عملية جراحية

في الرياضيات ، الفاعل هو بنية تتكون من عمليات مجردة ، لكل منها عدد محدود وثابت من المدخلات (الوسائط) ومخرج واحد، بالإضافة إلى تحديد لكيفية تركيب هذه العمليات. بالنظر إلى فاعليا{\displaystyle O}، يُعرّف المرء جبرًا علىيا{\displaystyle O}أن تكون مجموعة مع عمليات ملموسة على هذه المجموعة تتصرف تمامًا مثل العمليات المجردة لـيا{\displaystyle O}على سبيل المثال، هناك عملية الكذبل{\displaystyle L}بحيث تكون الجبر علىل{\displaystyle L}هي تحديداً جبر لي ؛ بمعنى مال{\displaystyle L}يشفر بشكل مجرد العمليات المشتركة بين جميع جبر لي. الفاعل بالنسبة لجبره كالمجموعة بالنسبة لتأثيرات مجموعتها .

تاريخ

نشأت المؤثرات في الطوبولوجيا الجبرية ؛ وقد تم تقديمها لتوصيف فضاءات الحلقات المتكررة بواسطة ج. مايكل بوردمان وراينر م. فوغت في عام 1968 [ 1 ] [ 2 ] وبواسطة ج. بيتر ماي في عام 1972. [ 3 ]

كتب مارتن ماركل وستيف شنايدر وجيم ستاشيف في كتابهم عن الأوبرا: [ 4 ]

ظهر مصطلح "أوبيراد" وتعريفه الرسمي لأول مرة في أوائل سبعينيات القرن العشرين في كتاب "هندسة فضاءات الحلقات المتكررة" لجيه. بيتر ماي، ولكن قبل ذلك بعام أو أكثر، وصف بوردمان وفوجت المفهوم نفسه تحت مسمى " فئات المؤثرات في الصيغة القياسية" ، مستلهمين ذلك من مفهومي PROPs وPACTs لآدامز وماك لين . في الواقع، هناك تاريخ طويل لهذا المفهوم. يشير ويبل [وي] إلى أن المفهوم ظهر لأول مرة قبل قرن من الزمان في كتاب "رسالة في الجبر الشامل" لـ أ. ن. وايتهيد ، الذي نُشر عام 1898.

ابتكر ماي كلمة "operad" ككلمة مركبة من "operations" و " monad " (وأيضًا لأن والدته كانت مغنية أوبرا). [ 5 ]

تجددت الاهتمامات بالأوبرادات بشكل ملحوظ في أوائل التسعينيات، عندما اكتشف فيكتور جينزبورغ وميخائيل كابرانوف ، استنادًا إلى رؤى مبكرة لماكسيم كونتسيفيتش ، أن بعض ظواهر الازدواجية في نظرية التماثل العقلاني يمكن تفسيرها باستخدام ازدواجية كوزول للأوبرادات. [ 6 ] [ 7 ] ومنذ ذلك الحين، وجدت الأوبرادات العديد من التطبيقات، مثل تكميم التشوه لمتشعبات بواسون ، وتخمين ديلين ، [ 8 ] أو علم تماثل الرسوم البيانية في أعمال ماكسيم كونتسيفيتش وتوماس ويلواشر .

حدس

يفترضX{\displaystyle X}هي مجموعة ولـنشمال{\displaystyle n\in \mathbb {N} }نحن نحدد

P(ن):={XنX}{\displaystyle P(n):=\{X^{n}\to X\}}،

مجموعة جميع الدوال الناتجة عن الضرب الديكارتي لـن{\displaystyle n}نسخ منX{\displaystyle X}لX{\displaystyle X}.

يمكننا تركيب هذه الدوال: معطىوP(ن){\displaystyle f\in P(n)}،و1P(ك1)،...،ونP(كن){\displaystyle f_{1}\in P(k_{1}),\ldots ,f_{n}\in P(k_{n})}، الوظيفة

و(و1،...،ون)P(ك1++كن){\displaystyle f\circ (f_{1},\ldots ,f_{n})\in P(k_{1}+\cdots +k_{n})}

يُعرَّف على النحو التالي: معطىك1++كن{\displaystyle k_{1}+\cdots +k_{n}}حجج منX{\displaystyle X}نقسمها إلىن{\displaystyle n}الكتل، أولها تحتوي علىك1{\displaystyle k_{1}}الحجج، الثانيةك2{\displaystyle k_{2}}الحجج، وما إلى ذلك، ثم تطبيقهاو1{\displaystyle f_{1}}إلى الكتلة الأولى،و2{\displaystyle f_{2}}إلى الكتلة الثانية، وهكذا. ثم نطبقو{\displaystyle f}إلى قائمةن{\displaystyle n}القيم التي تم الحصول عليها منX{\displaystyle X}بهذه الطريقة.

يمكننا أيضًا تبديل الحجج، أي أن لدينا فعلًا صحيحًا*{\displaystyle *}من المجموعة المتناظرةSن{\displaystyle S_{n}}علىP(ن){\displaystyle P(n)}، كما هو محدد بواسطة

(و*s)(x1،...،xن)=و(xs-1(1)،...،xs-1(ن)){\displaystyle (f*s)(x_{1},\ldots ,x_{n})=f(x_{s^{-1}(1)},\ldots ,x_{s^{-1}(n)})}

لوP(ن){\displaystyle f\in P(n)}،sSن{\displaystyle s\in S_{n}}وx1،...،xنX{\displaystyle x_{1},\ldots ,x_{n}\in X}.

يُجسد تعريف العملية المتناظرة الوارد أدناه الخصائص الأساسية لهاتين العمليتين.{\displaystyle \circ }و*{\displaystyle *}.

