所谓的结构,其实是一种生成手段,从既有范畴出发,获得一些新的范畴。这样的思想是从张德学老师的拓扑学讲义中而来的,那本书也是直接采用了范畴论的语言,可以说内容非常新,观点相当高,因为范畴一直关注于整体,结构,与相似。那里是拓扑的构造,包括积拓扑,商拓扑,不交并等等,其实就是范畴的结构的具体化。
积范畴,是群直积的推广,我认为也就是线性结构,或者说结构集的向量空间构造,或者说张量积构造,呈现一种分次性,彼此独立的结构的重复。
举个例子,数集有许多运算,数集上的向量空间,本质上是将多个数集放在了一起,运算仍然是各做各的,但在表示上更加紧凑。如果熟悉一些代数结构的话,就会知道,不仅是数集所代表的域上可定义向量空间和线性代数,环虽然性质没有域好,但也可以定义向量空间和线性代数。还有更加普遍的交换群,也能够在形式上定义向量空间,这就是同调代数,不过,这部分我还不够了解,可能理解有误。
然后是对偶范畴,对偶性可以说是非常神奇的性质了,比如单纯剖分,有对偶剖分,图有对偶图,向量空间有对偶向量空间。范畴也有对偶范畴,对偶往往呈现一种事物的两面性,就像波粒二象性一样,对事物的分析可以从两种角度来解释,而且这两种表示还有一些互相转化的关系,比如正交性,点与面等对称形式来联系。总之,对这个性质还有很多未知的东西需要了解。有一个很有意思的问题,我们见到的对偶都是事物的两个方面,那么有没有三个方面的对偶呢?这个答案可能涉及一些根本性的东西,应该很难回答。
范畴的对偶,比较简单,就是箭头的反向,将给定范畴中的所有箭头调转方向就是对偶范畴了。
然后是箭头范畴和切片范畴,通过将给定范畴中的箭头视为对象,构造出新的范畴,就是箭头范畴,箭头其实可以视为二元谓词,可以表示为对象集的二重笛卡儿积,也就是说通过两个对象可以表示一个箭头,于是,箭头之间的箭头,就可以视为一个箭头序对,将原有的两个对象,对应到新的两个对象。
切片范畴,其实就是一个简化情形,仅将由某一个对象发出的箭头视为对象,于是,仅用一个对象就能表示一个箭头,箭头之间的箭头,也就仅仅是一个剪头了。通过对偶性,还可以得到对偶切片范畴,也就是仅将指向某一个对象的箭头视为对象,构成新的范畴。
相关的例子,就是带基点的结构化集,像带基点的拓扑空间范畴中的任意对象,可视为单点集到该对象的箭头,于是就转化为了切片范畴。这样的带基点的结构都可以这般转化。
好的,就到这了,希望感兴趣的读者有所收获。