Кіріспе

Әрбір Буль алгебрасы белгілі бір жиынтар өрісіне изоморфты. Математикада Буль алгебралары үшін Стоунның өкілдік теоремасы әрбір Буль алгебрасы белгілі бір жиынтар өрісіне изоморфты екенін көрсетеді. Бұл теорема 20-шы ғасырдың бірінші жартысында Буль алгебрасын тереңірек түсінуге негіз болды. Теореманы алғаш рет Маршалл Х. Стоун дәлелдеген. Стоунды осыған Гилберт кеңістігінде операторлардың спектрлік теориясын зерттеуі жетеледі.

Тас кеңістіктер

Әрбір Буль алгебрасы B-ның оған байланысты топологиялық кеңістігі бар, ол S(B) деп аталады және оны Stone кеңістігі дейміз. S(B) кеңістігінің нүктелері – B-дегі ультрафильтрлер немесе, эквивалентті түрде, B-ден екі элементті Буль алгебрасына гомоморфизмдер. S(B) топологиясы b ∈ B болатын формадағы барлық жиындардан тұратын негіз арқылы жасалады. Бұл жиындар жабық және ашық, яғни клопен. Бұл гомоморфизмдердің екі элементті Буль алгебрасына нүктелік жинақталуының топологиясы. Кез келген Буль алгебрасы B үшін, S(B) – компактты, толық ажыратылған Хаусдорф кеңістігі; мұндай кеңістіктер Stone кеңістіктері (сондай-ақ проконек кеңістіктер) деп аталады. Керісінше, кез келген топологиялық X кеңістігі үшін, X-тің клопен кіші жиындары жиыны Буль алгебрасын құрайды.

Өкілдік теоремасы

Стоунның бейнелеу теоремасының қарапайым түрінде әрбір Буль алгебрасы B өзінің Стоун кеңістігінің S(B) клопенді қосалқы жиындықтарының алгебрасына изоморфты болады. Изоморфизм b-ны қамтитын барлық ультрафильтрлер жиынтығына элементті жібереді. Бұл, S(B) кеңістігіндегі топологияның таңдалуы және B Буль алгебрасы болғандықтан, клопен жиынтығы болып табылады. Теореманы категориялар теориясының тілімен қайта формулирлесек, теорема Буль алгебралары санаты мен Стоун кеңістіктері санаты арасында дуалдық бар екенін көрсетеді. Бұл дуалдық, Буль алгебралары мен олардың Стоун кеңістіктері арасындағы сәйкестіктен өзге, Буль алгебрасы A-дан Буль алгебрасы B-ға дейінгі әрбір гомоморфизмнің S(B) кеңістігінен S(A) кеңістігіне дейінгі үздіксіз функцияға табиғи түрде сәйкес келетінін білдіреді. Басқаша айтқанда, категориялар арасында эквиваленттілікті қамтамасыз ететін ковариантты функтор бар. Бұл категориялардың екіжақтылығының ерте мысалы болды. Теорема – Стоунның дуалдылығының ерекше жағдайы, топологиялық кеңістіктер мен ішінара реттелген жиынтықтар арасындағы дуалдықтарды қарастыратын жалпы шеңбер. Дәлелдеу үшін таңдау аксиомасы немесе оның әлсіретілген түрі қажет. Атап айтқанда, теорема Бульдік жай идеалдар теоремасымен эквивалентті, ол әрбір Буль алгебрасында жай идеал бар екенін күндіздейтін әлсіретілген таңдау принципі. Классикалық Стоунның дуалдығын Буль кеңістіктеріне (яғни нөлдік өлшемді жергілікті компактты Гаусдорф кеңістіктеріне) және үздіксіз бейнелеулерге (сәйкесінше, толық бейнелеулерге) қатысты кеңейтуді Г.Д. Димов (сәйкесінше, Х.П. Доктор) жүзеге асырды.