Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Стохастические дифференциальные уравнения и диффузионные процессы

..pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
21.35 Mб
Скачать

§ 4. НЕВЫРОЖДЕННЫЕ ДИФФУЗИИ

271

условию (4.18), так как

gmqTlp gpmXiq = —j gpq gmq (;p ) — gpm{/g ) ■

JZTl (gmq&l bpgmqglpbm+ gpmbfbq gpmglqb ) =

= — J=2\ (glqbpbqg,p + g,pbqg;qb,) = 0.

'Гак же

4*№(Ь*1 - г}*) = - j — g ' ^ ^ - g , ^ ) =

(П) Спачала мы отметил! следующее тождество для любой аф­ финной связности (Г]*}, совместимой с g: если [Т)и1 — тензор кручения и S}k = gimgjnTmh, то

 

rj/i = {/л! +~пT}k+ -j (Sjh +

 

 

(4.36)

Действительно, в силу

 

(4.18)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<>hg-V g A

g>mTl:} —0,

 

 

 

 

 

 

< ) х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

j g«h gm h Tjs

 

tfsml jh — 0,

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~ ^ g jl t + gm hi'Tj + /ТдпГГь = 0.

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поэтому, согласно

(4.19),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I i i

\ J s f д

 

 

0

 

d

\

 

 

 

 

 

 

 

 

(^ft 8у -r ~ i 8sk -

^ &*) -

 

 

 

 

 

 

= 4 gisgm}(IT. -

n )

+ \ g isgmh(г™ -

г™) + i. (r|tj + rj„) =

= — Y (SJ><+ s h) + 4

( Г'Ь' +

rjft) =

— \ (s )h +

$!<]) +

rjk ~

T)h.

г1'ем

самым (4.36)

доказано. Так

как

g1 7 =

0,

то

(4.34)

вы­

полняется в том и только в том случае, если

 

 

 

 

 

g’kSjk =

gjkS’jlh

для всех

г =

1, 2,

 

 

 

 

т. е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gi"gimg;n (тптк-

Т'£) = gim(Tnmn -

T’Z )

= 0 ,

i = 1, 2, . . . ,

d.

Наконец, это эквивалентно следующему:

 

 

 

 

 

 

 

gbigin {Tin -

7’mn) =

{Tin -

 

Til) =

0, к =

1, 2, ... , d.

 

272

ГЛ. V. ДИФФУЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ НА МНОГООБРАЗИЯХ

 

Отсюда легко убеждаемся,

что соответствие

между V =

(Г]/,}

и -Ъ,

определенное

равенством

(4.33), является

биекцией,

если

d = 2,

тогда как при

d > 2 оно

является много-однозначпой

сюръ­

екцией.

 

 

и А — дифферен­

Пусть М — дифференцируемое многообразие

циальный оператор второго порядка на М, выражаемый в локаль­ ных координатах в виде

Aj (г) = 1

(х) - f L , (х) +

V (х) М- (*),

/ е F (М),

(4.37)

*

дхгох*

Ох1

 

 

где {а’3{х)) симметрична и неотрицательно

определена*).

Если

(а<3(х)) строго положительно определена, т. е.

 

 

а<3(х)%{%} >

0 для всех х

и | = (| ()е= Rtf\{0>,

(4.38)

то оператор А называем невырожденным. Соответствующая Л-дцф- фузия также называется невырожденной. Теперь любая невырож­ денная диффузия на М может быть построена но теореме 4.2. Дей­ ствительно, пусть А — невырожденный дифференциальный опера­ тор. При замепе локальных координат (ai}(x)) и (Ъ\х)) преобра­ зуются соответственно по формулам

а11(х) =

дхг дх1

 

(4.39)

а'“ ( х ) ^

 

 

 

дхк Ох1

 

 

И

 

 

 

 

 

 

i)xhaxl

(4.40)

 

 

 

Из (4.39) следует,

что

(а,3(х) ) — тензорное

поле типа

(2, 0), и

поэтому обратная

к нему матрица (gij(x))

определяет

тензорпое

поле тина (0, 2), которое также симметрично и положительно

определено. Таким образом, оно определяет римапову

метрику g

на М, н поэтому М — риманово многообразие. Далее, имеем

 

А = \ А м + Ъ,

(4.41)

где b = Ь1(х) —г задается равенством

 

 

дхг

 

 

bi { x ) = h i{x) + \ g li\ii\

(4.42)

Очевидно,

Ъ— векторное поле па М. Выберем теперь

аффинную

связность

V = {Г]„} на Л/, совместимую с g, такую, что**)

Ь1( х ) = ^ тк({т1и} - Т 'тк).

