一致收敛性所探讨的问题是:需要多少个随机样本,才能使得经验均值在整类函数上同时地、一致地逼近其理论期望值。它既是概率论中的一个核心概念,也是统计学习理论的重要基石。对于取值为二元(即{0,1})的函数类,Vapnik–Chervonenkis定理指出,一致收敛性成立当且仅当该函数类的VC维有限;进一步地,当VC维为 $d$ 时,为达到加性误差 $\varepsilon$ 所需的最坏情形样本复杂度(即最小样本量)精确地为 $d/\varepsilon^2$ 量级。而对于实值函数类,与之对应的组合参数是“胖破碎维数”(fat-shattering dimension),它依赖于一个近似尺度 $\gamma$。此时的关键挑战在于:能否仅用 $d/\varepsilon^2$ 量级的样本,就实现总误差为 $\gamma + \varepsilon$ 的一致逼近——其中 $d$ 现在指在尺度 $\gamma$ 下的胖破碎维数;这一样本量界须与前述二元函数类的最优界完全匹配。此前的研究成果要么达到了最优的误差尺度(即最优 $\gamma$),要么实现了最优的样本复杂度(即最优 $d/\varepsilon^2$),但始终未能二者兼得。本文的主要结果成功弥合了这一长期存在的缺口,首次确立了在最优误差尺度下的尖锐(即不可改进的)样本复杂度界。在证明过程中,我们发展并运用了若干可能具有独立意义的技术工具: 第一,我们引入了“带间隔的 $\varepsilon$-网”($\varepsilon$-nets with margin)。经典定义中,一个 $\varepsilon$-网要求与给定函数族中所有测度不小于 $\varepsilon$ 的集合均发生交集;而我们允许该网仅需与每个此类集合的一个略微放大版本相交。出人意料的是,这一看似微小的松弛,却使得所得界在自然的几何设定下可完全摆脱环境空间维度的影响。 第二,我们在离散与实值两类设定下均获得了更优的覆盖数(covering number)上界:一方面,我们将Haussler覆盖引理推广至“偏概念类”(partial concept classes);另一方面,利用这一推广,我们为实值函数类构造出了在最优尺度下达到最优 $\ell_2$ 距离精度的覆盖。 第三,我们通过精心设计覆盖结构,实现了在最优尺度下的“链式界”(chaining bound):具体而言,我们使逐层逼近所用的覆盖彼此对齐,从而保证后续层级的近似结果相较前一层越来越接近目标函数,进而显著提升链式论证的整体效率。