70 Kapitel 3: Automorphismen mit (un-)beschränkter KodierlängeAut(σ)⊆Aut b ∪(σ)⊇[ ]für (BNPC)-Graphen⊆⊆Aut b ∪ G(σ)⊆⊇Aut b ∪ X2(σ) . . . Aut b ∪ Y2(σ) . . .Aut b ∪ X1(σ)⊆⊆Aut b ∪ Y1(σ)⊆⊆Aut b˜γ 1(σ) ∼ = Aut b˜γ 2(σ) ∼ = . . . Aut b¯γ 1(σ) ∼ = Aut b¯γ 2(σ) ∼ = . . .⊆⊆⊇⊆⊇⊆Aut b γ 1(σ) ∼ = Aut b γ 2(σ) ∼ = . . . Aut bˆγ 1(σ) ∼ = Aut bˆγ 2(σ) ∼ = . . .⊇⊆Aut b ∩ X2(σ) . . . Aut b ∩ Y2(σ) . . .Aut b ∩ X1(σ)Aut b ∩ Y1(σ)⊇⊆⊇⊇Aut b ∩ G(σ)=Aut b ∩(σ) = { σ i | i ∈ Z }Abbildung 3.9: Die Aut b -Hierarchie. Dabei seien X 1 , X 2 , . . . ∈ Pres(X) \ Graph(X) undY 1 , Y 2 , . . . ∈ Graph(X). Die Existenz einer Graphendarstellung Y 1 wird durch Satz 3.10 garantiert.
3.2 Umkodierbarkeit zu sliding-Block-Codes 713.2 Umkodierbarkeit zu sliding-Block-CodesAm Anfang dieses Abschnitts steht die wichtige Beobachtung, daß bei topologischen Konjugationenzwischen lokalkompakten Markovshifts mit abzählbar unendlicher Zustandsmengejedes Symbol für sich eine beschränkte Kodierlänge aufweist. Diese Eigenschaft wird in fastallen Beweisen der restlichen Arbeit eine entscheidende Rolle spielen.Durch Konstruktion eines Beispiels zeigen wir anschließend, daß im allgemeinen nicht jederAutomorphismus durch Graphenumformungen (State-Splittings, -Amalgamierungen etc.) zueinem sliding-Block-Code umcodiert werden kann. Anders als bei SFTs ist es deshalb nichtmöglich, zu jedem Automorphismus endlicher Ordnung 4 eines lokalkompakten, transitivenMarkovshifts mit abzählbar unendlichem Zustandsraum eine geeignete Graphendarstellungzu wählen, in der dieser zu einem 1-Block-Code wird. Nach einigen technischen Vorbereitungenverallgemeinern wir dieses Resultat auf eine ganze Klasse lokalkompakter Markovshifts.Für diese existieren je überabzählbar viele Automorphismen endlicher Ordnung, die inkeiner Graphendarstellung beschränkte Kodierlänge haben.Andererseits läßt sich zu jedem Automorphismus endlicher Ordnung eines beliebigen topologischenMarkovshifts eine spezielle (Nicht-Graphen-)Darstellung angeben, in der dieserein 1-Block-Automorphismus ist. Die Menge Aut b ∪(σ) enthält daher alle Automorphismender Form ϕ ◦ σ i (ϕ ∈ Aut(σ) endlicher Ordnung, i ∈ Z).Beide Ergebnisse zusammen erzwingen für die vorgestellte Klasse von Markovshifts dieEchtheit der Inklusion Aut b ∪ G(σ) Aut b ∪(σ), wobei die Kardinalität der Differenzmengeüberabzählbar ist.Wir beschließen diesen Abschnitt mit der Bemerkung, daß die Untergruppe der kodierlängenbeschränktenAutomorphismen in keiner Darstellung eines lokalkompakten Markovshiftsbesonders klein oder einfach strukturiert ist. Selbst in Darstellungen ohne synchronisierendeBlöcke lassen sich mit der Markermethode viele sliding-Block-Automorphismen erzeugen.Im letzten Abschnitt haben wir ausgiebig nicht kodierlängenbeschränkte, stetige, shiftkommutierendeAbbildungen zwischen topologischen Markovshifts untersucht. Als notwendigeBedingung für deren Auftreten hatten wir die Nichtkompaktheit ihrer Bild- bzw. Urbildmengenidentifiziert. Hält man an der Lokalkompaktheit dieser topologischen Räume fest,so liefert folgende Überlegung die Existenz lokaler Kodierlängen, i.e. die Existenz eines beschränktenKodierfensters (Gedächtnis und Vorschau) für jedes Einzelsymbol der Alphabetmengeund damit für jedes endliche Wort:Seien (X, σ X ) und (Y, σ Y ) lokalkompakte Markovshifts mit abzählbar unendlicher Zustandsmengeund φ : X → Y eine stetige, shiftkommutierende Abbildung. Aufgrund der Stetigkeitvon φ ist das Urbild jedes dünnen Zylinders C Y zugleich offen und abgeschlossen inX. Der Schnitt φ −1 (C) ∩ D (D X dünner Zylinder) ist als abgeschlossene Teilmenge desKompaktums D selbst kompakt und läßt sich daher durch endlich viele dünne Zylinder festerLänge und einheitlicher Startkoordinate überdecken. Zu beliebig vorgegebenen ZylindernC, D hat man stets eine bedingte lokale Kodierlänge:⋃∃ s C,D , t C,D ∈ Z : φ −1 (C) ∩ D =s C,D[x sC,D . . . x tC,D ]4 Unser (Gegen-)Beispiel ist eine Involution.x∈φ −1 (C)∩D