تعريف

المؤثر غير المتناظر

العملية غير المتناظرة (تسمى أحيانًا عملية بدون تباديل ، أو عملية غير متناظرة)Σ{\displaystyle \Sigma }(أو العملية البسيطة ) تتكون مما يلي:

  • تسلسل(P(ن))نشمال{\displaystyle (P(n))_{n\in \mathbb {N} }}من المجموعات، التي تسمى عناصرهان{\displaystyle n}العمليات -ary ،
  • عنصر1{\displaystyle 1}فيP(1){\displaystyle P(1)}يُطلق عليها اسم الهوية ،
  • لجميع الأعداد الصحيحة الموجبةن{\displaystyle n}،ك1،...،كن{\textstyle k_{1},\ldots ,k_{n}}دالة تركيبية
:P(ن)×P(ك1)××P(كن)P(ك1++كن)(θ،θ1،...،θن)θ(θ1،...،θن)،{\displaystyle {\begin{aligned}\circ :P(n)\times P(k_{1})\times \cdots \times P(k_{n})&\to P(k_{1}+\cdots +k_{n})\\(\theta ,\theta _{1},\ldots ,\theta _{n})&\mapsto \theta \circ (\theta _{1},\ldots ,\theta _{n}),\end{aligned}}}

تحقيق بديهيات التماسك التالية:

  • هوية :θ(1،...،1)=θ=1θ{\displaystyle \theta \circ (1,\ldots ,1)=\theta =1\circ \theta }
  • الترابطية :
θ(θ1(θ1،1،...،θ1،ك1)،...،θن(θن،1،...،θن،كن))=(θ(θ1،...،θن))(θ1،1،...،θ1،ك1،...،θن،1،...،θن،كن){\displaystyle {\begin{aligned}&\theta \circ {\Big (}\theta _{1}\circ (\theta _{1,1},\ldots ,\theta _{1,k_{1}}),\ldots ,\theta _{n}\circ (\theta _{n,1},\ldots ,\theta _{n,k_{n}}){\Big )}\\={}&{\Big (}\theta \circ (\theta _{1},\ldots ,\theta _{n}){\Big )}\circ (\theta _{1,1},\ldots ,\theta _{1,k_{1}},\ldots ,\theta _{n,1},\ldots ,\theta _{n,k_{n}})\end{aligned}}}

الفاعل المتناظر

العملية المتناظرة (والتي تُسمى غالبًا ببساطة العملية ) هي عملية غير متناظرة.P{\displaystyle P}كما سبق، بالإضافة إلى فعل يميني للمجموعة المتناظرةSن{\displaystyle S_{n}}علىP(ن){\displaystyle P(n)}لنشمال{\displaystyle n\in \mathbb {N} }، ويرمز إليه بـ*{\displaystyle *}ومُرضٍ

  • التباين المتساوي : بالنظر إلى تبديلتSن{\displaystyle t\in S_{n}}،
(θ*ت)(θ1،...،θن)=(θ(θت-1(1)،...،θت-1(ن)))*ت{\displaystyle (\theta *t)\circ (\theta _{1},\ldots ,\theta _{n})=(\theta \circ (\theta _{t^{-1}(1)},\ldots ,\theta _{t^{-1}(n)}))*t'}
(أين ت{\displaystyle t'}يشير الجانب الأيمن إلى عنصرSك1++كن{\displaystyle S_{k_{1}+\dots +k_{n}}}الذي يعمل في المجموعة{1،2،...،ك1++كن}{\displaystyle \{1,2,\dots ,k_{1}+\dots +k_{n}\}}بتقسيمها إلىن{\displaystyle n}الكتل، أول حجمك1{\displaystyle k_{1}}الثاني من حيث الحجمك2{\displaystyle k_{2}}، من خلالن{\displaystyle n}الكتلة رقم 1 من الحجمكن{\displaystyle k_{n}}ثم يقوم بتبديل هذهن{\displaystyle n}كتل بواسطةت{\displaystyle t}(مع الحفاظ على كل كتلة سليمة)
وبالنظر إلىن{\displaystyle n}التباديلsأناSكأنا{\displaystyle s_{i}\in S_{k_{i}}}،
θ(θ1*s1،...،θن*sن)=(θ(θ1،...،θن))*(s1،...،sن){\displaystyle \theta \circ (\theta _{1}*s_{1},\ldots ,\theta _{n}*s_{n})=(\theta \circ (\theta _{1},\ldots ,\theta _{n}))*(s_{1},\ldots ,s_{n})}
(أين(s1،...،sن){\displaystyle (s_{1},\ldots ,s_{n})}يشير إلى عنصر منSك1++كن{\displaystyle S_{k_{1}+\dots +k_{n}}}الذي يُبدّل أول هذه الكتل بواسطةs1{\displaystyle s_{1}}الثاني بواسطةs2{\displaystyle s_{2}}إلخ، ويحافظ على ترتيبها العام سليماً).

تعتبر عمليات التبديل في هذا التعريف حيوية لمعظم التطبيقات، بما في ذلك التطبيق الأصلي لمساحات الحلقات.

المورفيزمات

تشاكل العملياتو:Pسؤال{\displaystyle f:P\to Q}يتكون من تسلسل

(ون:P(ن)سؤال(ن))نشمال{\displaystyle (f_{n}:P(n)\to Q(n))_{n\in \mathbb {N} }}

الذي - التي:

  • يحافظ على الهوية:و(1)=1{\displaystyle f(1)=1}
  • يحافظ على التركيب: لكل عملية من النوع nθ{\displaystyle \theta }والعملياتθ1،...،θن{\displaystyle \theta _{1},\ldots ,\theta _{n}}،
و(θ(θ1،...،θن))=و(θ)(و(θ1)،...،و(θن)){\displaystyle f(\theta \circ (\theta _{1},\ldots ,\theta _{n}))=f(\theta )\circ (f(\theta _{1}),\ldots ,f(\theta _{n}))}
  • يحافظ على عمليات التبديل:و(x*s)=و(x)*s{\displaystyle f(x*s)=f(x)*s}.