*)

Эти свойства (atj (х)) не зависят от выбора локальных координат.

**)

gmk — amk ,10 определению.

§ 4. НЕВЫРОЖДЕННЫЕ ДИФФУЗИИ

273

Ото всегда возможно в силу предложения 4.3. Л-диффузия теперь строится так же, как и в теореме 4.2.

З а м е ч а н и е 4.2. В этом построении Л-диффузии мы восполь­ зовались аффинной связностью. Л-диффузию можно также построить с использованием лишь римановой связности Vя. в этом случае мы

сначала

строим

поток диффеоморфизмов

r(t) = (r(t,

г,

w) )

на

()(М)

как решение стохастического дифференциального

уравнения

 

 

 

dr(t) = Ea{r(t))°dw,‘ (t) + L0(r{t))dt,

 

(4.43)

где (£,,

Г 2, ...,

L<i) — система канонических горизонтальных

век­

торных нолей, соответствующая связности Vя, а векторное поле

сноса

.Г,, — горизонтальный лифт (относительно связности

Vя)

век­

торного

поля Ъ. Тогда Л-диффузия Х(1)

получается проектирова­

нием: X(t) = n\r(t)\

 

 

 

 

Исследуем, наконец, некоторые задачи, связанные с инвариант­ ной мерой невырожденной Л-диффузни. Для простоты будем пред­ полагать, что М компактно и ориентируемо. Как мы видели выше,

без потери общности можно предположить, что М — риманово

мно­

гообразие и Л имеет вид

 

Л = Ам + Ь,

(4.44)

где Дм — оператор Лапласа — Бельтрами и bsS( M) . Пусть ( P J — система диффузионных мер, определенная оператором Л (т. о.

Л-диффузия).

Р* — вероятностная

мера

на*)

W(M). Переходная

полугруппа Т,

Л-диффузии определяется равенством

 

(7 V )(z)=

j

Hw{t))Px{dw),

/ е С ( М ) .

(4.45)

 

 

 

W(М)

 

 

 

 

 

 

Пусть Q — область

(т.

е.

связное

открытое

множество)

в М, в

определим p°ipe\V(Q),

n;e\V(M),

равенством

 

 

 

 

 

 

 

если

t <

T Q {W ),

 

 

 

 

 

 

если

t >

T Q Or),

 

где т0(ш)= inf {/:

w(t)^Q}. Мера-образ

меры

Px (те£1)

при ото­

бражении р° обозначается через Р*. Эта мера является вероят­

ностной мерой па W(Q). Как легко

видеть, 1Р*1жга определяет

диффузию на Q; эта диффузия называется минимальной Л-диффу-

зией на Q. Переходная полугруппа этой диффузии определяется

равенством **)

 

 

(T?f)(x)= .f f(w(t))PQx(dtv)=

f

Hw(t))I{XQ{w >t]Px(dw),

\V(Q)

\V (M )

/ e C b(Q). (4.46)

_______________

 

*) 'Гак как .V компактно, то W(A/) =

W (M) — множество всех непрерыв­

ных путей (траекторий) в М.

**) Мы полагаем /(А) = 0 для / е Сь(Й). 18 с. Ватанабэ, Н. Икэда

274

ГЛ. V. ДИФФУЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ НА МНОГООБРАЗИЯХ

 

О п р е д е л е н и е

4.3. Борелевская

мера, р (dr)

па М называет­

ся инвариантной мерой Л-диффузпи (Рх), если

 

 

 

 

| ТJ (х) р (dr) =

i/(r)p (d r)

для

всех

/<=С(М).

(4.47)

 

м

 

А/

 

 

 

 

 

О п р е д е л е н и е

4.4. (I) Л-диффузия (Рх) называется симмет-

ризуемой, если существует борелевская мера v (dr)

на М такая, что

j

Т </(х)8 (х) v (dr) = i

/ (г) (Ttg) (х) v (d x )

для

всех

/, g е

С(А/),

ы

 

м

 

 

 

 

 

(4.48)

 

 

 

 

 

 

 

 

(II)Л-диффузия {Рх} называется локально симметрируемой,

если (d*j

симметризуема для всякой одпосвязной области Q c f ,

т. е. если

существует

борелевская мера

v°(dr) на

Q такая, что

j T?f(x)g (х) vQ(dx) =

f/ (x) T®g(x) v° (dr)

для вссx

/ , g e Q, (Q).

h

s>

 

(4.49)

 

 

 

 

Ясно, что если {P*} симметризуема, то мера v в (4.48) является инвариантной мерой.

