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).
In mathematics, the gluing axiom is introduced to define what a sheaf on a topological space must satisfy, given that it is a presheaf, which is by definition a contravariant functor
to a category which initially one takes to be the category of sets. Here is the partial order of open sets of ordered by inclusion maps; and considered as a category in the standard way, with a unique morphism
if is a subset of , and none otherwise. As phrased in the sheaf article, there is a certain axiom that must satisfy, for any open cover of an open set of For example, given open sets and with union and intersection , the required condition is that
is the subset of With equal image in
In less formal language, a section of over is equally well given by a pair of sections : on and respectively, which 'agree' in the sense that and have a common image in under the respective restriction maps
and
The first major hurdle in sheaf theory is to see that this gluing or patching axiom is a correct abstraction from the usual idea in geometric situations. For example, a vector field is a section of a tangent bundle on a smooth manifold; this says that a vector field on the union of two open sets is (no more and no less than) vector fields on the two sets that agree where they overlap. Given this basic understanding, there are further issues in the theory, and some will be addressed here. A different direction is that of the Grothendieck topology, and yet another is the logical status of 'local existence' (see Kripke–Joyal semantics).
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).
which satisfies the gluing axiom for sets in That is, on a selection of open sets of , specifies all of the sections of a sheaf, and on the other open sets, it is undetermined. B sheaves are equivalent to sheaves (that is, the category of sheaves is equivalent to the category of B sheaves). Clearly a sheaf on can be restricted to a B sheaf. In the other direction, given a B sheaf we must determine the sections of on the other objects of To do this, note that for each open set , we can find a collection whose union is Categorically speaking, this choice makes the colimit of the full subcategory of whose objects are Since is contravariant, we define to be the limit of the with respect to the restriction maps. (Here we must assume that this limit exists in .) If is a basic open set, then is a terminal object of the above subcategory of , and hence Therefore, extends to a presheaf on It can be verified that is a sheaf, essentially because every element of every open cover of is a union of basis elements (by the definition of a basis), and every pairwise intersection of elements in an open cover of is a union of basis elements (again by the definition of a basis).
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.
A more careful discussion dispels any mystery here. One can speak freely of a sheaf of abelian groups, or rings, because those are algebraic structures (defined, if one insists, by an explicit signature). Any category having finite products supports the idea of a group object, which some prefer just to call a group in In the case of this kind of purely algebraic structure, we can talk either of a sheaf having values in the category of abelian groups, or an abelian group in the category of sheaves of sets; it really doesn't matter. In the local ring case, it does matter. At a foundational level we must use the second style of definition, to describe what a local ring means in a category. This is a logical matter: axioms for a local ring require use of existential quantification, in the form that for any in the ring, one of and is invertible. This allows one to specify what a 'local ring in a category' should be, in the case that the category supports enough structure.
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).
This use of language strongly suggests that we are dealing here with adjoint functors. Therefore, it makes sense to observe that the sheaves on form a full subcategory of the presheaves on Implicit in that is the statement that a morphism of sheaves is nothing more than a natural transformation of the sheaves, considered as functors. Therefore, we get an abstract characterisation of sheafification as left adjoint to the inclusion. In some applications, naturally, one does need a description. In more abstract language, the sheaves on form a reflective subcategory of the presheaves (Mac Lane–Moerdijk Sheaves in Geometry and Logic p. 86). In topos theory, for a Lawvere–Tierney topology and its sheaves, there is an analogous result (ibid. p. 227).
Басқа желімдеу аксиомалары
Шеф теориясының желімдеу аксиомасы өте жалпы. Мысалы, гомотопия теориясының Майер-Виеторис аксиомасы оның ерекше жағдайы екенін атап өтуге болады.