وبالتالي، تشكل العمليات فئة يُرمز إليها بـياصهـر{\displaystyle {\mathsf {Oper}}}.

في فئات أخرى

حتى الآن، لم تُدرس المؤثرات إلا في فئة المجموعات. وبشكل أعم، من الممكن تعريف المؤثرات في أي فئة أحادية متناظرة C. في هذه الحالة، كلP(ن){\displaystyle P(n)}هو عنصر من عناصر C ، التركيب{\displaystyle \circ }هو تشاكلP(ن)P(ك1)P(كن)P(ك1++كن){\displaystyle P(n)\otimes P(k_{1})\otimes \cdots \otimes P(k_{n})\to P(k_{1}+\cdots +k_{n})}في ج (حيث{\displaystyle \otimes }يشير إلى حاصل الضرب الموتري للفئة المونيدية)، ويتم إعطاء تأثيرات عناصر المجموعة المتناظرة بواسطة التشاكلات في C.

من الأمثلة الشائعة فئة الفضاءات الطوبولوجية والخرائط المتصلة ، حيث يُعطى الضرب الأحادي بالضرب الديكارتي . في هذه الحالة، يُعطى المؤثر بتسلسل من الفضاءات (بدلاً من المجموعات).{P(ن)}ن0{\displaystyle \{P(n)\}_{n\geq 0}}تُفترض حينها أن خرائط البنية للأوبيراد (تركيب وتأثيرات المجموعات المتناظرة) متصلة. وتُسمى النتيجة أوبيرادًا طوبولوجيًا . وبالمثل، في تعريف تشاكل الأوبيرادات، من الضروري افتراض أن الخرائط المعنية متصلة.

تشمل الإعدادات الشائعة الأخرى لتعريف العمليات، على سبيل المثال، الوحدات النمطية على حلقة تبادلية ، والمركبات المتسلسلة ، والمجموعات الجزئية (أو حتى فئة الفئات نفسها)، والجبر المشترك ، وما إلى ذلك.

تعريف الجبر

بالنظر إلى حلقة تبديلية نعتبر الفئةR-مoد{\displaystyle R{\text{-}}{\mathsf {Mod}}}من الوحدات النمطية على R. يمكن تعريف المعامل على R ككائن أحادي.(تي،γ،η){\displaystyle (T,\gamma ,\eta )}في الفئة الأحادية للوظائف الداخلية علىR-مoد{\displaystyle R{\text{-}}{\mathsf {Mod}}}(إنها موناد ) تحقق شرطًا من شروط التناهي. [ ملاحظة 1 ]

على سبيل المثال، كائن أحادي في فئة "المؤثرات الداخلية متعددة الحدود" علىR-مoد{\displaystyle R{\text{-}}{\mathsf {Mod}}}هو أوبيراد. [ 8 ] وبالمثل، يمكن تعريف الأوبيراد المتناظر على أنه كائن أحادي في فئةS{\displaystyle \mathbb {S} }-الكائنات ، حيثS{\displaystyle \mathbb {S} }يعني مجموعة متناظرة. [ 9 ] الكائن الأحادي في فئة الأنواع التوافقية هو عامل في المجموعات المنتهية.

يُنظر أحيانًا إلى العملية بالمعنى المذكور أعلاه على أنها حلقة معممة . على سبيل المثال، يُعرّف نيكولاي دوروف حلقاته المعممة على أنها كائنات أحادية في الفئة الأحادية للمؤثرات الداخلية علىتعيين{\displaystyle {\textbf {Set}}}التي تتبادل مع النهايات المشتركة المُصفّاة . [ 10 ] هذا تعميم للحلقة، حيث أن كل حلقة عادية R تُعرّف مونادًاΣR:تعيينتعيين{\displaystyle \Sigma _{R}:{\textbf {Set}}\to {\textbf {Set}}}يرسل ذلك مجموعة X إلى المجموعة الأساسية لوحدة R الحرةR(X){\displaystyle R^{(X)}}تم إنشاؤه بواسطة X.

فهم البديهيات

بديهية الترابط

تعني "الخاصية التجميعية" أن تركيب العمليات يكون تجميعيًا (الدالة).{\displaystyle \circ }(تجميعية)، على غرار البديهية في نظرية الفئات التيو(زح)=(وز)ح{\displaystyle f\circ (g\circ h)=(f\circ g)\circ h}لا يعني ذلك أن العمليات نفسها ترابطية كعمليات. قارن ذلك مع العملية الترابطية أدناه.

تعني خاصية التجميع في نظرية العمليات أنه يمكن كتابة التعبيرات التي تتضمن عمليات دون غموض من التركيبات المحذوفة، تمامًا كما تسمح خاصية التجميع للعمليات بكتابة المنتجات دون غموض من الأقواس المحذوفة.

على سبيل المثال، لنفترضθ{\displaystyle \theta }هي عملية ثنائية تُكتب على النحو التالي:θ(أ،ب){\displaystyle \theta (a,b)}أو(أب){\displaystyle (ab)}(θ{\displaystyle \theta }(ليس بالضرورة أن يكون ترابطيًا). إذن ما هو مكتوب عادةً((أب)ج){\displaystyle ((ab)c)}مكتوبة بشكل واضح لا لبس فيه بأسلوب أوبرالي كماθ(θ،1){\displaystyle \theta \circ (\theta ,1)}هذا يرسل(أ،ب،ج){\displaystyle (a,b,c)}ل(أب،ج){\displaystyle (ab,c)}(يتقدمθ{\displaystyle \theta }في أول اثنين، والهوية في الثالث)، ثمθ{\displaystyle \theta }على اليسار "يضاعف"أب{\displaystyle ab}بواسطةج{\displaystyle c}ويتضح هذا الأمر أكثر عند تصويره على شكل شجرة:

الشجرة قبل التكوين

مما ينتج عنه عملية ثلاثية:

