首页 理论教育极聪明的方式,让你三步读懂数学:映射构成的序列研究结果

极聪明的方式,让你三步读懂数学:映射构成的序列研究结果

【摘要】:粗略来讲,在链复形中,所有的对象经由任意两个连续映射后,都会降维成一个零维点。再粗略一点讲,同调研究的是这种降维的进行效率,如果效率足够高,那么我们就称这个链复形为一个正合序列。此外,同调代数也有助于我们进一步地研究。同调代数有着深厚的几何拓扑基础,同调也是研究后者至关重要的工具。

上图:20世纪40年代,塞缪尔·艾伦伯格和诺曼·斯廷罗德在扎实的基础上开创了同调代数。同调代数研究的是看起来十分特殊,但是在许多不同的数学背景下都会出现的结构。

1.多维度看全

集合间的映射是可复合的,也就是说,我们可以先进行一次映射,然后对得出的结果再进行一次映射。举例来讲,我们可以先从用餐者的集合映射到菜单上套餐的集合,再把这些套餐映射到它们的价格上,得出每位用餐者分别花费了多少钱。

在数学背景下,将映射像这样锁在一起,就可以得到一个链复形。粗略来讲,在链复形中,所有的对象经由任意两个连续映射后,都会降维成一个零维点。

再粗略一点讲,同调研究的是这种降维的进行效率,如果效率足够高,那么我们就称这个链复形为一个正合序列。

我们已经对有关正合序列的通性问题积累了足够多的认识,因此如果我们能证明,正在处理的情况涉及某个正合序列,我们就能够得到许多额外的信息。此外,同调代数也有助于我们进一步地研究。

2.关键点梳理

正合序列和一些非正合的复形在抽象数学中都是十分寻常的。同调代数就是作为一种研究它们的方法发展出来的,它也因此成为拓扑、几何和代数领域中几近通用的工具。

同调代数有着深厚的几何拓扑基础,同调也是研究后者至关重要的工具。同调代数对流形的研究也有着关键意义,因此在物理方面也有所应用。

如今,同调代数也被发展为范畴论的一部分,用它来进行的论证都可以采取画图的方式。

参考阅读//(www.chuimin.cn)

No. 7 集合论,第18页

No. 9 映射,第22页

No. 13 范畴,第30页

No. 60 流形,第124页

No. 70 拓扑,第144页

No. 84 代数拓扑,第172页

右图:Tor函子是张量积的导函子,它是用来研究正合序列的工具之一。

3.一分钟记忆

一个序列中多个映射锁在一起的现象很常见,同调代数研究的就是这样的序列所具备的性质。这些性质都不是那么显而易见,要研究后才能理解。

同调起初是范畴论在拓扑领域中的应用,但现在,它已经被广泛应用于其他许多领域中。