Дифференциальная 1-форма ©6 определяется по векторному нолю Ъравенством

©b — bi(x)dx\

(4.50)

где Ь= Ъ1— и bi — gtjb’ в локальных координатах. В силу хоро­

д х х

шо известной теоремы де Рама — Кодаира [39] он допускает сле­ дующее ортогональное разложение *):

ю6 = dF + б? + а,

(4.51)

где F^F(M), ^ — 2-форма, а а — гармоническая 1-форма. Напомним некоторые основные понятия. Внутреннее (скалярное) произведе­ ние определяется па совокупности АР(М) всех р-форм равенством

 

 

 

 

 

(а, р ),= |‘ <а, (J>dc,

(4.52)

 

 

 

 

 

м

 

где

а =

2

■<ip

ai1Л)»-

 

 

 

 

 

 

 

Р = .

. 2

.

Р

 

i dx

 

i

 

-<>р

*1’*2’’*'

 

 

 

 

 

 

Jpl

 

=8

 

 

 

 

 

*) Относительно внутреннего произведения, определенного ниже равенст­ вом (4,о2).

 

 

§ 4. НЕВЫРОЖДЕННЫЕ ДИФФУЗИИ

 

275

й dx — элемент объема, определенный равенством

 

 

 

 

dx = ydet (gjj(x) )dx'dx2 ...

dx*.

 

 

Оператор б: Л„(М)-> A„_,(M)

определяется равенством

 

(da,

РЬ = (а, бр)Р- „

а е А Р-,(М ),

ре=Лр(Л/).

(4.53)

Лапласиан

де

Рама — Кодаира

□:

АР( М ) А Р(М)

определяется

равенством

 

□ = _(rffi +

Sd).

 

 

(4.54)

 

 

 

 

а^Ар(М)

называется гармонической, если

Da — 0.

Совокупность

всех гармопических //-форм обозначается через 11Р(М). Известно,

что Da = 0

тогда

и только

тогда, когда

da = 0 и 8а = 0.

Для

/ е F(M), g

r a

d

(М)

определяется равенством

 

 

 

 

 

grad/ = gij^ - ^

 

(4.55)

 

 

 

 

 

 

ох' дхг

 

 

и для X e J ( f ),

div X ^ F ( M )

определяется равенством *)

 

 

divX =

-6<ex =

47= L = ^ I (X i / Ш С ) .

(4.56)

 

 

 

 

 

 

У det G

д х ‘

 

 

Тогда оператор Лапласа — Бельтрами

(4.32) также задается в виде

 

AAf/ = div(grad/) = —bdf

для

f^F( M) .

(4.57)

Легко видеть, что р — инвариантная мера А-днффузии (Рх) тогда

и только тогда, когда

 

 

 

 

 

 

 

[ Af (х) р (dx) =

0

для

всех

/ е F (М).

(4.58)

 

м

 

 

 

 

 

 

 

 

Действительно, согласно теореме 3.1 мы знаем, что u(t, x ) — T,f(x),

f^F(M), является единственным решением уравнения

 

 

 

 

15 = Ли(*’ х)'

 

 

 

 

 

 

I

lim

u(t,y) =

f(x).

 

 

 

 

 

U l 0,2/-»*

 

 

 

 

 

К тому же мы видели в доказательстве теоремы 3.1, что Au(t,x) =

= Tt(Aj)(x). Поэтому, если выполняется

(4.47),

то диффорепци-*

рованием но t получаем

 

 

 

f Т( (Af) (х) р (dx) = 0

для всех

/ е ^ (М).

м

 

 

 

 

Устремив НО,

получаем (4.58).

Обратно,

если

удовлетворяется

•) С = (Su) и

X =

 

 

 

18*

270

ГЛ. V. ДИФФУЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ НА МНОГООБРАЗИЯХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.58), то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О =

j (Аи) (t, х) р. (dx) =

J Ttf (x) \x {dx).

 

 

 

 

 

M

 

 

 

M

 

 

 

Следовательно,

(4.47)

выполняется для f^F(M)

и поэтому

выпол­

няется и для / е

С(М).