الشجرة بعد التركيب

ومع ذلك، فإن التعبير(((أب)ج)د){\displaystyle (((ab)c)d)}هو غامض مسبقًا : يمكن أن يعنيθ((θ،1)((θ،1)،1)){\displaystyle \theta \circ ((\theta ,1)\circ ((\theta ,1),1))}إذا تم أداء التراكيب الداخلية أولاً، أو قد يعني ذلك(θ(θ،1))((θ،1)،1){\displaystyle (\theta \circ (\theta ,1))\circ ((\theta ,1),1)}، إذا تم تنفيذ التركيبات الخارجية أولاً (تُقرأ العمليات من اليمين إلى اليسار). الكتابةx=θ،y=(θ،1)،z=((θ،1)،1){\displaystyle x=\theta ,y=(\theta ,1),z=((\theta ,1),1)}، هذا هوx(yz){\displaystyle x\circ (y\circ z)}عكس(xy)z{\displaystyle (x\circ y)\circ z}أي أن الشجرة تفتقر إلى "الأقواس الرأسية":

الشجرة قبل التكوين

إذا تم تركيب الصفين العلويين من العمليات أولاً (يضع قوسًا لأعلى عند(أب)ج  د{\displaystyle (ab)c\ \ d}السطر؛ يقوم بالتركيب الداخلي أولاً)، والنتائج التالية:

الشجرة الوسيطة

والتي تُقيّم بدورها بشكلٍ لا لبس فيه لتُنتج عمليةً رباعية. كتعبير مُعلّق:

θ(أب)جد((θأبج،1د)((θأب،1ج)،1د)){\displaystyle \theta _{(ab)c\cdot d}\circ ((\theta _{ab\cdot c},1_{d})\circ ((\theta _{a\cdot b},1_{c}),1_{d}))}

الشجرة بعد التركيب

إذا تم تركيب الصفين السفليين من العمليات أولاً (يضع قوسًا متجهًا للأسفل فيأبج  د{\displaystyle ab\quad c\ \ d}السطر؛ يقوم بالتركيب الخارجي أولاً)، والنتائج التالية:

الشجرة الوسيطة

والتي يتم تقييمها بشكل لا لبس فيه لتؤدي إلى عملية رباعية:

الشجرة بعد التركيب

تنص بديهية التجميع في العمليات على أن هذه العمليات تؤدي إلى نفس النتيجة ، وبالتالي فإن التعبير(((أب)ج)د){\displaystyle (((ab)c)d)}واضح لا لبس فيه.

بديهية الهوية

يمكن تمثيل بديهية الهوية (للعملية الثنائية) في شكل شجرة على النحو التالي:

بديهية الهوية في العمل

وهذا يعني أن العمليات الثلاث الناتجة متساوية: لا فرق بين التركيب المسبق أو اللاحق مع العنصر المحايد. في نظرية الفئات،θ1=θ=1θ{\displaystyle \theta \circ 1=\theta =1\circ \theta }يُعد جزءًا من تعريف الفئة.

أمثلة

التشكل الداخلي في المجموعات والجبر التشغيلي

أبسط العمليات هي تلك المذكورة في قسم "الحدس" أعلاه. لأي مجموعةX{\displaystyle X}، فنحصل على عامل التشكل الداخليهـندX{\displaystyle {\mathcal {End}}_{X}}يتألف من جميع الوظائفXنX{\displaystyle X^{n}\to X}تُعدّ هذه المؤثرات مهمة لأنها تُستخدم لتعريف جبر المؤثرات . إذايا{\displaystyle {\mathcal {O}}}هو المعامل، المعامل الجبر انتهىيا{\displaystyle {\mathcal {O}}}يتم تحديده بواسطة مجموعةX{\displaystyle X}ومورفولوجيا أوبيرادياهـندX{\displaystyle {\mathcal {O}}\to {\mathcal {End}}_{X}}وبشكل بديهي، يحول هذا التشاكل كل عملية "مجردة" منيا(ن){\displaystyle {\mathcal {O}}(n)}إلى "خرسانة"ن{\displaystyle n}عملية -ary على المجموعةX{\displaystyle X}جبر العمليات علىيا{\displaystyle {\mathcal {O}}}وبالتالي تتكون من مجموعةX{\displaystyle X}بالإضافة إلى عمليات ملموسة فيX{\displaystyle X}التي تتبع القواعد المحددة بشكل مجرد بواسطة العمليةيا{\displaystyle {\mathcal {O}}}.

المؤثرات الداخلية في الفضاءات المتجهة وجبر المؤثرات

إذا كان k حقلاً ، فيمكننا اعتبار فئة الفضاءات المتجهة ذات الأبعاد المحدودة فوق k ؛ وتتحول هذه الفئة إلى فئة أحادية باستخدام الضرب الموتري العادي فوق k. ويمكننا بعد ذلك تعريف معاملات التشكل الداخلي في هذه الفئة، كما يلي: ليكن V فضاءً متجهيًا ذا أبعاد محدودة. معامل التشكل الداخليهـندV={هـندV(ن)}{\displaystyle {\mathcal {End}}_{V}=\{{\mathcal {End}}_{V}(n)\}}يتكون V من [ 11 ]

  1. هـندV(ن){\displaystyle {\mathcal {End}}_{V}(n)}= فضاء التطبيقات الخطيةVنV{\displaystyle V^{\otimes n}\to V}،
  2. (التكوين) المعطاةوهـندV(ن){\displaystyle f\in {\mathcal {End}}_{V}(n)}،ز1هـندV(ك1){\displaystyle g_{1}\in {\mathcal {End}}_{V}(k_{1})}...زنهـندV(كن){\displaystyle g_{n}\in {\mathcal {End}}_{V}(k_{n})}يتم تحديد تركيبها بواسطة الخريطة Vك1Vكن ز1زن Vن و V{\displaystyle V^{\otimes k_{1}}\otimes \cdots \otimes V^{\otimes k_{n}}\ {\overset {g_{1}\otimes \cdots \otimes g_{n}}{\longrightarrow }}\ V^{\otimes n}\ {\overset {f}{\to }}\ V}،
  3. (الهوية) عنصر الهوية فيهـندV(1){\displaystyle {\mathcal {End}}_{V}(1)}خريطة الهويةبطاقة تعريفV{\displaystyle \operatorname {id} _{V}}،
  4. (فعل المجموعة المتناظر)Sن{\displaystyle S_{n}}يعمل علىهـندV(ن){\displaystyle {\mathcal {End}}_{V}(n)}عن طريق تبديل مكونات الموترات فيVن{\displaystyle V^{\otimes n}}.

