Кіріспе

Математикада үшбұрышты категория – "аударма функторы" және "дәл үшбұрыштар" класының қосымша құрылымы бар категория. Көрінетін мысалдар – абельдік категорияның туынды категориясы, сондай-ақ тұрақты гомотопия категориясы. Дәл үшбұрыштар абельдік категориядағы қысқа дәл тізбектерді, сондай-ақ топологиядағы талшықтық тізбектер мен коталшықтық тізбектерді жалпылайды. Гомологиялық алгебраның көп бөлігі үшбұрышты категориялардың тілімен түсіндіріліп, кеңейтіледі, маңызды мысал – бушақ кохомологиясы теориясы. 1960 жылдары үшбұрышты категориялардың кеңінен қолданылуы X кеңістігіндегі буралардың қасиеттерін, X кеңістігіндегі буралардың туынды категориясының объектілері ретінде қарастырылатын буралар кешендеріне тарату болды. Соңғы уақытта үшбұрышты категориялар өздерінен қызығушылық тудырып отыр. Әр түрлі бастау тегі бар үшбұрышты категориялар арасындағы көптеген теңдестіктер дәлелденді немесе болжалды. Мысалы, гомологиялық айналы симметрия болжамы Calabi–Yau көптігінің туынды категориясы оның "көзгелек" симплектикалық көптігінің Фукая категориясына тең екенін айтады. Shift операторы – үшбұрышты категорияның десанацияланған аналогы.

Тарих

Үшбұрышты категориялар Дитер Пуппе (1962) және Жан Луи Вердье (1963) тарапынан тәуелсіз түрде енгізілді, бірақ Пуппе аксиомалары толық болмады (октаэдрлік аксиомасы жоқ (TR 4)). Пуппе тұрақты гомотопия категориясымен қозғалды. Вердьедің маңызды мысалы – ол өзі анықтаған абельдік категорияның туынды категориясы, және ол Александр Гротендиктің идеяларын дамытты. Туынды категориялардың алғашқы қолданыстарына когерентті дуалдық және Вердье дуалдығы жатты, бұл Пуанкаре дуалдығын ерекше кеңістіктерге дейін кеңейтеді.

ТР 3

Екі нақты үшбұрыш және әр үшбұрыштағы алғашқы морфизмдер арасындағы бейнелеу берілгенде, екі үшбұрыштың әрқайсысындағы үшінші объектілер арасында барлық диаграмманың сәйкес келуін қамтамасыз ететін морфизм болады. Яғни, келесі диаграммада (екі қатар нақты үшбұрыштар болса және f және g морфизмдер болса, онда gu = u′f), барлық төртбұрыштардың сәйкес келуін қамтамасыз ететін h бейнелеуі бар (ол міндетті түрде бірегей емес):

Конус құрылысының функционалдылығы жоқ

Үшбұрышты категориялардың техникалық қиындықтарының бірі – конус құрылымының функторлық емес екендігі. Мысалы, сақина және ерекше үшбұрыштардың жартылай бейнесі берілгенде, осы диаграмманы толықтыратын екі бейне бар. Бұл сәйкестік бейнесі немесе нөлдік бейне болуы мүмкін, екеуі де коммутативті. Екі бейненің болуы үшбұрышты категорияның гомотопиялық лимиттер мен коллимиттерді кодтау құралы екенін көрсетеді. Осы мәселенің бір шешімін Гротендик ұсынды, онда тек туынды категория ғана емес, сонымен қатар осы категориядағы диаграммалардың туынды категориясы қарастырылады. Мұндай объект – Дериватор деп аталады.

Бұған қарағанда жақсы аксиомалар бар ма?

Кейбір сарапшылар 190-бетте (мысалы, қараңыз) үшбұрышты категориялар шынымен "дұрыс" ұғым емес деп күдіктенеді. Бұған негізгі себеп – морфизмнің конусы тек бірегей емес изоморфизмге дейін ғана бірегей болады. Атап айтқанда, морфизмнің конусы, әдетте, морфизмге функционалды түрде тәуелді емес (мысалы, (TR 3) аксиомасындағы бірегей еместілікке назар аударыңыз). Бұл бірегей еместік қателіктердің болуына мүмкіндік береді. Дегенмен, аксиомалар практикада тиімді жұмыс істейді және оларды зерттеуге арналған көптеген еңбектер бар.

