Кіріспе

Категориялар теориясындағы ұғым. Фиброздық категориялар (немесе фиброздық категориялар) – математикадағы абстрактілі объектілер, олар түсіру теориясының жалпы аясын қамтамасыз ету үшін қолданылады. Олар геометрия және алгебрадағы түрлі жағдайларды формалдайды, онда векторлық жиындықтар сияқты объектілердің кері бейнелері (немесе кері тартылуы) анықталуы мүмкін. Мысалы, әрбір топологиялық кеңістік үшін кеңістікте векторлық жиындықтар категориясы бар, және кез келген үздіксіз бейнелеу X топологиялық кеңістігінен Y топологиялық кеңістігіне Y-дегі жиындықтарды X-дегі жиындықтарға жіберуге арналған кері функтормен байланысты. Фиброздық категориялар осы категориялар мен кері бейнелеу функторларынан тұратын жүйені формалдайды. Осыған ұқсас құрылымдар математикада әртүрлі түрінде кездеседі, әсіресе алгебралық геометрияда, осы контексте фиброздық категориялар алғаш рет пайда болды. Фиброздық категориялар қаптарды анықтау үшін қолданылады, олар "түсіруге" ие фиброздық категориялар (бір сайт бойынша). Фибрациялар типтік теорияның категориалық семантикасында, әсіресе тәуелді типтік теорияларда маңызды рөл атқарады. Фиброздық категориялар енгізілді және одан әрі дамытылды.

Ресми анықтамалар

Талшықты санаттардың екі негізгі техникалық анықтамасы бар, екеуі де төменде сипатталады. Осы бөлімдегі барлық талқылау "үлкен" санаттарға байланысты жиын теориялық мәселелерді назарға алмайды. Талқылауды, мысалы, кішкентай санаттарға ғана назар аудару арқылы немесе әлемдерді қолдану арқылы толыққанды дәлдеуге болады.

Бөлінген және бөлінген талшықты санаттар

Екі тасымалдау морфизмінің құрамы әрқашан тасымалдау морфизмі болатын (қалыпқа келтірілген) бөлінуді бөлу деп атайды, ал бөлінуі бар талшықты категорияны бөлінген (талшықты) категория деп атайды. Кері бейне функторлары арқылы бөліну шартын былай түсіндіруге болады: композицияланатын морфизмдерге сәйкес кері бейне функторларының құрамы, сол морфизмдердің композициясына сәйкес кері бейне функторына тең. Басқаша айтқанда, бұрынғы бөлімдегі үйлесімділік изоморфизмдері бөлінген категория үшін барлығы дерлік сәйкестіктер болып табылады. Осылайша, бөлінген категориялар, категориялар категориясына нақты функторлармен дәл сәйкес келеді. Қисаюдан айырмашылығы, барлық талшықты категориялар бөлінуге ие болмайды. Мысалы, төменде қараңыз.

Кокартезиялық морфизмдер және кофибридтік санаттар

Жоғарыда берілген анықтамалардағы жебелердің бағытын кері бұрып, кокартезиялық морфизмдер, кофибридтік категориялар және бөлінген кофибридтік категориялар (немесе кобөлінген категориялар) туралы сәйкес түсініктерге жетуге болады. Нақтырақ айтқанда, егер функтор болса, онда морфизмі қарама-қарсы функтор үшін картезиялық болса, кокартезиялық деп аталады. Сонда тікелей бейне деп те аталады, ал - тікелей бейнесі. Кофибридтік категория – бұл әрбір морфизмі үшін тікелей бейне бар және тікелей бейнелердің композициясы да тікелей бейне болатын категория. Ко-айыру және ко-бөліну де ұқсас анықталады, бірақ кері бейнелік функторлардың орнына тікелей бейнелік функторлар қолданылады.

Қимылсыз талшықты және бөлінген категориялардың екі санаты

Белгілі бір категорияға байланысты санаттар 2-санатты құрайды, мұнда екі фибридтік категория арасындағы морфизмдер категориясы – -дан -ға дейінгі картезиялық функторлар санаты ретінде анықталады. Сол сияқты, үстіндегі бөлінген санаттар (француз тілінде catégorie scindée) 2-санатты құрайды, мұнда екі бөлінген категория арасындағы морфизмдер категориясы – -дан -ға дейінгі функторлардың толық кіші санаты болып табылады, оның құрамына -ның әрбір көліктік морфизмін -ның көліктік морфизміне айналдыратын функторлар кіреді. Мұндай бөлінген санаттардың әрбір морфизмі сонымен қатар фибридтік санаттардың морфизмі болып табылады, яғни, бөлінуді ұмытқан табиғи ұмытшақ 2-функтор бар.