لويا{\displaystyle {\mathcal {O}}}هو أوبيراد، وهو جبر أوبيراد خطي من الرتبة k علىيا{\displaystyle {\mathcal {O}}}يُعطى بواسطة فضاء متجهي محدود الأبعاد V على k وتشكل أوبيرادياهـندV{\displaystyle {\mathcal {O}}\to {\mathcal {End}}_{V}}وهذا يعني تحديد عمليات متعددة الخطية ملموسة على V تتصرف مثل عملياتيا{\displaystyle {\mathcal {O}}}لاحظ التشابه بين المؤثرات/جبر المؤثرات والحلقات /الوحدات النمطية : تُعطى الوحدة النمطية على حلقة R بواسطة زمرة أبيلية M بالإضافة إلى تشاكل حلقيRنهاية(م){\displaystyle R\to \operatorname {End} (M)}.)

اعتمادًا على التطبيقات، من الممكن وجود اختلافات في ما سبق: على سبيل المثال، في الطوبولوجيا الجبرية، بدلاً من الفضاءات المتجهة والضرب الموتري بينها، يستخدم المرء الفضاءات الطوبولوجية (المعقولة) والضرب الديكارتي بينها.

أوبرات "شيء صغير"

تم شرح التأليف الأوبرالي في قرصين صغيرين (أوبراد) في النص.

المعامل الصغير ذو القرصين هو معامل طوبولوجي حيثP(ن){\displaystyle P(n)}يتكون من قوائم مرتبة من n أقراص منفصلة داخل قرص الوحدة لـR2{\displaystyle \mathbb {R} ^{2}}متمركزة عند نقطة الأصل. تعمل المجموعة المتناظرة على هذه التكوينات عن طريق تبديل قائمة الأقراص الصغيرة. يوضح الشكل المرفق على اليمين التركيب العملي للأقراص الصغيرة، حيث يكون العنصرθP(3){\displaystyle \theta \in P(3)}يتكون من عنصر(θ1،θ2،θ3)P(2)×P(3)×P(4){\displaystyle (\theta _{1},\theta _{2},\theta _{3})\in P(2)\times P(3)\times P(4)}لإنتاج العنصرθ(θ1،θ2،θ3)P(9){\displaystyle \theta \circ (\theta _{1},\theta _{2},\theta _{3})\in P(9)}تم الحصول عليها عن طريق تقليص تكوينθأنا{\displaystyle \theta _{i}}وإدخاله في القرص رقم i منθ{\displaystyle \theta }، لأنا=1،2،3{\displaystyle i=1,2,3}.

وبالمثل، يمكن تعريف عملية الأقراص الصغيرة ذات البعد n من خلال النظر في تكوينات الكرات المنفصلة ذات البعد n داخل كرة الوحدة لـRن{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}[ 12 ]

في الأصل، عرّف مايكل بوردمان وراينر فوغت مفهوم المكعبات الصغيرة ذات الأبعاد n أو مفهوم الفترات الصغيرة (الذي كان يُطلق عليه في البداية اسم PROPs المكعبات الصغيرة ذات الأبعاد n ) بطريقة مماثلة، وذلك من حيث تكوينات المكعبات الفائقة ذات الأبعاد n المنفصلة والمحاذية للمحاور ( الفترات ذات الأبعاد n ) داخل المكعب الفائق الواحدي . [ 13 ] لاحقًا، عمّمه ماي [ 14 ] ليشمل مفهوم الأجسام المحدبة الصغيرة ، وتُعدّ "الأقراص الصغيرة" حالة من "الخرافات" المشتقة من "الأجسام المحدبة الصغيرة". [ 15 ]

الأشجار المتجذرة

في نظرية الرسوم البيانية ، تشكل الأشجار الجذرية عملية طبيعية. هنا،P(ن){\displaystyle P(n)}هي مجموعة جميع الأشجار الجذرية ذات n ورقة، حيث يتم ترقيم الأوراق من 1 إلى n.Sن{\displaystyle S_{n}}تُجري هذه العملية على هذه المجموعة عن طريق تبديل تسميات الأوراق. التركيب العمليتي(S1،...،Sن){\displaystyle T\circ (S_{1},\ldots ,S_{n})}يتم الحصول عليها عن طريق استبدال الورقة رقم i منتي{\displaystyle T}بواسطة جذر الشجرة رقم iSأنا{\displaystyle S_{i}}، لأنا=1،...،ن{\displaystyle i=1,\ldots ,n}وبالتالي ربط الأشجار n بـتي{\displaystyle T}وتشكيل شجرة أكبر، يُعتبر جذرها هو نفسه جذرتي{\displaystyle T}وأوراقها مرقمة بالترتيب.

أوبرا الجبن السويسري

الأوبرا المصنوعة من الجبن السويسري .

الأوبيراد ذو الشكل الجبني السويسري هو أوبيراد طوبولوجي ثنائي اللون، يُعرَّف بدلالة تكوينات أقراص منفصلة ذات بُعد n داخل قرص نصفي ذي بُعد n ، وأقراص نصفية ذات بُعد n ، متمركزة عند قاعدة القرص النصفي ذي البُعد n وتقع داخله. وينتج تركيب الأوبيراد عن لصق تكوينات الأقراص "الصغيرة" داخل القرص النصفي ذي البُعد n في الأقراص "الصغيرة" الموجودة في قرص نصفي آخر ذي بُعد n، وتكوينات الأقراص "الصغيرة" والأقراص النصفية داخل القرص النصفي ذي البُعد n في القرص النصفي الآخر ذي البُعد n.