Справедливо

равенство*)

 

 

П р е д л о же ни е

4.4.

 

 

где **)

 

(Л/,

h)o = (/,

A*h)t ,

U

h = F(M),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A*h =

-------bdh +

b(hu>b —

 

Amh — div (hb).

(4.59)

Доказательство

получается непосредственно

из

определения.

П р е д л о ж е н и е

4.5.

Инвариантная мера

p(dx)

А-диффузии

существует и единственна с точностью до мультипликативной кон­

станты; более того, p(dx)

задается в

виде

v(x)dx, где v^F(M)

является решением уравнения

 

 

 

A*v = 0.

 

(4.60)

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Уравнение

(4.58)

эквивалентно урав­

нению Л*р = 0 в смысле распределений Шварца па М. Так как А* — эллиптический оператор, то, согласно лемме Вейля [1], любое ре­ шение должно иметь вид p = vdx, v^F(M) . Более того, А, — 0 является наибольшим собственным значением задачи нахождения

собственных

значений

( А —А)ср

= 0; оно простое, и

(сср„:

c e R } —

собственное

пространство,

где

ср0(х) =1 . Поэтому

Я = 0

является

также наибольшим собственным значением задачи

(Л* — А)ср = 0;

оно простое,

и

связанное

с ним

собственное пространство

задается

в виде {с(р0:

c e R | ,

где

ср*

можно выбрать так,

что

ф0 (ж' ) > 0

для всех х е М * * * ) . Следовательно, все инвариантные меры Л-диф­

фузии

задаются

в виде р = ccp*dx

для

некоторой

константы с > 0.

Выберем U ( x ) ^ F ( M )

так, чтобы

Л*(е~р) = 0,

т. е.

e~udx яв-

ляется инвариантной мерой. Так как

 

 

1

 

Л* (е~и) --------^-bd(e-u) +

+ 8(е~-ищ) =

0,

 

-j

 

 

 

 

 

для

некоторых

то е~ищ ---- ^ d(e~u) =

 

 

Pi е Ао (М) и а, е

/7, (М), т. е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e~uidb=

-i- d (e~v) +

6Pi +

а,,

 

(4.61)

*)

(/, £')„ ■-

J / (rl g (.r) dx,

dx

 

"l/(let G dx1dxi ,.. dxd.

 

 

 

м

 

 

 

 

 

 

<1*1A ' ^ ' 1 Л

 

**)

Для / e

F (M) и a ^ A p (M),

a

 

a {

f

f\dx'p,

fa определяется равенством fa

(fa.

,

 

.

4 dx{1f\ dxi2 Д ■••Л rfxtp.

 

 

 

 

\

 

 

•*/>/

 

 

 

***) Этот факт хорошо известен и также является следствием теория по­ ложительных операторов [93].

 

 

 

 

§ 4. НЕВЫРОЖДЕННЫЕ ДИФФУЗИИ

 

277

9Д0

&1 ^Л 2(М)

и

Й1^/7|(Л/).

Обратно,

если

 

U удовлетворяет

(4.61)

с некоторыми ^

и ccj, то

 

 

 

 

 

 

A*(e~L) =

8^е~го)ь-----^-d(e~l )j =

6(6^

+

а х) == О,

и поэтому e~U(x)dx

является инвариантной

мерой. Формула (4.61)

надает разложение

де

Рама — Кодаира 1-формы

е~и<аь.

Т е о р е м а

4.6.

(I)

Л-диффузия симметризуема тогда и только

тогда,

когда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6р — а = 0 в (4.61)*),

 

(4.62)

а это

условие

эквивалентно следующему.

 

 

 

 

 

 

 

6^ = а1 =

0 в (4.61).

 

(4.63)

Условие (4.62) или (4.63) эквивалентно условию,

чтобы Ъ задава­

лось

в виде

 

 

b = gradF,

F^F(M),

 

(4.64)

 

 

 

 

 

 

и в этом случае инвариантные меры имеют вид константа X e2F(x)dx. (II) А-диффузия локально симметризуема тогда и только тогда,

когда

 

6^ = 0

в

(4.51).

 

(4.65)

Это условие эквивалентно следующему:

 

 

 

 

dcob =

0.

 

 

(4.66)

 

(III) Мера cdx (константа

с >

0)

является

инвариантной

ме­

рой А-диффузии тогда и только тогда, когда в

(4.51) dF = 0;

это

условие эквивалентно следующему.

