🧭 一、结论:鞅的本质是什么?

鞅的本质:在已知全部当前信息的情况下,未来的期望等于现在的值。
也就是说,鞅是一种“没有可预测趋势的随机过程”
它体现了“公平游戏”或“信息守恒”的思想——未来的变化完全来自噪声,不来自系统性的可预测成分。
形式上,在离散时间下:
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🧩 二、结构性理解:鞅是“信息守恒”的过程

把整个随机过程看作一个信息随时间流动的系统
  • :到时间 为止我们知道的一切;
  • :基于当前信息对某个量的“最优估计”。
鞅条件
表示:
当你获得全部当前信息时,你对未来的“最佳理性预测”与当前的值一致。
换句话说:
  • 没有额外信息可以让你在期望意义上“赢”;
  • 系统中没有可预测的漂移;
  • 所有变化的来源只是“新的随机信息的流入”。
这就是为什么我们说鞅体现了无套利公平游戏信息封闭性等概念。

🎲 三、从赌徒视角的直觉

设你在赌场玩一个赌局, 表示第局结束后的财富。
  • 若游戏公平,即无论你采用什么策略,下一局的期望财富 = 当前财富,
    • 则:
      是鞅。
  • 若游戏有期望收益(赢面略大),则为下鞅(submartingale)
    • 若期望亏损,则为上鞅(supermartingale)
      因此:
      鞅是一种在期望意义下“无法战胜的系统”,
      它刻画了一个“理性世界”中纯随机性的边界。

      🧮 四、数学层次的本质:条件期望的固定点

      鞅其实是条件期望算子的一种不动点结构。
      回顾:
      说明 是未来随机变量在当前信息 σ-代数 () 下的最佳预测(L²意义下的投影)
      于是我们可以这样看待鞅:
      鞅是条件期望算子的轨迹(projection path)。
      即:
      对于某个极限随机变量 ()。
      这说明鞅不是“没有结构”的,而是未来某个确定量的“逐步揭示”:
      每一步,你知道的更多,方差更小,但均值始终守恒。

      🧠 五、哲学视角:鞅 = “理性与信息平衡的极限”

      从哲学角度讲,鞅是一种“在认知上稳定的动态系统”。
      • 当前认知()已经囊括了你能知道的一切;
      • 未来的变化只来自信息的更新;
      • 在信息更新的瞬间,认知发生跳变,但预期不变。
      因此,鞅是一个“知识演化但期望守恒”的模型。
      我们甚至可以说:
      鞅是一种关于“信息如何改变预期”的形式化模型。
      这在现代概率论、统计学习乃至经济学中都极为深刻。

      🎯
      写在前面:想要理解鞅,首先要实现从随机变量到随机序列(离散过程)以及随机过程(连续)的转变,本质上随机变量是样本空间到实数域上的一个映射,随机序列或者随机过程就是样本空间和一个整数集或者一个零开始的闭区间的笛卡尔积到 d 维欧式空间的一个映射。
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      下面给出一个最简单的随机游走的案例,通过这个案例其实可以知道对于一个简单对称随机游走而言,当且仅当向前()的概率等于 1/2 才会以概率 1 同时达到任意大正值或者任意小负值。
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      1. 流的概念

      • 重点在于给定一个随机过程,天然可以又到处一个自然信息流(由 sigma 代数的可生成性得到)
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      2. 鞅的定义

      • 第二条确保了条件期望有定义
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      • 两个鞅的例子,只要确保满足上述三个条件即可
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      3. 理解停时

      • 说白了就是要在给定了信息流的前提下能够确定 发没发生
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      4. 定义停时过程

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      5. 一些比较好的性质

      • 第二个条件是鞅的必要条件
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      6. 停时的 -代数及一些比较好的性质

      • Doob 可选停止定理:不论你在什么“随机时刻”停下,只要停的规则不太极端,期望值都不会改变。(是一个鞅能确保的更强的结论),即聪明的停并不能打破公平性。
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      7. 上鞅与下鞅

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      8. Doob 分解定理(其实进一步如何构造也可以得到)

      • 一个下鞅可以被拆解成一个鞅过程和一个可料过程的和且分解唯一
      • 一个上鞅可以被拆解成一个鞅过程和一个可料过程的差且分解唯一
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      9. 鞅不等式(待补充)

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