عرّف ألكسندر أ. فورونوف مفهوم "العملية المغلفة" (Swiss-cheese operad) . [ 16 ] واستخدمه مكسيم كونتسيفيتش لصياغة نسخة مغلفة من حدسية ديلين حول علم التماثل لهوشيلد . [ 17 ] وقد أثبت بو هو وإيغور كريز وألكسندر أ. فورونوف حدسية كونتسيفيتش جزئيًا [ 18 ] ثم أثبتها جاستن توماس بالكامل . [ 19 ]

العملية الترابطية

هناك فئة أخرى من الأمثلة على المؤثرات الجبرية، وهي تلك التي تجسد بنى الجبر، مثل الجبر الترابطي، والجبر التبادلي، وجبر لي. ويمكن تمثيل كل منها كمؤثر جبري محدود العرض، حيث يتم توليد كل منها بواسطة عمليات ثنائية.

على سبيل المثال، فإن المعامل التجميعي هو معامل متناظر يتم توليده بواسطة عملية ثنائيةψ{\displaystyle \psi }، بشرط أن

ψ(ψ،1)=ψ(1،ψ).{\displaystyle \psi \circ (\psi ,1)=\psi \circ (1,\psi ).}

يتوافق هذا الشرط مع خاصية التجميع للعملية الثنائيةψ{\displaystyle \psi }؛ كتابةψ(أ،ب){\displaystyle \psi (a,b)}وبصيغة الضرب، فإن الشرط المذكور أعلاه هو(أب)ج=أ(بج){\displaystyle (ab)c=a(bc)}. لا ينبغي الخلط بين هذه الخاصية التجميعية للعملية وخاصية التجميع للتركيب ، والتي تنطبق على أي عملية؛ انظر بديهية التجميع أعلاه.

في العملية الترابطية، كلP(ن){\displaystyle P(n)}يتم تحديده بواسطة المجموعة المتناظرةSن{\displaystyle S_{n}}، الذيSن{\displaystyle S_{n}}يتم حسابها عن طريق الضرب من اليمين. العدد المركبσ(τ1،...،τن){\displaystyle \sigma \circ (\tau _{1},\dots ,\tau _{n})}يقوم بتبديل مدخلاته في كتل وفقًا لـσ{\displaystyle \sigma }وضمن الكتل وفقًا لما هو مناسبτأنا{\displaystyle \tau _{i}}.

الجبر فوق المؤثرات الترابطية هو تحديدًا أنصاف الزمر : مجموعات مع عملية ترابطية ثنائية واحدة. والجبر الخطي من الرتبة k فوق المؤثرات الترابطية هو تحديدًا الجبر الترابطي من الرتبة k .

عملية متناظرة نهائية

المعامل المتناظر النهائي هو المعامل الذي يحتوي على عملية واحدة من الرتبة n لكل n ، مع كلSن{\displaystyle S_{n}}تتصرف بشكل تافه. الجبر فوق هذا المؤثر هو أنصاف الزمر التبادلية؛ الجبر الخطي k هو الجبر التبادلي الترابطي k .

عمليات من مجموعات الضفائر

وبالمثل، هناك غيرΣ{\displaystyle \Sigma }عملية لكل منهاP(ن){\displaystyle P(n)}مقدمة من مجموعة أرتين للضفائربن{\displaystyle B_{n}}علاوة على ذلك، فإن هذا غيرΣ{\displaystyle \Sigma }يتمتع الأوبيراد ببنية الأوبيراد المضفر، مما يعمم مفهوم الأوبيراد المتناظر من المجموعات المتناظرة إلى مجموعات الجدائل.

الجبر الخطي

في الجبر الخطي ، يمكن اعتبار فضاءات المتجهات الحقيقية جبرًا على المؤثراتR{\displaystyle \mathbb {R} ^{\infty }}من جميع التركيبات الخطية . يتم تعريف هذا المؤثر بواسطةR(ن)=Rن{\displaystyle \mathbb {R} ^{\infty }(n)=\mathbb {R} ^{n}}لنشمال{\displaystyle n\in \mathbb {N} }، مع الفعل الواضح لـSن{\displaystyle S_{n}}تبديل المكونات، والتركيبx(y1،...،yن){\displaystyle {\vec {x}}\circ ({\vec {y_{1}}},\ldots ,{\vec {y_{n}}})}يتم الحصول عليها من خلال دمج المتجهاتx(1)y1،...،x(ن)yن{\displaystyle x^{(1)}{\vec {y_{1}}},\ldots ,x^{(n)}{\vec {y_{n}}}}، أينx=(x(1)،...،x(ن))Rن{\displaystyle {\vec {x}}=(x^{(1)},\ldots ,x^{(n)})\in \mathbb {R} ^{n}}المتجهx=(2،3،-5،0،...){\displaystyle {\vec {x}}=(2,3,-5,0,\dots )}على سبيل المثال، يمثل ذلك عملية تكوين تركيبة خطية بمعاملات 2، 3، -5، 0، ...

تُضفي هذه النظرة طابعًا رسميًا على فكرة أن التراكيب الخطية هي أعمّ أنواع العمليات على الفضاء المتجهي؛ فالقول بأن الفضاء المتجهي هو جبر على مجموعة التراكيب الخطية هو تحديدًا القول بأن جميع العمليات الجبرية الممكنة في الفضاء المتجهي هي تراكيب خطية. تُشكّل عمليتا جمع المتجهات وضربها القياسي مجموعة مولدة لمجموعة التراكيب الخطية، بينما تُمثّل مجموعة التراكيب الخطية، بشكلٍ أساسي، جميع العمليات الممكنة على الفضاء المتجهي.

