾的逻辑悖论

数学史上的三次重大数学危机均由逻辑悖论的发现而引起消除逻辑悖论也导致了数学史上的三次重大数学突破。毕达哥拉斯悖论促成了公理几何与逻辑的诞生,“贝克莱悖论促成了分析基础理论的完善与集合论的创立,“罗素悖论则导致了数理逻辑与一批现代数学的产生逻辑悖论是推动数学理论取得创新发展的强大内在动力


参考:

“概念不清,只能胡说八道”




https://blog.sciencenet.cn/blog-3418723-1395266.html

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