Теңдестірілген бөлінген санаттардың болуы

Барлық талшықты санаттар бөлінуге ие болмаса да, әрбір талшықты санат, шындығында, бөлінген санатқа эквивалентті. Расында, берілген талшықты санат үшін эквивалентті бөлінген санатты құрудың екі канондық тәсілі бар. Нақтырақ айтқанда, ұмыту 2-функторы оң 2-қосымша және сол 2-қосымшаға ие (Жиро, 1971, 2.4.2 және 2.4.4 теоремалары), ал және – байланысты екі бөлінген санат. Қосымша функторлар және екеуі де картезиялық және эквиваленттіліктер болып табылады (сол жерде). Дегенмен, олардың композициясы эквиваленттілік болса да (санаттардың және тіпті талшықты санаттардың), ол жалпы жағдайда бөлінген санаттардың морфизмі емес. Сондықтан, екі құрылым да әдетте өзгеше. Бөлінген санаттардың осы екі құрылымы талшықты санатқа байланысты стек құрастыруда (және әсіресе, престек құрастыруда) маңызды рөл атқарады.

Тiлшiлiк санаттар

Функтор, категорияны оның объектілер жиынтығына жіберу, фибрация болып табылады. Жиын үшін талшықтар объектілері бар категориялар құрайды. Картезиан жебелері толық адал функторлар болып табылады. Жебелер санаттары: Кез келген категория үшін, жебелер санатының объектілері – категориядағы морфизмдер, ал морфизмдері – категориядағы коммутативтік квадраттар (дәлірек айтқанда, морфизмнен морфизмге өту үшін категориядағы морфизмдер мен морфизмдердің жұбы қажет, мұндай морфизмдер ). Функтор, жебені нысанаға жіберіп, категорияға айналдырады; нысанаға жіберу функторы категорияны категорияға айналдырады; талшықтың әрбір объектісі үшін, талшықтағы объектілер категориясы – категориядағы объектілер, яғни нысанасы картезиандық морфизмдері бар категориядағы жебелер. Картазиандық морфизмдер категориядағы картезиандық квадраттарға сәйкес келеді, сондықтан категория дәл осылайша категориядан фибрацияланады, егер фибралық көбейтінділер болса. Будамалар: Топологиялық кеңістіктер категориясында фибралық көбейтінділер бар, сондықтан алдыңғы мысал бойынша, категория фибрацияланады. Егер будамалардың проекциялық карталарынан тұратын категорияның толық ішкі категориясы болса, онда ол будамалардың категориясы болады, және категория фибрацияланады. Жарылудың таңдауы – будамалар үшін кері бейне (немесе кері тарту) функторларын таңдаумен бірдей. Векторлық будамалар: Алдыңғы мысалдарға ұқсас, нақты (кешенді) векторлық будамалардың базалық кеңістіктерге проекциялары үстінен категория құрайды (талшықтардың векторлық кеңістік құрылымын сақтайтын векторлық будамалардың морфизмдері). Бұл категория да фибрацияланады, ал кері бейне функторлары – векторлық будамалар үшін стандартты кері тарту функторлары. Бұл фибрацияланған категориялар – топологиялық кеңістіктердегі будамалардың (толық емес) ішкі категориялары. Будамалардың кері бейне функторлары топологиялық кеңістіктердегі будамалардың категорияларын (жарылған) фибрацияланған категорияға айналдырады. Бұл фибрацияланған категорияны будамалардың этальді кеңістіктерінен тұратын толық ішкі категория ретінде сипаттауға болады. Векторлық будамалар сияқты, топтар мен сақиналардың будамалары да топостардағы будамалардың фибрацияланған категорияларын құрайды: Егер топос болса және ол топоста объекті болса, онда объектілер санаты да топос болып табылады, оны топостағы будамалардың санаты ретінде қарастыруға болады. Егер топоста морфизм болса, онда кері бейне функторын былай сипаттауға болады: будама үшін және топостағы объекті үшін тең. Бұл кері бейнелер категорияларды бөлінген фибрацияланған категорияға айналдырады. Бұл, әсіресе, топологиялық кеңістіктердің «үлкен» топосына қолданылуы мүмкін. Схемалардағы жартылай когерентті будамалар: жартылай когерентті будамалар схемалар категориясының үстінде фибрацияланған категория құрайды. Бұл фибрацияланған категориялардың анықтамасы үшін маңызды мысалдардың бірі. Бөлуге келмейтін фибрацияланған категория: Топты бір объектісі бар категория ретінде қарастыруға болады, ал топтың элементтері – морфизмдер, морфизмдердің композициясы топтық заңмен беріледі. Топтық гомоморфизмді функтор ретінде қарастыруға болады, ол категорияны категорияға айналдырады. Осы жағдайда, категориядағы барлық морфизмдер картезиандық екенін тексеруге болады; сондықтан, категория дәл осылайша фибрацияланады, егер гомоморфизм сюръективті болса. Бұл жағдайдағы жарылу – композициямен қатаң түрде коммутациялайтын (жинақ теориялық) бөлім, яғни сонымен қатар гомоморфизм болып табылатын бөлім. Бірақ топтар теориясында белгілі болғандай, бұл әрқашан мүмкін емес (топты бөле бермейтін кеңейтуде проекцияны алуға болады). Будамалардың кофибрацияланған категориясы: Будамалардың тікелей бейне функторы топологиялық кеңістіктердегі будамалардың категорияларын кофибрацияланған категорияға айналдырады. Тікелей бейненің транзитивтілігі оның табиғи түрде бөлінетінін көрсетеді.