وبالمثل، يمكن اعتبار التراكيب الأفينية والتراكيب المخروطية والتراكيب المحدبة متوافقة مع المؤثرات الفرعية حيث تكون حدود المتجهx{\displaystyle {\vec {x}}}إذا كان مجموع الحدود يساوي 1، فإن جميع الحدود تكون غير سالبة، أو كلاهما، على التوالي. بيانيًا، هذه هي المستويات الفائقة الأفينية اللانهائية، والثمانية الفائقة اللانهائية، والمجسم البسيط اللانهائي. هذا يوضح ما يُقصد بـRن{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}كونها أو المجسم البسيط القياسي، كونها فضاءات نموذجية، وملاحظات مثل أن كل متعدد سطوح محدب محدود هو صورة لمجسم بسيط. هنا، تتوافق العمليات الفرعية مع عمليات أكثر تقييدًا وبالتالي نظريات أكثر عمومية.

عملية الحلقة التبادلية وعملية لي

الفاعل الحلقي التبادلي هو فاعل تكون جبرياته هي الحلقات التبادلية. ويُعرَّف بواسطةP(ن)=Z[x1،...،xن]{\displaystyle P(n)=\mathbb {Z} [x_{1},\ldots ,x_{n}]}، مع الفعل الواضح لـSن{\displaystyle S_{n}}ويمكن تعريف التركيب الأوبرادي باستبدال كثيرات الحدود (مع إعادة ترقيم المتغيرات) بالمتغيرات. ويمكن تعريف أوبيراد مماثل تكون جبرياته هي الجبريات الترابطية والتبديلية على حقل أساسي ثابت. ويُعدّ أوبيراد لي (الذي تكون جبرياته هي جبريات لي) هو الثنائي الكوزولي لهذا الأوبيراد ، والعكس صحيح.

عمليات مجانية

يمكن توسيع الإنشاءات الجبرية النموذجية (مثل إنشاء الجبر الحر ) لتشمل المؤثرات. ليكنSهـتSن{\displaystyle \mathbf {Set} ^{S_{n}}}يشير إلى الفئة التي تكون عناصرها عبارة عن مجموعات يتم عليها تطبيق المجموعةSن{\displaystyle S_{n}}أفعال. ثم هناك دالة نسيانياصهـرنشمالSهـتSن{\displaystyle {\mathsf {Oper}}\to \prod _{n\in \mathbb {N} }\mathbf {Set} ^{S_{n}}}، وهو ما يتجاهل ببساطة التركيب الأوبرالي. من الممكن إنشاء مصاحب أيسرΓ:نشمالSهـتSنياصهـر{\displaystyle \Gamma :\prod _{n\in \mathbb {N} }\mathbf {Set} ^{S_{n}}\to {\mathsf {Oper}}} إلى هذا المؤثر النسياني (هذا هو التعريف المعتاد للمؤثر الحر ). بالنظر إلى مجموعة من العمليات E ،Γ(هـ){\displaystyle \Gamma (E)}هو التشغيل المجاني على E.

على غرار المجموعة أو الحلقة، يسمح البناء الحر بالتعبير عن عملية ما بدلالة المولدات والعلاقات. من خلال تمثيل حر للعمليةيا{\displaystyle {\mathcal {O}}}نقصد الكتابةيا{\displaystyle {\mathcal {O}}}كحاصل قسمة عملية حرةF=Γ(هـ){\displaystyle {\mathcal {F}}=\Gamma (E)}حيث يصف E مولداتيا{\displaystyle {\mathcal {O}}}ونواة التشكل الفوقيFيا{\displaystyle {\mathcal {F}}\to {\mathcal {O}}}يصف العلاقات.

عملية (متناظرة)يا={يا(ن)}{\displaystyle {\mathcal {O}}=\{{\mathcal {O}}(n)\}}تُسمى معادلة تربيعية إذا كان لها تمثيل حر بحيثهـ=يا(2){\displaystyle E={\mathcal {O}}(2)}هو المولد والعلاقة موجودة فيهΓ(هـ)(3){\displaystyle \Gamma (E)(3)}[ 20 ]

المستنسخون

النسخ المجردة هي حالة خاصة من العمليات التي تكون مغلقة أيضًا عند تعريف الوسائط معًا ("إعادة استخدام" بعض البيانات). ويمكن تعريف النسخ المجردة بشكل مكافئ على أنها عمليات هي أيضًا تابعة (أو شبيهة بالنسخ ).

المؤثرات في نظرية التماثل

في كتاب ستاشيف (2004) ، كتب ستاشيف:

تُعد العمليات ذات أهمية خاصة ومفيدة في الفئات التي تتمتع بمفهوم جيد لـ " التماثل "، حيث تلعب دورًا رئيسيًا في تنظيم التسلسلات الهرمية للتماثلات الأعلى.

المعامل من الرتبة العليا

في الجبر ، المعامل ذو الرتبة الأعلى هو تعميم ذو أبعاد أعلى للمعامل. [ 21 ] [ 22 ]

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. يشير مصطلح "المحدودية" إلى حقيقة أنه لا يُسمح إلا بعدد محدود من المدخلات في تعريف المعامل. على سبيل المثال، يتحقق الشرط إذا كان بالإمكان كتابة
    تي(V)=ن=1تينVن{\displaystyle T(V)=\bigoplus _{n=1}^{\infty }T_{n}\otimes V^{\otimes n}}،
    γ(V):تينتيأنا1تيأنانتيأنا1++أنان{\displaystyle \gamma (V):T_{n}\otimes T_{i_{1}}\otimes \cdots \otimes T_{i_{n}}\to T_{i_{1}+\dots +i_{n}}}.

