Кіріспе

Топологиялық кеңістіктегі шоғырдың талаптарын анықтайтын аксиома. Математикада, топологиялық кеңістіктегі шоғырдың не нәрсеге қанағаттандыру керектігін анықтау үшін біріктіру аксиомасы енгізіледі, себебі ол прешоғыр, яғни анықтамасы бойынша жиындар санаты деп есептелетін санаттың ковариантты функтторы. Мұнда, ашық жиындардың кіріктіру карталары бойынша реттелген ішінара тәртібі бар; және ол стандартты түрде категория ретінде қарастырылады, егер - бұл - ның ішкі жиыны болса, онда бірегей морфизм болады, әйтпесе – жоқ. Шоғыр туралы мақалада айтылғандай, ашық жиынның кез келген ашық жабыны үшін қанағаттандырылуы тиіс белгілі бір аксиома бар. Мысалы, егер және ашық жиындары берілген болса, олардың біріктірілісі ал эми қиылысы болса, қажетті шарт – бұл - ның ішкі жиыны, және бірдей бейнеге ие болуы керек, сондай-ақ тиісті шектеу карталары астында ортақ бейнеге ие болуы керек, яғни "сәйкес келуі" керек. Аз қысқа тілмен айтқанда, шоғырының үстіндегі қимасы екі қимамен тең дәрежеде беріледі: және сәйкесінше, олар және шектеу карталары астындағы ортақ бейнеге ие болуы мағынасында "сәйкес келеді". Шоғыр теориясындағы бірінші маңызды қиындық – осы біріктіру немесе жамау аксиомасының геометриялық жағдайлардағы әдеттегі идеядан дұрыс абстракция екенін түсіну. Мысалы, векторлық өріс – тегіс көптүрліліктегі жанама шоғырдың қимасы; бұл екі ашық жиынның біріктірілісіндегі векторлық өріс – екі жиынның үстіне жатқан жерде сәйкес келетін екі жиынның векторлық өрістері (басқаша емес). Осы негізгі түсінікті ескере отырып, теорияда тағы да мәселелер туындайды, олардың кейбіреулері осы жерде қарастырылады. Басқа бағыт – Гротендик топологиясы, ал тағы біреуі – «жергілікті болудың» логикалық мәртебесі (Қрипке–Жояль семантикасын қараңыз).

Ашық жиынтықтар негізінде жасалған қаптамалар

Кейбір санаттарда, оның кейбір бөлімдерін ғана анықтау арқылы қапшық құру мүмкін. Атап айтқанда, негізі X болатын топологиялық кеңістік болсын. O'(X) санатын X санатының толық кіші санаты ретінде анықтаймыз, оның объектілері – A B қапшығы, мәндері болса – . Бұл қапшықтың барлық қималарын анықтайды, ал қалған ашық жиындарда олар анықталмайды. B қапшықтары қапшықтарға эквивалентті (яғни қапшықтар санаты B қапшықтары санатына эквивалентті). Қапшықты B қапшығымен шектеуге болады. Керісінше, B қапшығы берілген жағдайда, X-тің басқа объектілеріндегі қималарды анықтауымыз керек. Мұны істеу үшін, әрбір ашық жиын үшін, оның біріктірілген жиыны болатын жиындар жиынтығын таба аламыз. Категориялық тұрғыдан алғанда, бұл таңдау толық кіші санатының колімітін құрайды, оның объектілері – . Ғылыми тұрғысынан алғанда, шектеу карталарына қатысты коліміт анықталады. (Бұл жерде осы коліміт бар екенін қабылдауымыз керек.) Егер негізгі ашық жиын болса, онда ол жоғарыда аталған кіші санатының терминалды объектісі болып табылады, сондықтан ол преқапшыққа дейін кеңейтіледі. Бұл қапшық екенін тексеруге болады, себебі әрбір ашық жабынның әрбір элементі негізгі элементтердің біріктірілуі болып табылады (негіздің анықтамасы бойынша), ал әрбір ашық жабындағы элементтердің жұптық қиылысуы да негізгі элементтердің біріктірілуі болып табылады (қайтадан негіздің анықтамасы бойынша).