 

 

 

 

 

 

бсоь =

—div Ъ= 0.

 

(4.07)

■ва

С л е д с т в и е . А-диффузия

симметрична

относительно римано-

объема dx (т. е. симметризуема и мера v

в

(4.48) совпадает с

dx)

тогда и только тогда, когда

она

представляет собой броунов­

ское движение па М.

 

U0(x)^F{M)

определяется усло­

 

Д о к а з а т е л ь с т в о . Пусть

виями

 

 

 

 

 

 

 

 

f е~ио{x)dx =

1

и

Л* (е~ио) = 0.

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

Тогда м ерае-1 ,“('т)Фг------ единственная

инвариантная вероятностная

мера ^4-диффузии. Если мы введем другое внутреннее произведе­ ние на F(M) посредством равенства

<u, v> = [ и (х) v (х) e~v°{x)dx,

(4.68)

м

 

) См. [91] и [131].

278

ГЛ. V. ДИФФУЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПА МНОГООБРАЗИЯХ

 

то легко видеть, что

 

 

где

<Аи, v> = <и,

Лу>,

 

 

 

 

 

! v = 2 AMV — (Ь +

grad U0 v.

(4.69)

Предположим, что Л-диффузия симметризуема. Как мы отмечали выше, мера v из (4.68) является инвариантной мерой, и поэтому, если мера v нормирована так, что она является вероятностной ме­

рой, то мы должны иметь

v (dx) = е~1oKXdx.

Таким

образом,

(Т,и, v> =

<u, 7Vv> для и, v^F( M)

в силу

(4.48), и поэтому диф­

ференцированием

по

t получаем­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ы м и , v> =

<и, TiAv).

 

 

 

 

Устремив

110, имеем

<Ли,

v> =

<и, Лу>,

и ,

следовательно,

Лу =

= Ах для всех v^F(M), т. о.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ь= — (fe + grad t/(,).

 

 

 

 

(4.70)

Поэтому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b =

- - j

grad U0.

 

 

 

 

 

Обратно,

если

b = grad/<’, F^F(M),

то

m — dF,

и поэтому

e2Fcob= y d ( e Jf).

Следовательно,

U =

2F

удовлетворяет

урав­

нению

(4.61)

c 6P! = oc = 0. Поэтому e~vdx — инвариантная

мера и

U = U a + c

для

некоторой

константы

с.

Следовательно,

имеем

Ъ—

j grad U0,

и

отсюда

следует, что Лv = Лv, v^F(M) . А в

общем

случае Л-диффузия {Pi)

и

Л^диффузия

(РЛ связаны друг

с другом через свои переходные полугруппы Tt и Tt соответственно

.соотношением

 

 

 

<Т,и, v> = <и,

T/v),

и, v^F(M) .

Действительно,

 

 

£

< TtKu, 7>> = < - ЛТ,-л, 7\v> +

<Г(- 8и, 2Tsv} =

 

=

— <2"|-4и, Л7>> + <Г(_4н, 2 f,v > = 0

и,

следовательно,

(

 

 

 

 

 

<7>, v> — <и, f,v> = —

<Т( - sw, Tsv} ds = 0.

 

A

О

 

 

 

 

Поэтому из ^4—

Л следует, что

<7\и, v> = <u, Ttv)

и, следователь-

но, Л-диффузия

симметризуема.

Доказательство (J)

завершено. До-

§ 5. СТОХАСТИЧЕСКИЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ПЕРЕНОС

279

киантельство (II) можно провести аналогично. Наконец, мера

dx

ннлнется инвариантной мерой тогда и только тогда, когда функ­

ции

U

в

(4.61)

постоянна, т.

е.

соь = бр + а

для

некоторых

[1 е Л2 (М) и а е

Я, (М).

 

 

 

дать вероятност­

З а м е ч а н и е

4.3. Представляется интересным

ную

интерпретацию

для

условий

типа

«в (4.51)

а = 0»,

«в (4.61)

оц = 0»

или

«в

(4.61) ^ 1

= 0». В

этой

связи Маиабэ 1116] получил

следующий результат. Сначала он определил «стохастический сим­

вол Кронекера»

7(Х[0,

f], с)

между d — 1 цепью с

в М и орбитой

А'[0,

i] = {X(s);

s e [0 ,

f]> Л-диффузии X(t)

как

случайный про­

цесс.