الاقتباسات

  1. بوردمان، جيه إم ؛ فوغت، آر إم (1 نوفمبر 1968). "فضاءات H-التماثلية الشاملة" . نشرة الجمعية الرياضية الأمريكية . 74 (6): 1117-1123 . doi : 10.1090/S0002-9904-1968-12070-1 . ISSN 0002-9904 . 
  2. بوردمن، جيه إم ؛ فوغت، آر إم (1973). البنى الجبرية الثابتة بالتماثل على الفضاءات الطوبولوجية . سلسلة محاضرات في الرياضيات. المجلد 347. doi : 10.1007/bfb0068547 . ISBN  978-3-540-06479-4ISSN 0075-8434 
  3. ماي، جيه بي (1972). هندسة فضاءات الحلقات المتكررة . سلسلة محاضرات في الرياضيات. المجلد 271. CiteSeerX 10.1.1.146.3172 . doi : 10.1007/bfb0067491 . ISBN   978-3-540-05904-2ISSN 0075-8434 
  4. "المؤثرات في الجبر والطوبولوجيا والفيزياء": مارتن ماركل، ستيف شنايدر، جيم ستاشيف، دراسات وأبحاث رياضية، المجلد: 96؛ 2002
  5. ماي، ج. بيتر . "المؤثرات، والجبر، والوحدات" (ملف PDF) . math.uchicago.edu . ص 2. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 سبتمبر 2018 . 
  6. جينزبورغ، فيكتور ؛ كابرانوف، ميخائيل (1994). " ازدواجية كوزول للمؤثرات" . مجلة ديوك الرياضية . 76 (1): 203-272 . doi : 10.1215/S0012-7094-94-07608-4 . ISSN 0012-7094 . MR 1301191. S2CID 115166937. Zbl 0855.18006 عبر مشروع إقليدس .    
  7. ^ لوداي ، جان لويس (1996). "نهضة العمليات" . www.numdam.org . الندوة نيكولا بورباكي . السيد 1423619 . زبل 0866.18007 . تم الاسترجاع في 27 سبتمبر 2018 .  
  8. 1 2 كونتسيفيتش، ماكسيم؛ سويبلمان، يان (26 يناير 2000). "تشوهات الجبر على المؤثرات وتخمين ديلين". arXiv : math/0001151 .
  9. جونز، جيه دي إس؛ جيتزلر، عزرا (8 مارس 1994). "المؤثرات، وجبر التماثل، والتكاملات المتكررة لفضاءات الحلقة المزدوجة". arXiv : hep-th/9403055 .
  10. ن. دوروف، نهج جديد لهندسة أراكيلوف، جامعة بون، أطروحة دكتوراه، 2007؛ arXiv:0704.2030 .
  11. ماركل، مارتن (2006). "المؤثرات والخصائص". دليل الجبر . 5 (1): 87-140 . arXiv : math/0601129 . doi : 10.1016/S1570-7954(07)05002-4 . ISBN 9780444531018. S2CID 3239126 . المثال 2
  12. ^ جيوفاني جياتشيتا، لويجي مانجياروتي، جينادي سارداناشفيلي (2005) الطرق الطوبولوجية الهندسية والجبرية في ميكانيكا الكم، ISBN 981-256-129-3، الصفحات 474، 475
  13. غرينليس، جيه بي سي (2002). نظرية التماثل البديهي والمُثرى والدافعي . وقائع معهد الدراسات المتقدمة التابع لحلف الناتو حول نظرية التماثل البديهي والمُثرى والدافعي. كامبريدج، المملكة المتحدة : سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 154-156 . ISBN  978-1-4020-1834-3.
  14. ماي، جيه بي (1977). "نظرية فضاء الحلقة اللانهائية" . نشرة الجمعية الأمريكية للرياضيات 83 ( 4): 456-494 . doi : 10.1090/s0002-9904-1977-14318-8 .
  15. ستاشيف، جيم (1998). "تطعيم أشجار الكرز لبوردمن على نظرية الحقل الكمومي". arXiv : math/9803156 .
  16. فورونوف، ألكسندر أ. (1999). عملية الجبن السويسري . الرياضيات المعاصرة. بالتيمور، ماريلاند، الولايات المتحدة : الجمعية الأمريكية للرياضيات. ص 365-373 . ISBN  978-0-8218-7829-3.
  17. كونتسيفيتش، ماكسيم (1999). "المؤثرات والدوافع في تكميم التشوه" . رسائل في الفيزياء الرياضية 48 : 35-72 . arXiv : math/9904055 . Bibcode : 1999math......4055K . doi : 10.1023/A:1007555725247 . S2CID 16838440 . 
  18. ^ هو، بو؛ كريز، ايجور. فورونوف، ألكسندر أ. (2006). "حول تخمين هوتشيلد لعلم الكونتسيفيتش" . الرياضيات التركيبية . 142 (1): 143– 168. أرخايف : math/0309369 . دوى : 10.1112/S0010437X05001521 .
  19. توماس، جاستن (2016). "تخمين كونتسيفيتش حول الجبن السويسري" . الهندسة والطوبولوجيا 20 (1): 1-48 . arXiv : 1011.1635 . doi : 10.2140/gt.2016.20.1 . S2CID 119320246 . 
  20. ماركل، مارتن (2006). "المؤثرات والخصائص". دليل الجبر . 5 : 87-140 . doi : 10.1016/S1570-7954(07)05002-4 . ISBN 9780444531018. S2CID 3239126 . التعريف 37
  21. هيوتس، جيس؛ هينيتش، فلاديمير؛ مورديك، إيكي (2016). "حول التكافؤ بين نموذج لوري والنموذج الشجري للمؤثرات اللانهائية" . التقدم في الرياضيات . 302 : 869-1043 . arXiv : 1305.3658 . doi : 10.1016/j.aim.2016.07.021 . S2CID 119254588 . 
  22. لينستر 2004 ، الجزء الثاني. ملاحظة: في المرجع، يُطلق على المعامل ذي الرتبة الأعلى اسم المعامل المعمم. خطأ harvnb: لا يوجد هدف: CITEREFLeinster2004 ( مساعدة )

مراجع