C логикасы

Бота теориясының алғашқы қажеттіліктері абельдік топтардың боталары болды; сондықтан категорияны абельдік топтардың категориясы ретінде қарастыру табиғи болды. Геометрия саласындағы қолданыстарда, мысалы, күрделі көпқырлылар мен алгебралық геометрияда, жергілікті сақиналардың ботасы түсінігі орталық рөл атқарады. Дегенмен, бұл толыққанды бірдей емес; оның орнына жергілікті сақиналанған кеңістік туралы айтылады, себебі, тривиальды жағдайларды есепке алмай, мұндай бота жергілікті сақиналар категориясына функтор бола бермейді. Ботаның сабақтары – жергілікті сақиналар, ал бөлімдердің жиынтығы емес (олар сақиналар болып табылады, бірақ жалпы жағдайда жергілікті сақинаға жақын емес). Жергілікті сақиналанған кеңістікті жергілікті сақиналардың параметрленген отбасы ретінде қарастыруға болады. Күрделі талқылау мұндағы кез келген түсініксіздікті сейілтеді. Абельдік топтардың немесе сақиналардың ботасы туралы еркін айтуға болады, өйткені олар алгебралық құрылымдар (қажет болса, нақты қолтаңбамен анықталған). Кез келген шекті көбейтінділері бар категория топтық объект түсінігін қолдайды, кейбіреулер оны жай ғана топ деп атауды ұсынады. Мұндай таза алгебралық құрылымдар жағдайында, біз абельдік топтардың категориясындағы мәндері бар бота туралы немесе жинақтардың ботасындағы абельдік топ туралы айта аламыз; бұл аса маңызды емес. Бірақ жергілікті сақина жағдайында маңызды. Негізгі деңгейде, санатта жергілікті сақинаның мағынасын сипаттау үшін екінші стильдегі анықтаманы қолдануымыз керек. Бұл логикалық мәселе: жергілікті сақинаның аксиомалары экзистенциалдық квантификацияны қажет етеді, яғни сақинадағы кез келген элемент үшін, оның бірі немесе керісі инверттелуі керек. Бұл, егер категория жеткілікті құрылымды қолдайтын болса, «категориядағы жергілікті сақина» қандай болуы керек екенін анықтауға мүмкіндік береді.

Қалпақтылық

Берілген прешефті шейпке айналдыру үшін шейптеу немесе шейптеу деп аталатын стандартты құрылғы бар. Кемінде жиындардың прешефі үшін не істеу керектігінің шамамен түсінігі – әртүрлі жабындар арқылы берілген эквивалентті деректерді жабындарды нақтылау арқылы эквиваленттік қатынас енгізу болып табылады. Сондықтан, бір тәсіл – сабақтарға өту және олардан алынған ең жақсы мүмкін шейптің жиындық кеңістігін қалпына келтіру. Бұл тілдің қолданылуы біз мұнда жалғасқан функторлармен жұмыс істеп жатқанымызды күшті көрсетеді. Сондықтан, жабындардың жабындардағы толық кіші санат құрайтынын атап өтудің мәні бар. Бұл жабындардың морфизмі – функторлар ретінде қарастырылатын жабындардың табиғи түрленуі. Сондықтан, біз қосылуға солдан жалғасқан ретінде шейптеудің абстрактілі сипаттамасын аламыз. Кейбір қолданбаларда, әрине, сипаттама қажет. Көбірек абстрактілі тілмен айтқанда, жабындар прешефтердің рефлективті кіші санатын құрайды (Mac Lane–Moerdijk Sheaves in Geometry and Logic, 86-бет). Топос теориясында, Ловер-Тирни топологиясы және оның жабындары үшін де ұқсас нәтиже бар (сонда, 227-бет).

Басқа желімдеу аксиомалары

Шеф теориясының желімдеу аксиомасы өте жалпы. Мысалы, гомотопия теориясының Майер-Виеторис аксиомасы оның ерекше жағдайы екенін атап өтуге болады.