Дериваторлар

Бір баламалы ұсыныс – 80-ші жылдары Гротендиктің "Стактарды іздеу" еңбегінде ұсынылған дериваторлар теориясы. Керісінше, -ден -ға дәл функтордың мысалы бар, ол -дағы шошалар кешенінен туындамайды. Осы мысалға сүйенсек, үшбұрышты категориялар арасындағы морфизмнің «дұрыс» түсінігі – негізгі dg категорияларының (немесе тұрақты ∞ категорияларының) морфизмінен туындайтын сияқты. Тұрақты ∞ категорияларының немесе dg категорияларының үшбұрышты категорияларға қарағанда тағы бір артықшылығы алгебралық K теориясында көрінеді. Бір адам тұрақты ∞ категориясының немесе dg категориясының алгебралық K теориясын анықтай алады, бұл i бүтін сандары үшін Абель топтарының тізбесін береді. -тобы C-ге қатысты үшбұрышты категорияның қарапайым сипаттамасына ие. Бірақ мысал dg категориясының жоғары K топтары әрқашан қатысты үшбұрышты категориямен анықталмайтынын көрсетеді. Осылайша, үшбұрышты категорияда жақсы анықталған -тобы бар, бірақ жалпы жоғары K топтары жоқ. Екінші жағынан, үшбұрышты категориялар теориясы тұрақты ∞ категориялар теориясынан немесе dg категорияларынан қарапайым, және көптеген қолданбаларда үшбұрышты құрылым жеткілікті. Мысалы, Блох-Като болжамының дәлелінде көптеген есептеулер үшбұрышты категориялар деңгейінде жүргізілді және ∞ категориялардың немесе dg категорияларының қосымша құрылымы қажет болмады.

t-құрылымдар

Кез келген Абельдік А санаты үшін, туынды D(A) санаты үшбұрышты категория болып табылады, және А толық кіші категория ретінде оның ішінде орналасқан (нөлдік дәрежеде шоғырланған кешендер түрінде). Әртүрлі Абельдік санаттардың теңдес туынды санаттары болуы мүмкін, сондықтан D(A) үшбұрышты категориясынан А-ны қайта құру әрқашан мүмкін емес. Александр Бейлинсон, Джозеф Бернштейн және Пьер Делинь осы жағдайды үшбұрышты D санатындағы t-құрылым түсінігі арқылы сипаттады. D санатындағы t-құрылым D ішіндегі Абельдік санатты анықтайды, ал D санатындағы әртүрлі t-құрылымдар әртүрлі Абельдік санаттарды тудыруы мүмкін.

Жергілікті және қалың субкатегориялар

D кездейсоқ тікелей сомалары бар үшбұрышты категория болсын. D-нің локализациялық кіші санаты – кез келген тікелей сомалар бойынша жабық, қатаң толық үшбұрышты кіші санат. Атауын түсіндіру үшін: егер D компактты түрде құрылған үшбұрышты категорияның S локализациялық кіші санаты объектілер жиынтығымен туындаса, онда S ядросы бар Боусфилд локализациялық функторы болады. (Яғни, D-дегі әрбір X объектісі үшін Y кіші санатында және LX оң ортогоналда болатын дәл үшбұрыш бар.) Мысалы, бұл құрылым спектрді жай санға локализациялауды немесе кеңістіктегі қаптамалар кешенінен ашық ішкі жиынға шектеуді қамтиды. "Кішкентай" үшбұрышты категориялар үшін параллель ұғым маңыздырақ: үшбұрышты C категориясының қалың кіші санаты – тікелей қосылғыштар бойынша жабық, қатаң толық үшбұрышты кіші санат. (Егер C идемпотентті толық болса, кіші санат қалың болу үшін идемпотентті толық болуы да қажет.) Локализациялық кіші санат қалың болады. Сондықтан, егер S үшбұрышты D категориясының локализациялық кіші санаты болса, онда S пен компактты объектілер кіші санатының қиылысы – бұл қалың кіші санат болады. Мысалы, Devinatz–Hopkins–Smith шекті спектрлердің үшбұрышты категориясының барлық қалың кіші санаттарын Morava K теориясы тұрғысынан сипаттады. Тұрақты гомотопия категориясының локализациялық кіші санаттары жіктелмеген.