Затем он

показал,

что

в (4.61) af = 0

тогда

и только тогда,

когда для любого d — 1 цикла с

lim I (X [0, t\, c);t = 0 и. н.

tТ ° 0

§5. Стохастический параллельный перенос

и уравнение теплопроводности для тензорных полей

Пусть М — риманово многообразие и А — оператор Лапласа— Бельтрами. Тогда, как мы видели выше, единственное решение уравнения теплопроводности

ди

1 .

 

(5.1)

-т = т Аи'

11|(=0 =

/

 

 

можно задать в виде

 

х))],

(5.2)

u(t, x) — E[f(X(t,

где X(t, х) — броуновское движепие

на М,

начинающееся в х.

Для того чтобы обобщить этот факт на случай уравнения тепло­ проводности для тензорных полей, Ито [71], {75] ввел понятие

стохастического параллельного переноса. Его идея состоит в сле­ дующем. Рассмотрим уравнение (5.1), где и и / теперь являются тензорными нолями на М, а Au = g<XiVju, где V — ковариаптпое дифференцирование относительно римановой связности. Тогда ре­ шение и задастся равенством

и(«,х) = £ [ /( Х ( ( ,т ) Ц

(5.3)

где / (X (£, х))* — тензор в точке

х, получаемый

из тензора

/(X (t, х)) в X (t, х) параллельным

переносом вдоль броуновской

кривой с обращенным временем. Трудность этой процедуры состоит

и получении / (X(t, x))# в качество

параллельпого переноса

f(X(t, х)) вдоль броуновской кривой с

обращенным временем. Ито

определил его в качестве предела параллельпого переноса вдоль

кусочно геодезической кривой

от X(t\ х) в х,

аппроксимирующей

броуновскую кривую с обращенным временем.

Но, как мы видели

и предыдущем параграфе, с

использованием

стохастического ис-

280

ГЛ. V. ДИФФУЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ НА МНОГООБРАЗИЯХ

числения

можно

произнести параллельный перенос вдоль броунов­

ской кривой от

х в X(t, х) в обычном смысле времени. Более-

того, мы можем фактически реализовать идею Ито, воспользовав­ шись только такими параллельными переносами. Вместо перенесе­

ния тензора

в

X(t,

х) в

тензор х мы переносим ортонормальный

репер

e(t)

в

X(t,

х) в

ортонормальный репер е(1)

в

X(t, х)

вдоль

броуновской

кривой

и прочтем тензор в X(t, х)

с

использо­

ванием этого репера e(t). Этот подход принадлежит Малливэну [112]. Теперь ясно, что процесс r(t) = (X(t, х), е(1)) является го­ ризонтальным лифтом на О(М) броуповской кривой X(t, х), по­ строенной в предыдущем параграфе. Таким путем решается урав­ нение теплопроводности (5.1) для тензорпых полей. Модификацией математического ожидания с весом тина Фейнмана — Каца молено решить также уравнение теплопроводности для дифференциальных форм

(

да

1

_

а'

(5.4>

 

0 1 -

2

-

la|t=o =

/.

 

 

 

где □ — лапласиан де Рама — Коданра

(4.54).

и О(М) — рас-

Пусть М — компактное

риманово

многообразие

слоепие ортонормированных реперов над М. Пусть (Et, Ег, ..., Ed — система канонических горизонтальных векторных полей на 0(М)

относительно римановой связности

Как и

в предыдущем

параграфе, поток диффеоморфизмов r(l) = (r(t, г, w))

па О(М) опре­

деляется посредством решения стохастического дифференциальногоуравнения

idr(t)=Za{r(t))°dw*(t),

 

\ г (0) = г.

 

 

 

V'

" '

r(t) определяет диффузионный процесс на О(М),

который

соответ-

ствует дифференциальному оператору — Ао(мь где

 

 

 

 

До(л/) = 2

La (La).

 

 

(5.G)

r = (r(t))

называется горизонтальным броуновским движением

на

О(М), а

Л0(М) — горизонтальным

лапласианом Бохнера.

Как

мы

видели в предыдущем параграфе,

проекция X(t) = л [r(f)]

является

броуновским движением на М. Мы пишем r(t, г,

w) = (X(t,

г,

w)T

e(t, г, w)). Мы знаем, что

Tar, w) — X(t, г, aw)

 

 

(5.7)

и

X(t,

 

 

 

г, aw)a

для всякого*)

а е 0(d).

(5.8)

e(l, Tar, w) — e(t,

*) См. (2.31) для определения e(t, г, гг) а.