穿越阈值与渗流阈值
我想证明穿越阈值与渗流阈值相等,但一直没有证明出来,希望论坛里的大牛们帮忙。穿越阈值的定义如下:
我们对$N$行$N$列的小正方形进行随机染色。
每个小正方形被染成黑色和白色的概率分别是$p$和$(1-p)$。
穿越概率$C_p(N)$就是黑色格子以四连通的方式将上下两边连起来的概率。
例如,当$p=0.5$,$N=2$时,一共有$2^4=16$种染色方案,
黑色格子连接上下两边有$7$种方案:
白黑?白黑?黑白?黑白?黑黑?黑黑?黑黑
白黑?黑黑?黑白?黑黑?白黑?黑白?黑黑
每种方案的概率均为$1/16$,所以当$p=0.5$,$N=2$时,穿越概率$C_p(N)=7/16$
穿越阈值$C_p$就是当$N->\infty$时,使得$C_p(N)=1/2$的$p$值。
下面的链接给出了$N=1$到$N=18$时,使得$C_p(N)=1/2$的$p$值,并预测出了该$p$值的极限:$C_p=0.59274605$
http://bbs.emath.ac.cn/viewthread.php?tid=2563
渗流阈值的定义如下:
我们对$Z^2$上的每个整点$(x,y)$进行随机染色。
每个点被染成黑色和白色的概率分别是$p$和$(1-p)$。
$|S|$表示$(0,0)$点所在的黑色连通块的大小(每个点$(x,y)$有上下左右$4$个邻居:$(x,y-1)$、$(x,y+1)$、$(x-1,y)$、$(x+1,y)$),如果$(0,0)$点是白色,则$|S|=0$。
$P_\infty(p)$表示$|S|=\infty$的概率:$P_\infty(p)=P(|S|=\infty)$
渗流阈值$P_c$就是使得$P_\infty(p)=0$的$p$的最大值:$P_c=\max{p|P_\infty(p)=0}$。
下面的链接给出了$P_c$的近似值:$P_c=0.59274605$
http://en.wikipedia.org/wiki/Percolation_threshold
与$C_p$的预测结果$0.59274605$完全一致。
我想证明这两个值是相等的,但一直没有严格地证明出来。
希望论坛里的大牛们帮忙,证明穿越阈值$C_p$与渗流阈值$P_c$相等。 原问题太难了。
大家能否想想这个简单一点的问题:
$N$*$N$的格子,染成黑色的概率为$p$。
$C_p(N)$表示黑色格子纵向穿越的概率。
$H_p(N)$表示黑色格子横向穿越的概率。
由于对称性,我们有$C_p(N)$=$H_p(N)$。
如何证明在黑色格子已经纵向穿越的前提下,横向穿越的概率会增大?
例如当$N=2$,$p=0.5$时,黑色格子纵向穿越的情况有$7$种:
白黑?白黑?黑白?黑白?黑黑?黑黑?黑黑
白黑?黑黑?黑白?黑黑?白黑?黑白?黑黑
在这$7$中情况中,有$5$中情况是横向穿越的:
白黑?黑白?黑黑?黑黑?黑黑
黑黑?黑黑?白黑?黑白?黑黑
所以在黑色格子已经纵向穿越的前提下,横向穿越的概率是$5/7$,比原来的$H_p(N)=7/16$大。
解决这个问题对原问题的求解有帮助。
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